Vyrobte si tento elektrický skútr / okruh Rickshaw

Článek představuje jednoduchý design obvodu elektrického skútru, který lze také upravit tak, aby vytvořil elektrickou auto-rikši. Nápad požadoval pan Steve.

Žádost o okruh

Měl jsem to štěstí, že jsem našel váš blog, opravdu úžasné věci, které se vám podařilo navrhnout.

Hledám DC to DC Step Up a ovladač pro elektrický skútr

Vstup: SLA (uzavřená olověná kyselina) baterie 12V, která je nabitá ~ 13,5 V.
minimální napětí - odpojeno při ~ 10,5V

Výstup: 60V DC motor 1000W.

Narazili jste na takový okruh?

Dokážu si představit, že to bude push-pull typ, ale nemám tušení o typech mosfetů (uveďte příkon 80-100A), jejich řízení, pak transformátoru, typu jádra a pak diod.
Plus minimální odpojení napětí k pokrytí pracovního cyklu PWM.

Našel jsem nějaké další informace. Motor je třífázový střídavý s Hallovými senzory.
Existují dva způsoby, jak k tomu přistupovat, a / ponechat stávající řadič na svém místě a provést pouze zesílení 12V až 60V nebo b / vyměnit také řadič.

Nebude žádný rozdíl v energetické účinnosti, ovladač jednoduše přepíná, která fáze dostane proud na základě Hallových senzorů. Proto dodržování plánu a.

Děkuji mnohokrát,
Steve

Design

Dnes je výroba elektrického vozidla mnohem jednodušší, než tomu bylo dříve, a to je možné díky dvěma hlavním prvkům konstrukce, konkrétně BLDC motorům a Li-ion nebo Li-polymerovým bateriím.

Tito dva ultra efektivní členové zásadně umožnili, aby se koncept elektrických vozidel stal realitou a byl prakticky proveditelný.

Proč BLDC Motor

BLDC motor nebo střídavý motor je efektivní, protože je navržen tak, aby běžel bez fyzických kontaktů kromě kuličkových ložisek hřídele.

U motorů BLDC se rotor otáčí pouze prostřednictvím magnetické síly, což činí systém extrémně účinným, na rozdíl od dřívějších kartáčovaných motorů, které měly rotory připojené ke zdroji napájení prostřednictvím kartáčů, což v systému způsobilo velké tření, jiskření a opotřebení.

Proč Li-Ion baterie

Na podobných linkách se s příchodem hodně vylepšených lithium-iontových baterií a baterií Lipo již dnes není elektřina z baterií považována za neefektivní koncept.

Dříve jsme měli k dispozici pouze olověné akumulátory pro všechny záložní systémy DC, které představovaly dvě hlavní nevýhody: Tyto protějšky potřebovaly hodně času na nabití, měly omezenou rychlost vybíjení, nižší životnost a byly objemné a těžké, to vše jen přidávalo jejich neefektivní povaze práce.

Naproti tomu jsou Li-ion nebo Li-po baterie lehčí, kompaktní, rychle nabíjitelné při vysokých proudových rychlostech a jsou vybité při jakémkoli požadovaném vysokém proudu, mají vyšší životnost, jsou typy SMF, všechny tyto vlastnosti je činí správný kandidát pro aplikace, jako jsou elektrické skútry, elektrické rikše, quadcopter drones atd.

I když jsou motory BLDC extrémně účinné, vyžadují pro provoz svých statorových cívek specializované integrované obvody, dnes máme mnoho výrobců vyrábějících tyto exkluzivní IC moduly nové generace, které nejen plní základní funkci provozu těchto motorů, ale jsou také specifikovány mnoha pokročilými dalšími funkce, jako například: PWM ovládání otevřené smyčky, ovládání uzavřené smyčky pomocí senzoru, více spolehlivých ochranných prvků, ovládání zpětného / vpřed motoru, ovládání brzdění a řada dalších nejmodernějších vestavěných funkcí.

Pomocí obvodu ovladače BLDC

O jednom takovém vynikajícím čipu jsem již hovořil ve svém předchozím příspěvku, konkrétně navrženém pro práci s vysokými příkony BLDC motorů, je to MC33035 IC od společnosti Motorola.

Naučme se, jak lze tento modul efektivně implementovat pro výrobu elektrického skútru nebo elektrické rikše přímo u vás doma.

Nebudu hovořit o mechanických detailech vozidla, ale pouze o elektrickém obvodu a kabelových detailech systému.

Kruhový diagram

Seznam dílů

Všechny rezistory včetně Rt, ale kromě Rs a R = 4k7, 1/4 watt

Ct = 10 nF

Potenciometr rychlosti = 10K lineární

Horní výkon BJT = TIP147

Nižší Mosfety = IRF540

Rs = 0,1 / maximální kapacita proudu statoru

R = 1K

C = 0,1 uF

Výše uvedený obrázek ukazuje plnohodnotný vysokofrekvenční střídavý třífázový budič stejnosměrného motoru IC MC33035, který se dokonale hodí pro navrhovanou aplikaci pro elektrický skútr nebo elektrickou rikši.

Zařízení má všechny základní funkce, které lze u těchto vozidel očekávat, a v případě potřeby lze IC vylepšit o další pokročilé funkce prostřednictvím mnoha alternativních možných konfigurací.

Pokročilé funkce jsou konkrétně možné, když je čip konfigurován v režimu uzavřené smyčky, ale diskutovaná aplikace je konfigurace otevřené smyčky, která je preferovanější konfigurací, protože je mnohem jednodušší ji konfigurovat a přesto je schopna splnit všechny požadované funkce které lze u elektrického vozidla očekávat.

Už jsme diskutovali funkce pinout tohoto čipu v předchozí kapitole pojďme shrnout totéž a také pochopit, jak přesně může být požadováno implementace výše uvedeného IC pro dosažení různých operací v elektrickém vozidle.

Jak IC funguje

Zeleně zastíněná část je samotná MC 33035 IC, která ukazuje všechny vestavěné sofistikované obvody zabudované do čipu a to, co ho činí tak pokrokovým při jeho výkonu.

Žlutě zastíněnou částí je motor, který zahrnuje 3fázový stator indikovaný třemi cívkami v konfiguraci „Delta“, kruhový rotor označený N / S pólovými magnety a tři senzory Hallova efektu nahoře.

Signály ze tří senzorů Hallova jevu jsou přiváděny do vývodů 4, 5, 6 integrovaného obvodu pro interní zpracování a generování odpovídající sekvence přepínání výstupu napříč připojenými výstupními výkonovými zařízeními.

Funkce Pinout a ovládací prvky

Pinouty 2, 1 a 24 ovládají externě nakonfigurovaná zařízení s horním napájením, zatímco piny 19, 20, 21 jsou přiřazeny k ovládání doplňujících zařízení s nižšími sériemi napájení. které společně ovládají připojený automobilový motor BLDC podle různých napájených příkazů.

Jelikož je IC konfigurován v režimu otevřené smyčky, měl by být aktivován a řízen pomocí externích signálů PWM, jejichž pracovní cyklus má určovat rychlost motoru.

Tento inteligentní integrovaný obvod však nevyžaduje externí obvod pro generování PWM, ale je zpracováván vestavěným oscilátorem a několika obvody chybových zesilovačů.

Složky Rt a Ct jsou vhodně vybrány pro generování frekvence (20 až 30 kHz) pro PWM, která je přiváděna na pin # 10 IC pro další zpracování.

Výše uvedené se provádí prostřednictvím napájecího napětí 5 V generovaného samotným IC na pinu # 8, toto napájení se současně používá k napájení zařízení s Hallovým efektem, zdá se, že vše je přesně provedeno zde ... nic není zbytečné.

Červeně zastíněná část tvoří část konfigurace rychlosti v konfiguraci, jak je vidět, že je jednoduše vyrobena pomocí jediného běžného potenciometru .... jeho posunutím nahoru se zvýší rychlost a naopak. To je zase možné díky příslušně se měnícím pracovním cyklům PWM napříč pin # 10, 11, 12, 13 .

Potenciometr lze převést na obvod sestavy LDR / LED pro dosažení a ovládání rychlosti pedálu bez tření ve vozidle.

Pin # 3 slouží k určení směru otáčení motoru vpřed, vzad, respektive směru skútru nebo rikše. Znamená to, že váš elektrický skútr nebo vaše elektrická rikša bude mít nyní možnost couvání zpět ... jen si představte jednostopé vozidlo s reverzním zařízením, ..... zajímavé?

Pin # 3 lze vidět pomocí spínače, sepnutí tohoto spínače způsobí, že kolík č. 3 k zemi umožní „dopředný“ pohyb motoru, zatímco při otevírání způsobí, že se motor roztočí v opačném směru (kolík 3 má vnitřní odpor, takže otevření přepínač nezpůsobuje nic škodlivého pro IC).

Identicky přepínač č. 22 vybírá odezvu signálu fázového posuvu připojeného motoru, tento spínač musí být odpovídajícím způsobem zapnut nebo vypnut s ohledem na specifikace motoru, pokud je použit 60stupňový fázový motor, pak spínač musí zůstat sepnutý a otevřete fázový motor 120 stupňů.

Pin # 16 je zemnící kolík IC a musí být spojen se záporným vedením baterie a / nebo společným zemnicím vedením spojeným se systémem.

Pin # 17 je Vcc nebo kladný vstupní kolík, tento kolík musí být připojen k napájecímu napětí mezi 10 V a 30 V, přičemž 10 V je minimální hodnota a 30 V maximální limit poruchy IC.

Pin # 17 může být integrován do „Vm“ nebo napájecího vedení motoru, pokud specifikace napájení motoru odpovídají specifikacím IC Vcc, jinak by pin17 mohl být napájen ze samostatného stupně regulátoru.

Pin # 7 je 'povolení' pinout IC, tento pin může být viděn ukončený k zemi pomocí spínače, pokud je zapnutý a pin # 7 zůstává uzemněn, motor může zůstat aktivní, když je vypnutý, motor je deaktivován, což vede k doběhu motoru, až se nakonec zastaví. Režim doběhu se může rychle zastavit, pokud je motor nebo vozidlo pod určitým zatížením.

Pin # 23 je přiřazena schopnost „brzdění“ a způsobí, že se motor zastaví a zastaví téměř okamžitě po otevření příslušného spínače. Motor může běžet normálně, pokud je tento spínač sepnut a pin č. 7 je uzemněn.

Doporučil bych Gang-up přepínač na pin # 7 (aktivovat) a pin # 23 (brzda) společně, aby se tyto přepínaly s dvojitým účinkem a společně by to pravděpodobně pomohlo efektivně a kolektivně „zabít“ rotaci motoru a také umožnit běh motoru kombinovaným signálem ze dvou čenichů.

„R“ tvoří snímací rezistor odpovědný za kontrolu přetížení nebo nadproudových podmínek motoru v takových situacích. „poruchový“ stav je okamžitě spuštěn okamžitým vypnutím motoru a interním přechodem IC do blokovacího režimu. Podmínka zůstane v tomto režimu, dokud není porucha odstraněna a obnovena normální funkce.

Tím se uzavírá podrobné vysvětlení týkající se různých vývodů navrhovaných vývodů řídicího modulu elektrického skútru / rikše. Je třeba jej správně implementovat podle zobrazených informací o připojení v diagramu pro úspěšnou a bezpečnou implementaci provozu vozidla.

IC MC33035 dále obsahuje několik vestavěných ochranných funkcí, jako je blokování podpětí, které zajišťuje, že je vozidlo vypnuto, pokud je IC zablokováno z požadovaného minimálního napájecího napětí, a také tepelnou ochranu proti přetížení zajišťující že IC nikdy nefunguje s přehřátím.

Jak připojit baterii (napájecí zdroj)

Podle požadavku je elektrické vozidlo specifikováno pro práci se vstupem 60V a uživatel požaduje pro převodník zesílení pro získání této vyšší úrovně napětí z menší 12V nebo 24V baterie.

Přidání převaděče podpory by však mohlo zbytečně zkomplikovat okruh a mohlo by to zvýšit možnou neefektivitu. Lepší nápad je použít 5nos 12V baterií v sérii. Pro dostatečnou dobu zálohování a proud pro 1000 wattový motor by každá baterie mohla být dimenzována na 25 Ah nebo více.

Zapojení baterií lze provést podle následujících podrobností připojení: