اصنع هذا السكوتر الكهربائي / حلبة العربة

تقدم المقالة تصميمًا بسيطًا لدائرة السكوتر الكهربائي والذي يمكن تعديله أيضًا لصنع عربة كهربائية آلية. تم طلب الفكرة من قبل السيد ستيف.

طلب الدائرة

كنت محظوظًا بما يكفي للعثور على مدونتك ، وهي أشياء رائعة حقًا تمكنت من تصميمها.

انا اتطلع الى DC إلى DC Step Up وجهاز تحكم لمحرك سكوتر كهربائي

الإدخال: SLA (حمض الرصاص المختوم) بطارية 12 فولت ، مشحونة بجهد 13.5 فولت
الحد الأدنى من الجهد - قطع عند ~ 10.5 فولت

الإخراج: 60V DC Motor 1000W.

هل صادفت دائرة كهذه؟

يمكنني أن أتخيل أنه سيكون نوعًا من نوع الدفع والسحب ، لكن ليس لدي أي فكرة عن أنواع mosfets (أعط القوة الكهربائية 80-100A) ، وقيادتها ، ثم المحول ، والنوع الأساسي ، ثم الثنائيات.
بالإضافة إلى الحد الأدنى للجهد المقطوع لتغطية دورة عمل PWM.

لقد وجدت المزيد من المعلومات. المحرك بدون فرش 3 مراحل مع حساسات القاعة.
هناك طريقتان للتعامل معه ، أ / اترك وحدة التحكم الحالية في مكانها والقيام فقط بتصعيد 12 فولت إلى 60 فولت أو ب / استبدال وحدة التحكم أيضًا.

لن يكون هناك أي اختلاف في كفاءة الطاقة ، المتحكم ببساطة يبدل المرحلة التي تحصل على التيار بناءً على مستشعرات القاعة. لذلك ، التمسك بالخطة أ.

شكرا جزيلا لك،
ستيف

التصميم

أصبح صنع سيارة كهربائية اليوم أسهل بكثير مما كان عليه في السابق ، وقد أصبح هذا ممكنًا بسبب عنصرين رئيسيين في التصميم ، وهما محركات BLDC و Li-ion أو بطاريات Li-polymer.

سمح هذان العضوان الفائقان الكفاءة بشكل أساسي بأن يصبح مفهوم السيارات الكهربائية حقيقة واقعة وممكنة عمليًا.

لماذا محرك BLDC

يعتبر محرك BLDC أو المحرك بدون فرش فعالاً لأنه مصمم للتشغيل بدون ملامسات مادية باستثناء المحامل الكروية للعمود.

في محركات BLDC ، يدور الدوار فقط من خلال القوة المغناطيسية مما يجعل النظام فعالًا للغاية ، على عكس المحركات ذات الفرشاة السابقة التي كانت دواراتها متصلة بمصدر الإمداد من خلال الفرش ، مما تسبب في الكثير من الاحتكاك ، والتسبب في التآكل والتآكل في النظام.

لماذا بطارية ليثيوم أيون

على نفس المنوال ، مع ظهور بطاريات Li-ion التي تمت ترقيتها كثيرًا وبطاريات Lipo اليوم ، لم يعد تحقيق الكهرباء من البطاريات مفهومًا غير فعال.

في وقت سابق ، لم يكن لدينا سوى بطاريات الرصاص الحمضية تحت تصرفنا لجميع أنظمة النسخ الاحتياطي للتيار المستمر والتي شكلت عيبين رئيسيين: احتاج هؤلاء النظراء إلى الكثير من الوقت للشحن ، وكان لديهم معدل تفريغ محدود ، وعمر أقل ، وكانت ضخمة وثقيلة ، وكل ذلك يضيف فقط لطبيعة عملهم غير الفعالة.

على العكس من ذلك ، فإن بطاريات Li-ion أو Li-po أخف وزنا ومضغوطة ويمكن شحنها بسرعة بمعدلات تيار عالية وقابلة لإعادة الشحن بأي معدل تيار مرتفع مرغوب فيه ، ولها عمر تشغيل أعلى ، وهي أنواع SMF ، وكل هذه الميزات تجعلها المرشح المناسب للتطبيقات مثل الدراجات البخارية الكهربائية والعربات الكهربائية ، كوادكوبتر بدون طيار إلخ.

على الرغم من أن محركات BLDC فعالة للغاية ، إلا أنها تتطلب دوائر متكاملة مخصصة لقيادة ملفات الجزء الثابت ، لدينا اليوم العديد من الشركات المصنعة التي تنتج الجيل التالي من وحدات IC الحصرية التي لا تؤدي الوظيفة الأساسية لتشغيل هذه المحركات فحسب ، بل يتم تحديدها أيضًا بالعديد من الإضافات المتقدمة. الميزات ، مثل: التحكم في الحلقة المفتوحة PWM ، والتحكم في الحلقة المغلقة بمساعدة المستشعر ، والضمانات المتعددة المضمونة ، والتحكم في عكس / أمامي المحرك ، والتحكم في المكابح والعديد من الميزات المدمجة الأخرى الحديثة.

استخدام حلبة سائق BLDC

لقد ناقشت بالفعل إحدى هذه الشرائح الممتازة في رسالتي السابقة ، والمصممة خصيصًا للتعامل مع محركات BLDC عالية القوة ، إنها MC33035 IC من Motorola.

دعنا نتعلم كيف يمكن تنفيذ هذه الوحدة بشكل فعال لصنع سكوتر كهربائي أو عربة يد كهربائية ، في منزلك مباشرة.

لن أناقش التفاصيل الميكانيكية للمركبة ، بل سأناقش فقط الدائرة الكهربائية وتفاصيل الأسلاك الخاصة بالنظام.

مخطط الرسم البياني

قائمة الاجزاء

جميع المقاومات بما في ذلك Rt ولكن باستثناء Rs و R = 4k7 ، 1/4 واط

Ct = 10nF

مقياس فرق السرعة = 10 كيلو خطي

القوة العليا BJTs = TIP147

Mosfets السفلي = IRF540

Rs = 0.1 / أقصى قدرة تيار للجزء الثابت

R = 1 كيلو

C = 0.1 فائق التوهج

يوضح الشكل أعلاه محرك تيار مستمر ثلاثي الأطوار كامل القوة وعالي القوة بالواط IC MC33035 والذي يصبح مناسبًا تمامًا للدراجة الكهربائية المقترحة أو عربة الريكاشة الكهربائية.

يحتوي الجهاز على جميع الميزات الأساسية التي قد يتوقع وجودها في هذه المركبات ، وإذا لزم الأمر ، يمكن تحسين IC بميزات متقدمة إضافية من خلال العديد من التكوينات البديلة الممكنة.

تصبح الميزات المتقدمة ممكنة على وجه التحديد عندما يتم تكوين الشريحة في وضع الحلقة المغلقة ، ومع ذلك فإن التطبيق الذي تمت مناقشته هو تكوين حلقة مفتوحة وهو تكوين أكثر تفضيلًا نظرًا لأنه من السهل جدًا تكوينه ، ومع ذلك فهو قادر على تلبية جميع الميزات المطلوبة قد يكون متوقعًا في سيارة كهربائية.

لقد ناقشنا بالفعل وظائف pinout لهذه الشريحة في الفصل السابق ، دعنا نلخص الأمر نفسه ونفهم أيضًا كيف قد يلزم تنفيذ IC أعلاه بالضبط لتحقيق العمليات المختلفة التي تنطوي عليها السيارة الكهربائية.

كيف وظائف IC

القسم المظلل باللون الأخضر هو MC 33035 IC نفسه الذي يعرض جميع الدوائر المعقدة المضمنة داخل الشريحة وما يجعلها متطورة للغاية مع أدائها.

الجزء المظلل باللون الأصفر هو المحرك ، والذي يشتمل على الجزء الثابت ثلاثي الطور المشار إليه بواسطة الملفات الثلاثة في تكوين 'دلتا' ، والدوار الدائري المشار إليه بمغناطيس N / S ذو قطب وثلاثة مستشعرات تأثير هول في الأعلى.

يتم تغذية الإشارات من مستشعرات تأثير القاعة الثلاثة إلى رقم التعريف الشخصي رقم 4 و 5 و 6 من IC للمعالجة الداخلية وتوليد تسلسل تحويل الإخراج المقابل عبر أجهزة طاقة الإخراج المتصلة.

وظائف Pinout adn الضوابط

تتحكم Pinouts 2 و 1 و 24 في أجهزة الطاقة العلوية المكونة خارجيًا بينما يتم تعيين المسامير 19 و 20 و 21 للتحكم في أجهزة الطاقة ذات السلسلة السفلية المكملة. والتي تتحكم معًا في محرك السيارة BLDC المتصل وفقًا لأوامر التغذية المختلفة.

نظرًا لأنه تم تكوين IC في وضع الحلقة المفتوحة ، فمن المفترض أن يتم تنشيطه والتحكم فيه باستخدام إشارات PWM الخارجية ، والتي من المفترض أن تحدد دورة عملها سرعة المحرك.

ومع ذلك ، لا يتطلب هذا IC الذكي دائرة خارجية لتوليد PWMs ، بل يتم التعامل معها بواسطة مذبذب مدمج واثنين من دارة أمبير خطأ.

يتم اختيار مكونات Rt و Ct بشكل مناسب لتوليد التردد (20 إلى 30 كيلو هرتز) لـ PWMs ، والتي يتم تغذيتها إلى الطرف رقم 10 من IC لمزيد من المعالجة.

يتم عمل ما سبق من خلال جهد إمداد 5 فولت تم إنشاؤه بواسطة IC نفسه عند الطرف رقم 8 ، ويتم استخدام هذا العرض بشكل متزامن لتغذية أجهزة تأثير القاعة ، ويبدو أن كل شيء يتم على وجه التحديد هنا ... لا يضيع أي شيء.

يشكل الجزء المظلل باللون الأحمر قسم التحكم في السرعة من التكوين ، كما يتضح أنه مصنوع ببساطة باستخدام مقياس جهد عادي واحد ... يؤدي دفعه لأعلى إلى زيادة السرعة والعكس صحيح. أصبح هذا بدوره ممكنًا من خلال دورات عمل PWM المتغيرة المقابلة عبر دبوس # 10 ، 11 ، 12 ، 13 .

يمكن تحويل مقياس الجهد إلى دائرة تجميع LDR / LED ، لتحقيق أ التحكم في سرعة دواسة الاحتكاك في السيارة.

دبوس # 3 لتحديد الاتجاه الأمامي والعكسي لدوران المحرك ، أو بالأحرى اتجاه السكوتر أو العربة. هذا يعني أن السكوتر الكهربائي أو العربة الكهربائية الخاصة بك ستتمتع بإمكانية الرجوع للخلف .... فقط تخيل دراجة ذات عجلتين مع إمكانية الرجوع ، ..... مثير للاهتمام؟

دبوس # 3 يمكن رؤيته بمفتاح ، يؤدي إغلاق هذا المفتاح إلى عرض الدبوس رقم 3 على الأرض مما يتيح حركة 'أمامية' للمحرك ، بينما يؤدي فتحه إلى دوران المحرك في الاتجاه المعاكس (يحتوي الدبوس 3 على مقاومة سحب داخلية ، لذا فإن الفتح لا يتسبب المفتاح في أي شيء ضار بـ IC).

بشكل مماثل ، يقوم المفتاح رقم 22 بتحديد استجابة إشارة تغيير الطور للمحرك المتصل ، يجب أن يكون هذا المفتاح في وضع التشغيل أو الإيقاف بشكل مناسب بالرجوع إلى مواصفات المحرك ، إذا تم استخدام محرك 60 درجة ، فيجب أن يظل المفتاح مغلقًا ، وفتح لمحرك مرحلي 120 درجة.

دبوس # 16 هو الدبوس الأرضي للدائرة المتكاملة ويحتاج إلى توصيله بالخط السالب للبطارية و / أو الخط الأرضي المشترك المرتبط بالنظام.

دبوس # 17 هو Vcc ، أو دبوس الإدخال الإيجابي ، يجب توصيل هذا الدبوس بجهد إمداد يتراوح بين 10 فولت و 30 فولت ، و 10 فولت هو الحد الأدنى للقيمة و 30 فولت الحد الأقصى للانهيار لـ IC.

دبوس # 17 يمكن دمجها مع 'Vm' أو خط إمداد المحرك إذا كانت مواصفات إمداد المحرك تتطابق مع مواصفات IC Vcc ، وإلا يمكن توفير pin17 من مرحلة تنظيم تنحي منفصلة.

دبوس # 7 هو pinout `` التمكين '' الخاص بـ IC ، يمكن رؤية هذا الدبوس منتهيًا على الأرض عبر مفتاح ، طالما أنه قيد التشغيل ويظل الدبوس رقم 7 مؤرضًا ، يُسمح للمحرك بالبقاء نشطًا ، عند إيقاف التشغيل ، يتم تعطيل المحرك مما يؤدي إلى توقف المحرك حتى يتوقف في النهاية. قد يتوقف وضع السواحل بسرعة إذا كان المحرك أو السيارة تحت بعض الأحمال.

دبوس # 23 يتم تخصيصه بقدرة 'الكبح' ، ويتسبب في توقف المحرك وتوقفه على الفور تقريبًا عند فتح المفتاح المرتبط. يُسمح للمحرك بالعمل بشكل طبيعي طالما ظل هذا المفتاح مغلقًا ودبوس رقم 7 ثابتًا.

أود أن أوصيك بمفتاح Gang-up في الدبوس رقم 7 (تمكين) والدبوس رقم 23 (الفرامل) معًا بحيث يتم تبديلهما بعمل مزدوج ، وقد يساعد ذلك معًا على `` قتل '' دوران المحرك بشكل فعال وجماعي وكذلك تمكين المحرك من العمل بإشارة مشتركة من النقطتين.

يشكل 'Rs' المقاوم المعنى المسؤول عن فحص الحمل الزائد أو الظروف الحالية للمحرك ، في مثل هذه الحالات. يتم تشغيل حالة `` الخطأ '' على الفور بإيقاف تشغيل المحرك على الفور ويدخل IC في وضع الإغلاق داخليًا. تظل الحالة في هذا الوضع حتى يتم تصحيح الخطأ واستعادة الوضع الطبيعي.

يختتم هذا الشرح التفصيلي فيما يتعلق بالعديد من pinouts الخاص بوحدة التحكم في السكوتر الكهربائي / عربة الريكاشة المقترحة. يحتاج فقط إلى أن يتم تنفيذه بشكل صحيح وفقًا لمعلومات الاتصال الموضحة في الرسم التخطيطي لتنفيذ عمليات السيارة بنجاح وأمان.

بالإضافة إلى ذلك ، يشتمل IC MC33035 أيضًا على اثنين من ميزات الحماية المضمنة مثل قفل under-volatge الذي يضمن إيقاف تشغيل السيارة إذا تم منع IC من الحد الأدنى المطلوب من جهد الإمداد ، وكذلك حماية من الحمل الزائد الحراري. أن IC لا يعمل أبدًا مع درجات الحرارة الزائدة.

كيفية توصيل البطارية (مصدر الطاقة)

حسب الطلب ، تم تحديد السيارة الكهربائية للعمل بمدخل 60 فولت ويطلب المستخدم أ دفعة تحويل للحصول على هذا المستوى الأعلى من الجهد من بطارية أصغر 12 فولت أو بطارية 24 فولت.

ومع ذلك ، فإن إضافة محول التعزيز يمكن أن يجعل الدائرة أكثر تعقيدًا بلا داع وقد يزيد من عدم الكفاءة المحتمل. الفكرة الأفضل هي استخدام 5nos من بطاريات 12 فولت في السلسلة. للحصول على وقت احتياطي كافٍ وتيار لمحرك 1000 واط ، يمكن تصنيف كل بطارية عند 25 أمبير أو أكثر.

يمكن تنفيذ توصيلات البطاريات بالرجوع إلى تفاصيل التوصيل التالية: