הכינו קטנוע חשמלי / מעגל ריקשה

המאמר מציג עיצוב פשוט של מעגל קטנוע חשמלי אשר ניתן לשנות אותו גם כדי ליצור ריקשה אוטומטית חשמלית. את הרעיון ביקש מר סטיב.

בקשת המעגל

התמזל מזלי למצוא את הבלוג שלך, דברים מדהימים באמת שהצלחת לעצב.

אני מחפש DC ל- DC Step Up ובקר למנוע קורקינט חשמלי

קלט: SLA (חומצה עופרת אטומה) סוללה 12V, שהיא טעונה ~ 13.5V
מתח מינימלי - מנותק ב ~ 10.5 וולט

פלט: מנוע DC 60V 1000W.

נתקלת במעגל כזה?

אני יכול לדמיין שזה יהיה סוג דחיפה-משיכה, אבל אין לי מושג על סוגים של מוספטים (תן את הספק 80-100A), יניע אותם, ואז השנאי, סוג הליבה ואז דיודות.
בנוסף למתח המינימלי המנותק כדי לכסות את מחזור החובה של ה- PWM.

מצאתי מידע נוסף. המנוע חסר מברשות תלת פאזי עם חיישני אולם.
ישנן שתי דרכים להתקרב אליו, להשאיר את הבקר הקיים במקום ולעשות רק 12 וולט עד 60 וולט או להחליף את הבקר גם הוא.

לא יהיה שום הבדל ביעילות החשמל, הבקר פשוט עובר איזה שלב מקבל זרם על סמך חיישני האולם. לכן, דבק בתוכנית א.

תודה רבה,
סטיב

העיצוב

כיום ייצור רכב חשמלי קל בהרבה מבעבר, והדבר התאפשר בגלל שני אלמנטים עיקריים בתכנון, כלומר מנועי BLDC וסוללות ה- Li-ion או ה- Li-polymer.

שני חברים יעילים במיוחד אלה אפשרו באופן בסיסי למושג כלי רכב חשמליים להפוך למציאות וניתן לביצוע באופן מעשי.

מדוע מנוע BLDC

מנוע BLDC או המנוע ללא מברשות יעילים מכיוון שהוא נועד לפעול ללא מגעים פיזיים פרט למסבי הכדור של הפיר.

במנועי BLDC הרוטור מסתובב אך ורק באמצעות כוח מגנטי מה שהופך את המערכת ליעילה ביותר, בניגוד למנועים המוברשים הקודמים שהרוטורים שלהם היו מחוברים למקור האספקה ​​דרך מברשות, מה שגרם לחיכוך רב, ניצוץ ובלאי במערכת.

מדוע סוללת Li-Ion

בקווים דומים, עם הופעתם של סוללות הליון-יון המשודרגות וסוללות הליפו כיום השגת חשמל מסוללות אינה נחשבת עוד למושג לא יעיל.

מוקדם יותר עמדנו לרשותנו רק סוללות עופרת עופרת בכל מערכות הגיבוי של DC שהיוו שני חסרונות עיקריים: עמיתים אלה נדרשו זמן רב לטעינה, היו בעלי קצב פריקה מוגבל, אורך חיים נמוך יותר והיו מגושמים וכבדים, כל אלה רק הוסיפו לאופי העבודה הלא יעיל שלהם.

בניגוד לכך, Li-ion או Li-po הם קלים יותר, קומפקטיים, ניתנים לטעינה מהירה בקצב זרם גבוה וניתנים לפריקה בכל קצב זרם גבוה רצוי, אלה בעלי חיי ריצה גבוהים יותר, הם מסוג SMF, כל התכונות הללו הופכות אותם ל מועמד נכון ליישומים כמו קלנועיות חשמליות, ריקשות חשמליות, מזל'טים quadcopter וכו '

למרות שמנועי BLDC יעילים ביותר, אלה דורשים מכשירי IC מיוחדים להפעלת סלילי הסטטור שלהם, אך כיום יש לנו יצרנים רבים המייצרים מודולי IC אלה הבלעדיים, אשר לא רק ממלאים את הפונקציה הבסיסית של הפעלת מנועים אלה, אלא גם מוגדרים עם רבים מתקדמים נוספים מאפיינים, כגון: בקרת לולאה פתוחה PWM, בקרת לולאה סגורה בעזרת חיישנים, אמצעי הגנה מרובים חסינים בפני שוטים, בקרת רוורס / קדימה של המנוע, בקרת בלימה ועוד מגוון תכונות מובנות ומשוכללות.

באמצעות מעגל נהג BLDC

כבר דנתי בשבב מצוין כזה בפוסט הקודם שלי, שתוכנן במיוחד לטיפול במנועי BLDC בהספק גבוה, זה ה- MC33035 IC ממוטורולה.

בואו ללמוד כיצד ניתן ליישם מודול זה ביעילות לייצור קורקינט חשמלי או ריקשה חשמלית, ממש בביתכם.

לא אדון בפרטים המכניים של הרכב, אלא רק במעגל החשמלי ובפרטי החיווט של המערכת.

תרשים מעגלים

רשימת חלקים

כל הנגדים כולל Rt אך לא כולל Rs ו- R = 4k7, 1/4 וואט

Ct = 10nF

פוטנציומטר מהירות = 10K ליניארי

BJTs כוח עליון = TIP147

מוספטים תחתונים = IRF540

Rs = 0.1 / מקסימום קיבולת זרם הסטאטור

R = 1K

C = 0.1 uF

האיור לעיל מציג נהג מנוע DC 3-פאזה נטול מברשות ללא הספק, IC MC33035, אשר הופך להיות מתאים לחלוטין לקלנועית החשמלית המוצעת או ליישום ריקשה חשמלי.

למכשיר יש את כל המאפיינים הבסיסיים שניתן לצפות כי הם יהיו ברכבים אלה, ובמידת הצורך ניתן לשפר את ה- IC עם תכונות מתקדמות נוספות באמצעות תצורות חלופיות רבות אפשריות.

התכונות המתקדמות הופכות אפשריות באופן ספציפי כאשר מוגדר השבב במצב לולאה סגורה, אולם היישום הנדון הוא תצורת לולאה פתוחה שהיא תצורה מועדפת יותר מכיוון שהיא פשוטה מאוד להגדרה, ובכל זאת מסוגלת למלא את כל התכונות הנדרשות. שניתן לצפות ברכב חשמלי.

כבר דנו פונקציות ה- pinout של השבב הזה בפרק הקודם, בואו נסכם את אותו הדבר ונבין כיצד בדיוק נדרש ליישם את ה- IC הנ'ל לצורך השגת הפעולות השונות הכרוכות ברכב חשמלי.

איך ה- IC מתפקד

החלק הירוק המוצלל הוא MC 33035 IC עצמו המציג את כל המעגלים המתוחכמים המובנים המוטבעים בתוך השבב ומה הופך אותו למתקדם כל כך בביצועיו.

החלק המוצלל הצהוב הוא המנוע, הכולל סטטור תלת פאזי המסומן על ידי שלושת הסלילים בתצורת 'דלתא', הרוטור העגול המצוין עם מגנטים מקוטבים N / S ושלושה חיישני אפקט הול בחלקו העליון.

האותות משלושת חיישני האפקט הול מוזנים לסיכות 4, 5, 6 של ה- IC לעיבוד פנימי וליצירת רצף מיתוג הפלט המתאים על פני התקני הספק הפלט המחוברים.

פונקציות Pinout ו- בקרות

פינוטים 2, 1 ו -24 שולטים על התקני ההספק העליונים המוגדרים חיצוניים ואילו הפינים 19, 20, 21 מוקצים לשליטה בהתקני ההספק המשלימים בסדרה התחתונה. אשר יחד שולטים על מנוע הרכב המחובר BLDC בהתאם לפקודות ההזנה השונות.

מכיוון שה- IC מוגדר במצב לולאה פתוחה, הוא אמור להיות מופעל ונשלט באמצעות אותות PWM חיצוניים, שמחזור החובה שלהם אמור לקבוע את מהירות המנוע.

עם זאת IC זה חכם אינו דורש מעגל חיצוני ליצירת PWMs, אלא הוא מטופל על ידי מתנד מובנה וזוג מעגלי מגבר שגיאות.

רכיבי Rt ו- Ct נבחרים כראוי ליצירת התדר (20 עד 30 קילוהרץ) עבור ה- PWM, המוזן לסיכה מספר 10 של ה- IC לצורך עיבוד נוסף.

האמור לעיל נעשה באמצעות מתח אספקה ​​של 5 וולט שנוצר על ידי ה- IC עצמו בסיכה מס '8, אספקה ​​זו משמשת בו זמנית להזנת מכשירי האפקט הול, נראה שהכל נעשה במדויק כאן .... שום דבר לא מבוזבז.

החלק המוצלל באדום יוצר את קטע בקרת המהירות של התצורה, כפי שניתן לראות שהוא פשוט מיוצר באמצעות פוטנציומטר רגיל אחד .... דחיפתו כלפי מעלה מגבירה את המהירות ולהיפך. זה מתאפשר בתורו באמצעות מחזורי חובת PWM המשתנים בהתאם סיכה # 10, 11, 12, 13 .

ניתן להמיר את הפוטנציומטר למעגל הרכבה LDR / LED, להשגת בקרת מהירות דוושה ללא חיכוך ברכב.

הצמד מס '3 מיועד לקביעת כיוון קדימה, לאחור של סיבוב המנוע, או ליתר דיוק הקטנוע או כיוון הריקשה. זה מרמז שעכשיו לקלנועית החשמלית שלך או לריקשה החשמלית שלך יהיה מתקן לאחור לאחור .... רק תאר לעצמך דו גלגלי עם מתקן רוורס, ..... מעניין?

הצמד מס '3 ניתן לראות באמצעות מתג, סגירת מתג זה הופכת את הסיכה מס '3 לקרקע ומאפשרת תנועה' קדימה 'למנוע, בזמן פתיחתו גורם לסיבוב המנוע בכיוון ההפוך (לפין 3 יש נגד משיכה פנימי, כך שנפתח המתג אינו גורם למשהו הפוגע ב- IC).

באופן זהה, מתג סיכה מס '22 בוחר את תגובת האות המשמרת פאזה של המנוע המחובר, צריך להפעיל או לכבות את המתג הזה כראוי בהתייחס למפרט המנוע, אם משתמשים במנוע בשלבים של 60 מעלות אז המתג צריך להישאר סגור , ופתוח למנוע בשלבים של 120 מעלות.

הצמד מס '16 הוא פין הקרקע של ה- IC ויש לחבר אותו לקו השלילי של הסוללה ו / או לקו הקרקע המשותף המשויך למערכת.

הצמד מס '17 הוא ה- Vcc, או סיכת הקלט החיובית, צריך לחבר סיכה זו למתח אספקה ​​שבין 10 וולט ל -30 וולט, 10 וולט הוא הערך המינימלי ו -30 וולט מגבלת הפירוק המקסימלית עבור ה- IC.

הצמד מס '17 יכול להיות משולב עם 'Vm' או קו אספקת המנוע אם מפרט אספקת המנוע תואם את המפרט IC Vcc, אחרת ניתן לספק pin17 משלב רגולטור למטה.

הצמד מס '7 הוא ה- pinout 'הפעל' של ה- IC, ניתן לראות שסיכה זו מסתיימת בקרקע באמצעות מתג, כל עוד הוא מופעל והסיכה 7 נשארת מקורקעת, המנוע יכול להישאר מופעל כאשר הוא כבוי, המנוע מושבת וכתוצאה מכך המנוע לחוף עד שלבסוף הוא נעצר. מצב ההליכה עשוי להיעצר במהירות אם המנוע או הרכב נמצאים בעומס כלשהו.

הצמד מס '23 מוקצה ביכולת 'הבלימה', וגורם למנוע לעצור ולעצור כמעט מיד עם פתיחת המתג המשויך. המנוע מותר לפעול כרגיל כל עוד מתג זה נשמר סגור והסיכה 7 מוחזקת מקורקעת.

הייתי ממליץ לכופף את המתג בסיכה 7 (הפעלה) וסיכה 23 (בלם) יחד כך שאלה יועברו בפעולה כפולה ויחד, זה כנראה יעזור 'להרוג' את סיבוב המנוע בצורה יעילה וקולקטיבית. וגם לאפשר למנוע לפעול עם אות משולב משני הכדורים.

'Rs' מהווה את נגד החושים האחראי לבדיקת העומס יתר או על תנאי הזרם של המנוע, במצבים כאלה. מצב 'התקלה' מופעל באופן מיידי כיבוי המנוע באופן מיידי וה- IC עובר למצב נעילה פנימי. המצב נשאר במצב זה עד לתיקון התקלה ושיקום התקינות.

זה מסכם את ההסבר המפורט בנוגע לפינאוטים השונים של פינות הפנאי של קטנוע חשמלי / ריקשה המוצע. זה רק צריך להיות מיושם כהלכה בהתאם למידע החיבור המוצג בתרשים לצורך יישום בהצלחה ובטוח של פעולות הרכב.

בנוסף, ה- IC MC33035 כולל גם כמה תכונות הגנה מובנות, כגון נעילת מתח תחת מתח, המבטיחה כי הרכב נכבה אם במקרה שהמיקרופון מונע ממתח האספקה ​​המינימלי הנדרש, וגם הגנה על עומס יתר תרמי המבטיח. שה- IC לעולם לא עובד עם טמפרטורות יתר.

כיצד לחבר את הסוללה (ספק כוח)

בהתאם לבקשה, מצוין כי הרכב החשמלי יעבוד עם כניסת 60 וולט והמשתמש מבקש ממיר דחיפה לרכישת רמת מתח גבוהה יותר מסוללה קטנה יותר של 12 וולט או 24 וולט.

עם זאת, הוספת ממיר דחיפה עשויה להפוך את המעגל למורכב יותר שלא לצורך ועלול להוסיף לחוסר יעילות אפשרי. הרעיון הטוב יותר הוא להשתמש בסוללות של 5 ננו של 12 וולט בסדרות. לזמן גיבוי וזרם מספקים עבור מנוע 1000 וואט, כל סוללה יכולה להיות מדורגת ב- 25AH ומעלה.

ניתן ליישם את חיווט הסוללות על ידי התייחסות לפרטי החיבור הבאים: