Tee tämä sähköpotkulauta / riksa-piiri

Tee tämä sähköpotkulauta / riksa-piiri

Artikkeli esittelee yksinkertaisen sähköisen skootteripiirin rakenteen, jota voidaan myös muuttaa sähköisen riksa valmistamiseksi. Idean pyysi herra Steve.

Piiripyyntö

Minulla oli onni löytää blogisi, todella upeita juttuja, jotka olet onnistunut suunnittelemaan.



Etsin DC-DC-tehostin ja ohjain sähköiselle skootterimoottorille



Syöttö: SLA (suljettu lyijyhappo) -akku 12 V, joka on ladattu ~ 13,5 V
vähimmäisjännite - katkaistu ~ 10.5V

Lähtö: 60 V DC-moottori 1000 W.

Oletko törmännyt tällaiseen piiriin?

Voin kuvitella, että se on push-pull-tyyppinen, mutta minulla ei ole aavistustakaan mosfettityypeistä (anna teho 80-100A), ajamalla niitä, sitten muuntajaa, ydintyyppiä ja sitten diodeja.
Lisäksi vähimmäisjännite katkaistu PWM: n käyttöjakson kattamiseksi.

Olen löytänyt lisää tietoa. Moottori on 3-vaiheinen harjaton, hall-antureilla.
On olemassa kaksi tapaa lähestyä sitä, a / jättää nykyinen ohjain paikoilleen ja vain 12V - 60V tehostaa tai b / korvata myös ohjaimen.

Tehokkuudessa ei ole eroa, ohjain yksinkertaisesti kytkee, mikä vaihe saa virtaa hall-antureiden perusteella. Siksi kiinni suunnitelmasta a.

Kiitos paljon,
Steve

Muotoilu

Nykyään sähköajoneuvon valmistaminen on paljon helpompaa kuin aikaisemmin, ja tämä on tullut mahdolliseksi suunnittelun kahden pääelementin, BLDC-moottorien ja Li-ion- tai Li-polymeeriakkujen, ansiosta.

Nämä kaksi erittäin tehokasta jäsentä ovat antaneet pohjimmiltaan sähköajoneuvojen konseptille todellisuuden ja käytännöllisen mahdollisuuden.

Miksi BLDC-moottori

BLDC-moottori tai harjaton moottori on tehokas, koska se on suunniteltu toimimaan ilman fyysisiä koskettimia lukuun ottamatta akselin kuulalaakereita.

BLDC-moottoreissa roottori pyörii yksinomaan magneettisen voiman kautta, mikä tekee järjestelmästä erittäin tehokkaan, toisin kuin aikaisemmin harjatut moottorit, joiden roottorit oli kiinnitetty syöttölähteeseen harjojen kautta, aiheuttaen paljon kitkaa, kipinöitä ja kulumista järjestelmässä.

Miksi litiumioniakku

Vastaavilla linjoilla huomattavasti päivitettyjen litiumioniakkujen ja Lipo-paristojen myötä sähköä paristoista ei enää pidetä tehottomana.

Aiemmin meillä oli käytössämme vain lyijyhappoakut kaikkiin tasavirtavarmuusjärjestelmiin, joista aiheutui kaksi suurta haittapuolta: Nämä kollegat tarvitsivat paljon aikaa lataamiseen, niillä oli rajoitettu purkausnopeus, alhaisempi käyttöikä ja ne olivat isoja ja raskaita, kaikki nämä vain lisäävät niiden tehottomuuteen.

Tätä vastaan ​​Li-ion- tai Li-po-akut ovat kevyempiä, pienikokoisempia, nopeasti ladattavia suurilla virtanopeuksilla ja purkautuvia millä tahansa halutulla korkealla virtanopeudella. Niillä on pidempi käyttöikä, ne ovat SMF-tyyppejä, ja kaikki nämä ominaisuudet tekevät niistä oikea ehdokas sovelluksiin, kuten skootterit, riksa, nelikopterikoneita jne.

Vaikka BLDC-moottorit ovat erittäin tehokkaita, ne edellyttävät erikoistuneita piirikortteja staattorikelojensa ajamiseksi, nykyään meillä on monia valmistajia, jotka tuottavat näitä yksinomaisia ​​seuraavan sukupolven IC-moduuleja, jotka eivät ainoastaan ​​tee näiden moottoreiden perustoimintoa, vaan niille on myös määritelty monia edistyneitä lisälaitteita. ominaisuuksia, kuten: PWM: n avoimen silmukan ohjaus, anturilla avustettu suljetun piirin ohjaus, useita hämmentäviä suojavarusteita, moottorin peruutus- / eteenpäinohjaus, jarrutuksen hallinta ja lukuisia muita uusimpia sisäänrakennettuja ominaisuuksia.

BLDC-ohjainpiirin käyttäminen

Olen jo keskustellut yhdestä tällaisesta erinomaisesta sirusta edellisessä kirjoituksessani, joka on erityisesti suunniteltu suuritehoisten BLDC-moottoreiden käsittelyyn, se on Motorolan MC33035 IC.

Opitaan, miten tämä moduuli voidaan tehokkaasti toteuttaa sähköisen skootterin tai sähköisen riksa valmistamiseksi suoraan kotiisi.

En keskustele ajoneuvon mekaanisista yksityiskohdista, vaan vain sähköpiiristä ja järjestelmän johdotustiedoista.

Piirikaavio

Osaluettelo

Kaikki vastukset mukaan lukien Rt, paitsi Rs ja R = 4k7, 1/4 wattia

Ct = 10 nF

Nopeuspotentiometri = 10K lineaarinen

Yläteho BJT = TIP147

Ala Mosfets = IRF540

Rs = 0,1 / suurin staattorin virtakapasiteetti

R = 1K

C = 0,1 uF

Yllä olevassa kuvassa on täysimittainen suuritehoinen harjaton 3-vaiheinen DC-moottoriohjain IC MC33035, josta tulee täydellisesti sopiva ehdotettuun sähköpotkulautaan tai sähköiseen riksa-sovellukseen.

Laitteessa on kaikki perusominaisuudet, joiden voidaan odottaa olevan näissä ajoneuvoissa, ja tarvittaessa IC: tä voidaan parantaa lisäominaisuuksilla monien vaihtoehtoisten kokoonpanojen avulla.

Lisäominaisuudet ovat erityisen mahdollisia, kun siru on konfiguroitu suljetun silmukan tilassa, mutta käsitelty sovellus on avoimen silmukan kokoonpano, joka on edullisempi kokoonpano, koska se on paljon helppo konfiguroida ja pystyy kuitenkin täyttämään kaikki vaaditut ominaisuudet mitä voidaan odottaa sähköajoneuvossa.

Olemme jo keskustelleet tämän sirun pinout-toiminnot tiivistetään edellisessä luvussa sama ja ymmärretään myös, kuinka tarkalleen yllä oleva IC voidaan joutua toteuttamaan sähköajoneuvoon liittyvien eri toimintojen saavuttamiseksi.

Kuinka IC toimii

Vihreä varjostettu osa on itse MC 33035 IC, joka näyttää kaikki sirun sisään upotetut sisäänrakennetut hienostuneet piirit ja mikä tekee siitä niin edistyneen suorituskyvyllä.

Keltainen varjostettu osa on moottori, joka sisältää 3-vaiheisen staattorin, joka on osoitettu kolmella kelalla Delta-kokoonpanossa, pyöreällä roottorilla, joka on merkitty N / S-napaisilla magneeteilla, ja kolmella Hall-anturilla ylhäällä.

Kolmen Hall-efektianturin signaalit syötetään IC: n napoihin 4, 5, 6 sisäistä prosessointia varten ja vastaavan ulostulokytkentäsekvenssin muodostamiseksi yhdistettyjen lähtöteholaitteiden yli.

Pinout-toiminnot ja hallintalaitteet

Pinouts 2, 1 ja 24 ohjaavat ulkoisesti konfiguroituja ylempiä teholaitteita, kun taas nastat 19, 20, 21 on osoitettu ohjaamaan täydentäviä alemman sarjan teholaitteita. jotka yhdessä ohjaavat liitettyä BLDC-moottoriajoneuvoa eri syötettyjen komentojen mukaisesti.

Koska IC on konfiguroitu avoimen silmukan tilassa, sen oletetaan aktivoituvan ja ohjattavan ulkoisten PWM-signaalien avulla, joiden työjakson on määrä määrittää moottorin nopeus.

Tämä älykäs IC ei kuitenkaan vaadi ulkoista virtapiiriä PWM: ien generoimiseksi, vaan sitä hoitaa sisäänrakennettu oskillaattori ja pari virhevahvistinpiiriä.

Rt- ja Ct-komponentit valitaan tarkoituksenmukaisesti tuottamaan taajuus (20 - 30 kHz) PWM-laitteille, joka syötetään IC: n nastalle # 10 jatkokäsittelyä varten.

Edellä mainittu tapahtuu 5 V: n syöttöjännitteen kautta, jonka IC itse generoi nastassa # 8, tätä syöttöä käytetään samanaikaisesti Hall-efektilaitteiden syöttämiseen, näyttää siltä, ​​että kaikki on täällä tehty tarkalleen ... mitään ei hukata.

Punaisella varjostettu osa muodostaa kokoonpanon nopeuden säätöosan, kuten voidaan nähdä, se tehdään yksinkertaisesti yhdellä tavallisella potentiometrillä ... sen työntäminen ylöspäin lisää nopeutta ja päinvastoin. Tämä puolestaan ​​on mahdollista vastaavasti vaihtelevien PWM-työjaksojen kautta tappi # 10, 11, 12, 13 .

Potentiometri voitaisiin muuntaa LDR / LED-kokoonpanopiiriksi a: n saavuttamiseksi kitkaton polkimen nopeuden säätö ajoneuvossa.

Tappi # 3 on määritetty moottorin pyörimissuunnan eteenpäin, taaksepäin tai pikemminkin skootterin tai riksa-suunnan määrittämiseksi. Se tarkoittaa, että nyt sähköpotkulaudallasi tai sähköisellä rikassasi on mahdollisuus peruuttaa takaisin .... Kuvittele vain kaksipyöräinen, jolla on peruutuslaite, mielenkiintoinen?

Tappi # 3 voidaan nähdä kytkimellä, tämän kytkimen sulkeminen tekee tapin # 3 maahan, mikä mahdollistaa `` eteenpäin '' liikkumisen moottorille, kun taas avaaminen saa moottorin pyörimään vastakkaiseen suuntaan (tapissa 3 on sisäinen ylösvetovastus, joten avautuminen kytkin ei aiheuta mitään haittaa IC: lle).

Napa 22 -kytkin valitsee samalla tavalla kytketyn moottorin vaihesiirtosignaalin vasteen, tämä kytkin on kytkettävä asianmukaisesti päälle tai pois päältä moottorin ominaisuuksien perusteella, jos käytetään 60 asteen vaiheistettua moottoria, kytkimen on pysyttävä kiinni ja avaa 120 asteen vaiheistetulle moottorille.

Tappi # 16 on mikropiirin maadoitustapa ja se on kytkettävä akun miinusjohtoon ja / tai järjestelmään liittyvään yhteiseen maajohtoon.

Tappi # 17 on Vcc tai positiivinen tulotappi, tämä tappi on kytkettävä syöttöjännitteeseen välillä 10 V ja 30 V, 10 V on pienin arvo ja 30 V suurin hajoamisraja IC: lle.

Tappi # 17 Voidaan integroida Vm: n tai moottorin syöttöjohdon kanssa, jos moottorin syöttötiedot vastaavat IC Vcc: n spesifikaatioita, muuten nasta 17 voidaan toimittaa erillisestä asteikkosäätimen vaiheesta.

Tappi # 7 on IC: n '' aktivointitappi '', tämä tappi voidaan nähdä maadoitettuna kytkimen kautta niin kauan kuin se on kytketty päälle ja tappi # 7 pysyy maadoitettuna, moottorin annetaan pysyä aktivoituna, kun se on kytketty pois päältä, moottori on kytketty pois päältä ja moottori pysähtyy, kunnes se lopulta pysähtyy. Ratsastustila voi nopeasti pysähtyä, jos moottori tai ajoneuvo on jonkin verran kuormitettua.

Tappi # 23 on määritetty 'jarrutuskyvylle', ja se saa moottorin pysähtymään ja pysähtymään melkein välittömästi, kun siihen liittyvä kytkin avataan. Moottorin annetaan käydä normaalisti, kunhan kytkintä pidetään suljettuna ja tappi # 7 pidetään maadoitettuna.

Suosittelisin kytkemään kytkimen tapiin nro 7 (aktivoi) ja tapiin # 23 (jarru) yhdessä niin, että ne kytketään kaksitoimisesti ja yhdessä tämä todennäköisesti auttaisi 'tappamaan' moottorin pyörimisen tehokkaasti ja yhdessä ja myös antaa moottorin käydä yhdistetyllä signaalilla kahdesta pnoutista.

Rs muodostaa aistivastuksen, joka on vastuussa moottorin ylikuormituksen tai ylivirtaolosuhteiden tarkastamisesta tällaisissa tilanteissa. vikatila laukaistaan ​​välittömästi sammuttamalla moottori välittömästi ja IC siirtyy sisäisesti lukitustilaan. Tila pysyy tässä tilassa, kunnes vika on korjattu ja normaali tila on palautunut.

Tämä päättää yksityiskohtaisen selityksen ehdotettujen sähköpotkulautojen / riksaohjausmoduulien pinoutien eri nastoista. Se on vain toteutettava oikein kaaviossa esitettyjen yhteystietojen mukaisesti ajoneuvon toiminnan onnistuneeseen ja turvalliseen toteuttamiseen.

Lisäksi IC MC33035 sisältää myös muutaman sisäänrakennetun suojausominaisuuden, kuten haihtumisenestolukituksen, joka varmistaa, että ajoneuvo sammutetaan, jos mikäli IC: tä estetään vaaditulta vähimmäisjännitteeltä, sekä lämpösuojauksen, joka varmistaa että IC ei koskaan toimi yli lämpötilojen kanssa.

Kuinka kytkeä akku (virtalähde)

Pyynnön mukaan sähköajoneuvo on määritelty toimimaan 60 V: n tulon kanssa ja käyttäjä pyytää a boost-muunnin tämän korkeamman jännitetason saamiseksi pienemmästä 12 V: n tai 24 V: n akusta.

Boost-muuntimen lisääminen voi kuitenkin tarpeettomasti tehdä piiristä monimutkaisemman ja lisätä mahdollista tehottomuutta. Parempi idea on käyttää sarjana 5nos 12 V: n paristoja. Riittävän varmuuskopiointiajan ja virran saamiseksi 1000 watin moottorille jokainen akku voisi olla luokiteltu 25AH tai enemmän.

Akkujen johdotus voidaan toteuttaa viittaamalla seuraaviin liitäntätietoihin:




Pari: Suuritehoinen harjaton moottorin ohjainpiiri Seuraava: Kuinka Boost-muuntimet toimivat