Электробайк контроллер двигателя своими руками - Автомобильный журнал
Arskama.ru

Автомобильный журнал
31 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электробайк контроллер двигателя своими руками

Апгрейд. Переделаем ваш обычный велосипед в электрический

Электровелосипед упрощает поездки по городу на длительные расстояния, экономит ваши силы и позволяет передвигаться как по дорогам общего пользования, так и по велодорожкам и тротуарам. Это будущее альтернативного городского транспорта.

Однако приобретение нового электробайка – дорогостоящее предприятие. Гораздо экономичнее «проапгрейдить» старый.

Сегодня мы расскажем вам о том, как из любимого вами байка собрать электровелосипед, какие плюсы и минусы вы от этого получите, и немного пробежимся обзором по основным комплектам для переделки для ознакомления.

Итак. Для чего нам может понадобиться такая не самая простая и дешевая модернизация? Во – первых, для увеличения запаса хода на случай усталости или при преодолении больших расстояний. Весьма кстати велосипед с электромотором придется пожилым людям, а также тем, кто страдает от излишнего веса или сердечно – сосудистых заболеваний. Электровелосипед поможет им спокойно выезжать на прогулку, не боясь внезапно выбиться из сил.

Во – вторых, переделать обычный велосипед в электрический заинтересованы те, кто любит путешествовать по сложным участкам местности, например, с затяжными подъемами и спусками. Для этого важна гибридная версия: электромотор плюс мускульная сила ног.

В – третьих, электроверсия обычного велосипеда — хорошая альтернатива городскому транспорту. Вам не надо пешком добираться до остановки или метро, тратить время на ожидание автобуса или трамвая. К тому же электровелосипед может развивать довольно приличную скорость, благодаря которой вы сможете быстро добраться до работы, дома или друзей.

Популярность электровелосипедов неуклонно растет, соответственно, растет и покупательский спрос, а вместе с ним – и стоимость. Что делать? Выход есть всегда! Имея определенные технические навыки, вы можете сами переоборудовать своего педального велодруга в одну из версий электровелосипеда. Для этого нужно лишь выбрать подходящий именно под ваши потребности комплект деталей.

Что понадобится для того, чтобы создать электровелосипед своими руками? Приобрести один из специальных комплектов, в стандартный состав которых входит мотор – колесо, аккумулятор, контроллер, ручка газа с индикатором (дисплей) и провода, необходимые для подключения данного комплекта оборудования. Давайте рассмотрим каждую составляющую, входящую в комплект для электровелосипеда, подробно.

  1. Мотор – колесо. Это встроенный электромотор, размещенный в широкой втулке обычного колеса. Обычно он устанавливается вместо втулки переднего или заднего колеса. Но возможно и центральное расположение мотора, т.е. в педальном узле. Мотор – колеса для электровелосипедов бывают двух основных видов: редукторные и прямого привода (Direct Drive). Моторы редукторного типа относительно недолговечны за счет присутствия в конструкции пластиковых шестеренок. С одной стороны, они увеличивают крутящий момент колеса и улучшают накат. С другой стороны, пластиковые детали имеют не очень долгий срок службы и зачастую их нелегко найти в свободной продаже. Еще один недостаток редукторных моторов – невозможность торможения двигателем, что приводит к довольно быстрому изнашиванию тормозных колодок. Помимо этого, редукторные моторы необходимо смазывать через каждые 1 – 2 сезона.

Моторы типа Директ Драйв обладают большим запасом надежности, так как не имеют в конструкции быстро изнашиваемых элементов, не считая подшипников. Их рекомендовано менять приблизительно через каждые 150 тысяч километров.

Вообще, по своей сути мотор – колесо является электродвигателем, вращающимся вокруг своей оси, закрепленной на вилке электровелосипеда. Это дает неоспоримые преимущества – практически отсутствует трение, а КПД приближается к 95 %. Умная конструкция мотор – колеса обеспечивает ему хорошую вентиляцию и минимальный нагрев.

Электрические мотор – колеса не все одинаковы. Одни разработаны для облегчения длительного затяжного подъема, другие – оптимизированы для повышенной дальности и длительности поездки, третьи – значительно увеличивают скорость передвижения.

Вполне естественно, что многие для приобретения рассматривают самые мощные двигатели. Но во всех ли случаях следует переплачивать за большую мощность? Конечно, нет. Скорее, это предложение будет интересно профессиональным велосипедистам и туристам со стажем, привыкшим преодолевать большие расстояния. Но вот в большинстве случаев эта покупка будет не совсем целесообразной. Например, путешествовать в свое удовольствие по городским дорогам, или взбираться на невысокие холмы Вам поможет мотор – колесо любой мощности, не тратя лишние денежные средства на то, чем Вы, возможно, не воспользуетесь ни разу. Да и более мощные электродвигатели, обладающие большей мощностью, обладают, соответственно, и большим весом, то есть утяжеляют всю конструкцию. Важная информация: без водительского удостоверения можно ездить с мотором мощностью не больше 250 Вт.

Тем не менее, электрический мотор – колесо можно поставить на обод велосипеда любого диаметра, от 16 до 30 дюймов.

Для ежедневных поездок по городу или паркам и лесопаркам Вас вполне устроит редукторное мотор – колесо мощностью в 250 Вт. Такой электродвигатель способен развивать скорость до 35 км/час, а вес комплекта для переоборудования Вашего вело – коня в электровелосипед составит около 4 кг.

Электродвигателя же в 350 Вт с лихвой хватит на поездки всех видов для среднестатистического городского пользователя. К тому же, имейте в виду – многие страны мира законодательно установили максимальную скорость езды по городу для электровелосипедов в 25 км/час.

Мотор – колеса на 500 Вт обеспечат Вам хорошую стартовую скорость и разгон до 45 км/час, а также высокий КПД. Правда, вес комплекта двигателя в 500 Вт будет больше на 2 — 3 кг, чем у двигателей в 250 Вт, и, соответственно, стоимость тоже будет выше. Такие электромоторы являются хорошими помощниками в поездках по гористо – холмистой местности или когда планируется перевозка на велосипеде различных грузов.

Чтобы собрать электровелосипед, способный передвигаться со скоростью до 45 – 50 км/час или покорять крутые подъемы и спуски, потребуется приобретение мотор – колеса мощностью в 1000 или даже 1500 Вт. Правда, в этом случае вес комплекта для переделки будет весить уже от 6 до 8 килограмм, плюс добавиться вес более мощного аккумулятора (от 5 килограмм), что значительно увеличит как вес, так и конечную стоимость Вашего велосипеда.

  1. Аккумуляторная батарея (АКБ) – залог длительной и бесперебойной работы электродвигателя. Аккумуляторы для электровелосипедов бывают свинцово – кислотные (SLA), гелевые, никельсодержащие (NiMH) и литиевые.

Свинцово – кислотные аккумуляторы – самые недорогие, но и, к сожалению, менее надежные (одной батареи хватает не более, чем на 700 циклов зарядки – разрядки, а это всего около 2 лет эксплуатации). Да и вес такого аккумулятора – около 4 кг. Это серьезная прибавка к общему весу электровелосипеда. Также SLA – батареи чувствительны к перепадам температур (плохо переносят холод).

Гелевые аккумуляторы, несмотря на схожесть характеристик со свинцово – кислотными, обладают более длительным сроком эксплуатации, лучше переносят период длительной разрядки (хотя до этого лучше не доводить). Это обеспечивается тем, что электролит внутри батареи – в виде геля, благодаря чему они не закипают и из них не вытекает кислота.

NiMH – никельсодержащие аккумуляторы (никель – металл – гибридные) обладают в 2 раза меньшим весом, чем кислотные. Они выдерживают большее количество циклов зарядки – до 850, и благодаря этому срок их эксплуатации выше – в среднем это 3 – 3,5 года. Их мощность остается практически неизменной на протяжении всего срока эксплуатации.

Ну а самыми лучшими признаны литиевые батареи, содержащие в своей основе легкий щелочной металл. Такие аккумуляторы имеют небольшой вес, компактные размеры и длительный срок службы. Они бывают литий – кобальтовые (основа – литий и оксид кобальта), но такой вид батареи практически не ставится на велосипеды, так как есть опасность того, что в условиях динамики она может взорваться или потечь. Тем не менее, литий – кобальтовые АКБ легки, малогабаритны и очень удобны.

Литий – марганцевый аккумулятор (LiMnO2) – это недорогой вариант литиевой батареи. Но из–за своего немалого размера и довольно большого веса они не подходят на легкие модели велосипедов. Тем более что характеристики литий – марганцевых батарей весьма неплохи: срок эксплуатации в среднем 5 лет, циклов зарядки – около 1000, и невысокая чувствительность к перепадам напряжения.

Литий – полимерная (LiPo) аккумуляторная батарея имеет те же эксплуатационные характеристики, что и литий – марганцевые, но они имеют более удобную конструкцию за счет гибкого пластичного корпуса, встраиваемого в раму или другие полости велосипеда.

Самым лучшим аккумулятором в семействе литиевых является литий – железо – фосфатная батарея (LiFePo4). Правда, она и самая дорогая. В основном, ими оснащаются дорогие элитные модели электровелосипедов. Основные характеристики ферро – фосфатной литиевой батареи: 1500 – 2000 циклов зарядки, срок службы – более 5 лет практически без потери мощности.

Аккумуляторы для электровелосипедов могут выдавать напряжение в 12, 24, 36 или 48 В. В основном производители аккумуляторных батарей для велосипедов выпускают аккумуляторы с напряжением в 24 В, а источники тока для него называют двух батарейными. На более дорогие модели велосипедов часто устанавливаются батареи с напряжением в 36 В, имеющие три узла питания. Крайне редко встречаются и четырех батарейные аккумуляторы с напряжением на выходе в 48 В.

  1. Контроллер для электровелосипеда – это процессор, преобразующий постоянный электрический ток в переменный. Он непосредственно участвует в запуске мотор – колеса, управляет его скоростью вращения и обеспечивает его контролируемую остановку. То есть контроллер – это посредник между электродвигателем и рулевым управлением.
Читать еще:  Что лучше гильзовка или расточка двигателя

Контроллер получает задание от органов управления, анализирует его и далее координирует всю работу электросистемы в полном соответствии с ним.

Контроллер мотор – колеса – это трехфазное электропитание, обеспечивающее бесперебойную работу электродвигателя.

Если Вы покупаете не готовый набор комплектующих для электровелосипеда, а подетально – обязательно обращайте внимание на то, чтобы все комплектующие имели равные степени мощности и напряжения.

Помимо подключения к контроллеру всех электрических комплектующих, часто производители предлагают возможность подключения еще и электрической сигнализации.

Функции контроллера для электровелосипедов весьма разнообразны. С его помощью включается и выключается вся электроника, регулируется скорость вращения электродвигателя, контролируется скорость передвижения, в некоторых моделях осуществляется круиз – контроль. А также регулируется работа рекуперативной системы тормозной системы, выводятся на панель управления все важные параметры работы электросистемы велосипеда, осуществляется обратный ход – реверс, снижает силу вибрации двигателя, дает возможность регулировать скорость вращения мотор – колеса в трехскоростном режиме.

Контроллеры для электровелосипедов обладают большим запасом надежности и прочности, а их электронные системы – устойчивостью к вибрациям.

Велосипедные контроллеры имеют непроницаемые корпуса из алюминиевого сплава, а все места соединений и наружного выхода проводов обработаны специальным герметиком, что помогает избежать попадания в него пыли и воды во время эксплуатации.

  1. Ручка газа (другое название — дроссель или акселератор) для электровелосипеда – не менее важный элемент, чем все предыдущие. Управление электромотором может осуществляться как поворотной ручкой газа, так и в виде курка. Дроссель позволяет седоку не использовать педальную тягу, пока в аккумуляторной батарее не закончится заряд. Активируя ручку газа, мы получаем тот же эффект, что и при использовании педали газа на автомобиле – ускорение и движение вперед. Дальность пробега прямо зависит от емкости установленного аккумулятора. В зависимости от типа, мощность может регулироваться вращением ручки газа.
  2. Набор проводов, входящий в состав комплекта для электровелосипеда, служит для подключения всех деталей и систем Вашего нового электровелобайка.

Учитывая все вышеизложенное, каковы преимущества покупки и установки комплекта для переделки обычного велосипеда в гибридный электровелосипед?

  • Удобство и простота установки. Мотор – колесо входит в специализированный комплект (набор) для электровелосипеда с установкой которого может справиться практически любой человек, не обладающий специальными знаниями, но внимательно изучивший инструкцию.
  • Мотор – колесо для электровелосипеда не требует специального обслуживания.
  • Набор для электровелосипеда обладает приятным внешним видом и компактным устройством. Собрав с его помощью электровелосипед самостоятельно, Вы можете легко кататься на нем, перевозить и даже хранить в квартире, а при желании или необходимости – с удовольствием покрутить обычные педали.
  • Мотор – колесо в комплекте для электровелосипеда также имеет высокие показатели надежности и КПД, а для того, чтобы начать движение на Вашем чудо – средстве, не требуется долгое прогревание двигателя. Холостой ход – отсутствует, а тяга не зависит от температуры – она всегда высокая. (вообще-то зависит – чем ниже температура воздуха, тем меньше емкость аккумулятора и хуже тяга. Исключение – дорогие аккумуляторы, они при минусовых температурах могут нормально работать)
  • Быстрый старт и комфортное движение без рывков при переключении скоростей, а также равномерный крутящий момент при любых оборотах, отсутствие излишнего шума и классные характеристики динамики разгона и торможения – это еще одни неоспоримые плюсы для того, чтобы купить комплект для электровелосипеда.
  • Зарядка аккумулятора удобна и экологична, производится от любой бытовой зарядки мощностью в 220 В.
  • Экологичность данного вида транспорта не вызывает никаких сомнений – здесь полностью отсутствуют какие – либо выбросы в атмосферу.
  • Ну и, конечно, простота и удобство использования. Несмотря на наличие электромотора, велосипед все же остается велосипедом. При отличных динамических характеристиках на него не требуется иметь специальных документов и водительского удостоверения, но зато всегда в удовольствие и с пользой для здоровья остается возможность самостоятельно покрутить педали.

Но не будем идеализировать и упомянем минусы данного устройства. На первом месте, конечно же, цена комплекта для электровелосипеда. Она иногда сравнима со стоимостью нового велосипеда, но, конечно же, переоборудование в электровелосипед Вам обойдется существенно ниже, чем покупка нового электро – друга. Ну и во – вторых, после переоборудования обычного велосипеда в электроверсию вес его значительно увеличится. Обязательно учитывайте это.

Надеемся, мы хоть немного помогли Вам определиться с выбором: стоит ли Вам переоборудовать свой велосипед в электровелосипед и что именно для этого Вам понадобиться.

У вас есть старый велосипед, у нас – все возможности, чтобы сделать из него электробайк. Если у вас нет подходящего велосипеда, мы подберем вам велосипед с пробегом по привлекательной цене

Обращайтесь по всем вопросам в нашу мастерскую

Инструкция по сборке

Сборка электровелосипеда дома совсем не страшная и занимает один-два часа если делать это в первый раз.

Инструменты

  • Велосипедный набор шестигранников и отвёрток;
  • Рожковый, накидной или разводной ключ (для гаек мотора);
  • Что-нибудь для снятия покрышки — специальные пластиковые съёмники, либо отвёртки (если не жалко обод), или, в крайнем случае, пара чайных ложек;
  • При наличии усилителей дропаутов — тонкий напильник или надфиль;
  • При наличии PAS-сенсора — специальный съёмник шатуна (либо сила+удача+настойчивость).

Так же очень пригодятся нейлоновые кабельные стяжки для фиксации проводов и придания велосипеду достойного вида.

Установка

1. Снимите старое колесо с велосипеда. Переставьте покрышку, камеру и ободную ленту на мотор-колесо. (В случае отсутсвия ободной ленты — можно промотать внутреннюю сторону обода обычной изолетной в несколько слоёв)

2. Установите мотор-колесо на велосипед на место старого колеса. Провод должен выходить с правой стороны. Прорезь на оси мотора (откуда выходит провод) должна быть направлена вниз, для предотвращения попадания влаги внутрь колеса. Возможно для этого придётся снять, повернуть на пол оборота и надеть обратно фиксирующие шайбы с зубцом, надетые на ось мотора.

3. Для любых передних моторов, а также для мощных задних моторов (Classic, Turbo) — необходима установка усилителей дропаутов. Допустимо не ставить усилители для заднего мотора Лайт. Для переднего мотора Лайт можно ограничиться одним.

Из-за немного различающихся от экземпляра к экземпляру осей моторов, отверсие под ось на усилителе специально сделано немного уже, для того чтобы на любом моторе усилитель сидел плотно и не болтался. Поэтому, скорее всего, с внутренней стороны отверстия усилителя придётся доработать напильником так, чтобы усилитель налезал на ось, но сидел очень плотно. Очень важно не переборщить — усилитель не должен болтаться!

4. Перед установкой всего остального рекомендуем подключить к контроллеру колесо, ручку газа и батарею (см ниже) и убедиться что всё работает нормально.

5. Закрепите на велосипеде батарею и контроллер.

  • Батарея должна быть защищена от ударов о раму или контроллер мягким уплотнителем.
  • При вертикальной установке контроллера — лучше располагать его проводами вниз, чтобы по ним внутрь не затекала влага.

6. Установите на руль ручку газа.

  • Если грипса тугая, резиновая и никак не хочет сниматься сама — можно положить велосипед на бок, грипсой вниз, и забить под неё отвёртку на всю длину. Затем в образовавшуюся щель между отвёрткой и рулём, под грипсу, залить воды. Затем вынуть отвёртку и провернуть грипсу — после этого она должна сняться очень легко!

(7.) Установите на руль дисплей, если есть.

(8.) Устаровите на руль ручку(

и) тормоза, если есть.

(9.) Установите сенсор помощи педалям, если есть. Для этого понадобится специальный съёмник шатуна.

10. Подключите к контроллеру все провода (см ниже).

11. Убедитесь что всё работает.

12. Зафиксируйте провода стяжками или другим способом.

Подключение

Назначения проводов и разъёмы немного отличаются в зависимости от контроллера:

LightMark IMark II

Infineon 3 (6-FET)Infineon 3 (12-FET)Infineon 4 (6-FET)Infineon 4 (12,18-FET)Infineon 4 (24-FET)

1. Подключите к контроллеру ручку газа

  • На контроллерах Light и Mark I (с моторами Light, Light+ и Classic) — чёрный трёхпиновый разъём «папа» (включение и индикатор заряда) и чёрный трёхпиновый разъём «мама» (сигнал ручки газа);

На контроллерах Mark II и Infineon — белый шестипиновый разъём «папа» (включение и сигнал ручки газа) и чёрный трёхпиновый разъём «мама» (переключатель мощности)

Light, Mark I (Light+, Classic)Mark II, Infineon

2. Подключите к контроллеру провода мотора: разъём датчиков холла и фазные провода

Белый шестипиновый разъём «мама» и три цветных разъёма Anderson, подключаемых по цветам.

Белый шестипиновый разъём «мама» и три чёрных разъёма XT150, подключаемых по цветам проводов.

3. Подключите контроллер к батарее

Перед подключением убедитесь что кнопка включения на ручке газа находится в положении «выкл» (отжата).

Подключите жёлтый разъём XT60 (или XT90) на одном из проводов батареи к контроллеру. Второй провод на батарее будет использоваться для зарядки. Если провода разной толщины — к контроллеру нужно подключить более толстый.

В момент подключения может проскочить искра — это нормально.

Теперь можно включить контроллер (кнопкой включения на ручке газа) и аккуратно подать газ, чтобы убедиться что всё работает как надо.

LightClassicTurbo

(Опционально) 4. Подключите сенсор помощи педалям

Чёрный трёхпиновый разъём «папа» со стороны контроллера.

(Опционально) 5. Подключите дисплей

  • На контроллерах Light, Mark I и Mark II (с моторами Light, Light+ и Classic) — белый пятипиновый разъём «папа» — для дисплея KT-LCD3. Перед подключением дисплея из разъёма нужно вынуть перемычку. В случае отключения дисплея — перемычку нужно вернуть обратно. Без неё и работать не будет.

Читать еще:  Skoda felicia схема двигателя

На контроллерах Infineon — чёрный шестипиновый разъём «папа» — для дисплея CycleAnalyst.

KT-LCD3CycleAnalyst

(Опционально) 6. Подключите тормозные ручки

Два чёрных двухпиновых разъёма «папа» с чёрным и жёлтым проводами со стороны контроллера.

Можно подключить две ручки, можно одну, можно не подключать вовсе. В случае двух ручек — тормоз будет срабатывать при использовании хотя бы одной из них.

Микросхемы управления трехфазными двигателями постоянного тока: Электробайк. Контроллер двигателя своими руками / Блог компании Mail.ru Group / Хабр

Бесколлекторные двигатели постоянного тока. Устройство бесколлекторного двигателя. — Avislab

Общее устройство (Inrunner, Outrunner)

Схему Inrunner обычно применяют для высокооборотистых двигателей с небольшим количеством полюсов. Outrunner при необходимости получить высокомоментный двигатель со сравнительно небольшими оборотами. Конструктивно Inrunners проще из за того, что неподвижный статор может служить корпусом. К нему могут быть смонтированы крепежные приспособления. В случае Outrunners вращается вся внешняя часть. Крепеж двигателя осуществляется за неподвижную ось либо детали статора. В случае мотор-колеса крепление осуществляется за неподвижную ось статора, провода заводятся к статору через полую ось.

Магниты и полюса

Количество магнитов не всегда соответствует количеству полюсов. Несколько магнитов могут формировать один полюс:

В этом случае 8 магнитов формируют 4 полюса. Размер магнитов зависит от геометрии двигателя и характеристик мотора. Чем сильнее применяемые магниты, тем выше момент силы, развиваемый двигателем на валу.

Магниты на роторе закрепляются с помощью специального клея. Реже встречаются конструкции с держателем магнитов. Материал ротора может быть магнитопроводящим (стальным), немагнитопроводящим (алюминиевые сплавы, пластики и т.п.), комбинированным.

Обмотки и зубья

Количество зубьев статора должно делиться на количество фаз. т.е. для трехфазного бесколлекторного двигателя количество зубьев статора должно делиться на 3. Количество зубьев статора может быть как больше так и меньше количества полюсов на роторе. Например существуют моторы со схемами: 9 зубьев/12 магнитов; 51 зуб/46 магнитов.

Двигателя с 3-х зубым статором применяют крайне редко. Поскольку в каждый момент времени работает только две фазы (при включении звездой), магнитные силы воздействуют на ротор не равномерно по всей окружности (см. рис.).

Силы, воздействующие на ротор, стараются его перекосить, что приводит к увеличению вибраций. Для устранения этого эффекта статор делают с большим количеством зубьев, а обмотку распределяют по зубьям всей окружности статора как можно равномернее.

В этом случае магнитные силы, воздействующие на ротор, компенсируют друг друга. Дисбаланса не возникает.

Варианты распределения обмоток фаз по зубьям статора

Вариант обмотки на 9 зубов

Вариант обмотки на 12 зубов

В приведенных схемах число зубов выбрано таким образом, чтобы оно делилось не только на 3. Например, при 36 зубьях приходится 12 зубьев на одну фазу. 12 зубьев можно распределить так:

6 групп по 2 зуба

4 группы по 3 зуба

Шаговые двигатели (подробный разбор 4 типов)

Общие сведения:

Шаговый двигатель — это бесколлекторный двигатель, ротор которого вращается не плавно, а шагами (дискретно). Полный оборот ротора состоит из нескольких шагов. Меняя форму сигнала, количество импульсов, их длительность и фазовый сдвиг, можно задавать скорость вращения, направление вращения и количество оборотов ротора двигателя.

Шаговые двигатели состоят из ротора (подвижная часть) и статора (неподвижная часть). На статоре устанавливают электромагниты, а части ротора взаимодействующие с электромагнитами выполняются из магнитотвердого (двигатель с постоянными магнитами) или магнитомягкого (реактивный двигатель) материала.

Виды шаговых двигателей по типу ротора:

По типу ротора, шаговые двигатели делятся на: двигатели с постоянными магнитами, реактивные двигатели и гибридные двигатели.

  • Двигатель с постоянными магнитами (ротор из магнитотвердого материала). На роторе установлен один, или несколько, постоянных магнитов. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на роторе, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 4 до 48 шагов (один шаг от 7,5° до 90°).
  • Реактивный двигатель (ротор из магнитомягкого материала). Еще такие двигатели называют двигателями с переменным магнитным сопротивлением. Ротор не имеет постоянных магнитов, он выполнен из магнитомягкого материала в виде многоконечной звезды. Данные двигатели встречаются редко, так как у них наименьший крутящий момент, по сравнению с остальными, при тех же размерах. Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества зубцов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Обычно в одном обороте от 24 до 72 шагов (один шаг от 5° до 15°.)
  • Гибридный двигатель (совмещает технологии двух предыдущих двигателей). Ротор выполнен из магнитотвердого материала (как у двигателя с постоянными магнитами), но имеет форму многоконечной звезды (как у реактивного двигателя). Количество полных шагов в одном обороте таких двигателей, зависит от количества постоянных магнитов на звезде ротора, и количества электромагнитов на статоре. Количество шагов в одном обороте таких двигателей может доходить до 400 (один шаг от 0,9°).

Какой тип шагового двигателя у меня?

Если вручную покрутить ротор отключённого двигателя, то можно заметить, что он движет

Управление электродвигателями

Исследования Мирового Энергетического Совета в 2013 году, говорят о том, что около 45% глобального потребления электроэнергии приходится на электродвигатели. Они являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Электродвигатели можно встретить в бытовой технике, инструментах, электромобилях, поездах, на нефтяных платформах и дамбах.

Со времен промышленной революции мы постоянно сокращаем трудозатраты и время, внедряя электродвигатели во всевозможное оборудование. Масса устройств с электроприводом сделала наши домашние дела проще и удобнее, а наши рабочие места стали более эффективными и рентабельными. Но какой ценой?

Энергопотребление и окружающая среда

В современном мире, где сокращаются запасы ископаемых видов топлива, где внимательно следят за экологией и окружающей средой, производителям любых изделий с моторами приходится нелегко. Пока не существует достойной альтернативы по получению электроэнергии из возобновляемых источников, проблема усугубляется стремительным увеличением спроса в связи с экономическим ростом в Африке, Азии и Южной Америке и быстрорастущей численностью мирового населения. Во всем мире правительства все более активно внедряют законодательные меры, направленные на сокращение потребления энергии. В ответ на это промышленные заказчики стараются инвестировать в более эффективное оборудование. Не желают отставать и дальновидные розничные потребители, которые ищут изделия с низким энергопотреблением.

Компактные двигатели

Помимо сокращения энергопотребления, инженеры также сталкиваются с необходимостью сокращения размеров моторов, приводов и их контроллеров. Так, например, для потребителя большой объем барабана в стиральной машинке является дополнительным критерием выбора, но тем не менее машинка по-прежнему должна соответствовать стандартным размерам. Сокращение пространства для электронных компонентов усложняет терморегулирование и охлаждение и порождает некоторые трудности для инженеров-разработчиков. Добавление механизмов охлаждения только увеличивает потребление энергии, поэтому двигатели должны быть спроектированы таким образом, чтобы выделять меньше тепла.

Архитектура систем управления двигателями

Системы управления двигателем

На приведенной выше схеме показаны стандартные блоки системы управления двигателем в зависимости от типа двигателя, области его применения, уровня управления и мониторинга.

Контроллер – это устройство управления, микроконтроллер или ЦСП, который воспринимает такие команды, как направление, скорость и крутящий момент. Он необходим для генерации одного или нескольких сигналов для приведения в действие мотора. Управление обычно осуществляется посредством ШИМ. Контроллер также может быть снабжен обратной связью в виде измерения тока и положения, чтобы обеспечить более точное управление, защиту двигателя и обнаружение неисправности.

Привод — в большинстве случаев привод необходим для усиления сигналов, образуемых контроллером для обеспечения достаточно

Модель привода асинхронного двигателя с полевым управлением (FOC)

Описание

Блок привода асинхронного двигателя с полевым управлением представляет собой стандартный векторный или роторный управляемый привод для асинхронных двигателей. Этот привод имеет регулирование скорости с обратной связью на основе косвенного или прямого векторного управления. Скорость контур управления выдает эталонный электромагнитный момент и поток ротора машины. В опорные прямые и квадратурные (dq) составляющие тока статора, соответствующие управляемые поток и крутящий момент ротора выводятся на основе стратегии косвенного векторного управления.В затем используются опорные компоненты dq тока статора для получения требуемых стробирующих сигналов. для инвертора через гистерезисный или ШИМ-регулятор тока.

Основным преимуществом этого привода по сравнению с приводами с скалярным управлением является его быстрая динамика. ответ. Внутренний эффект связи между крутящим моментом и магнитным потоком в машине регулируется. за счет развязки (ориентации потока ротора) управления, что позволяет моменту и потоку быть управляются независимо.Однако из-за сложности вычислений реализация этого Привод требует быстрых вычислительных процессоров или DSP.

Примечание

В Simscape ™ Программное обеспечение Electrical ™ Specialized Power Systems, индукционное управление с ориентацией на поле Блок моторного привода обычно называют моторным приводом AC3 .

Блок привода индукционного двигателя с полевым управлением использует эти блоки из библиотеки Electric Drives / Fundamental Drive Blocks:

Remarks

Модель дискретная.Хорошие результаты моделирования были получены с 2 µ с временным шагом. Для моделирования устройства цифрового контроллера система управления имеет два разных времени выборки:

Время выборки регулятора скорости должно быть кратно времени выборки FOC. В последнее время выборки должно быть кратным временному шагу моделирования. Среднее значение инвертор позволяет использовать большие временные шаги моделирования, поскольку он не генерирует малое время постоянные (из-за демпферов RC), присущие детальному преобразователю.Для времени выборки ВОК 60 мкс, хорошие результаты моделирования были получены для временного шага моделирования 60 мкс. Этот временной шаг не может быть больше, чем временной шаг FOC.

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя опель корса

Электробайк контроллер двигателя своими руками

Гражданский проспект, 118к1
Трасса Юкки 1 (Мега Парнас)

Будни с 10:00 до 22:00
Выходные с 10:00 до 23:00

  • Главная
  • Цены и условия
  • SKI сервис
  • Где мы находимся
  • SKI блог
  • Склоны Лен. области

Электровелосипед своими руками

Велосипед можно без особых проблем модернизировать за счет установки мотора.

Содержание:

Есть несколько вариантов:

— готовый комплект электрооборудования;

— бензиновый ДВС (двигатель внутреннего сгорания);

— покупка привода отдельно и его монтаж;

— приобретение готового электровелосипеда.

Рассмотрим подробнее эти способы.


Электроколеса и электроприводы

Преимущество таких комплектов в легкости и простоте монтажа.

Самой тяжелой частью набора будет батарея, суммарно вес транспорта может увеличиться на 10 и более кг.

Установить можно два типа силовых установок:

В первом случае конструкция имеет много общего с электрическими самокатами, привод интегрирован в ступицу. Это компактное решение, менять придется все колесо в сборе.

Навесные придется монтировать на раме к колесу или встраивать в каретку, но большая часть комплектов дополнена переходниками и кронштейнами, которые позволят установить мотор на любом велосипеде.

Большая часть комплектов для переделки включают:

Основных вариантов несколько:

Характеристики

Подвесной, Magic Pie-3

Кареточный, Bafang BBS02

Фрикционный, Rubbee

Цена, руб:

Около 25 000 без акк.;

Скорость, км/ч:

До 50 (некоторые модели до 90);

Время работы аккумулятора, км:

Время зарядки с полного разряда, час:

2,5, но зависит от емкости;

Рейтинг покупаемости, балл:

Простота установки, балл:

10 (буквально одно движение);

Соотношение цена/качество, балл:


Magic Pie-3

Первый вариант – это встроенный в ступицу привод, обычно такое колесо в сборе ставят назад, но не запрещено монтировать спереди или даже собрать полноприводный байк.

По мощности вариантов масса: от 150 до 2000 Вт.

Установить комплект не сложно, достаточно заменить колесо или отдельно ступицу на привод.

Далее разводится проводка, ставятся органы управления и батареи.

Такая конструкция в сборе выглядит эстетично, но весит минимум 6 кг и более.


Bafang BBS02

Кареточный мотор, например, интегрируется в каретку, после чего он вместе с цепью закрывается металлическим кожухом. При работе усиливается вращение педалей, что способствует экономии сил.

Мощности двигателей варьируются от 350 до 1600 Вт.

Для монтажа может потребоваться замена всего узла, включая каретку, цепи и звезды. Они обычно включены в комплект, но это увеличивает стоимость и трудоемкость.

В сборе вес значительный, потому подойдет вариант для стальных рам.

Открытые части подвержены интенсивному износу, при работе шумит.


Rubbee

Фрикционный — простейший вариант, устанавливается на колесо, на которое передается вращение путем трения по покрышке.

Для монтажа не нужна разборка, простейшие двигатели дешево стоят.

При этом конструкция шумная, покрышка быстрее изнашивается, тяга падает при спущенном колесе, а мокрое и вовсе может проскальзывать.


Самодельные

Из самоделок стоит выделить два варианта:

— на основе бензопилы;

— покупные электромоторы из магазина электрики, в нашем случае рассмотрим асинхронный двигатель.

Характеристики

Бензопила

Асинхронный двигатель

Цена, руб:

Скорость, км/ч:

Время работы на одной заправке, км:

Зависит от емкости бака, расход в среднем 0,7л/час;

Простота установки, балл:

Соотношение цена/качество, балл:


Инструмент

Для работы понадобится следующий набор инструмента и оборудования:

— набор гаечных ключей, желательно накидных и рожковых;

— сварочный аппарат инверторный, электроды 2-3 мм;

— угловая шлифмашина, достаточно на 125 мм;

— дрель и сверла по металлу диаметром 4-10 мм;

— паяльник для проводов с припоем и флюсом;

— изолента или термоусадка.


Установка

Начнем с установки двигателя от бензопилы. При этом можно избежать полной разборки конструкции, достаточно снять шину.

Современные пилы обеспечивают мощность до 2-х л.с.

Такие характеристики позволят разогнаться до 40 км/ч, но точная цифра зависит от веса райдера.

Инструкция для установки мотора от бензопилы:

1. Снимаем шину пилы, если приводной шкив закрыт кожухом, то его нужно снять;

2. Далее нужен расчет передачи, иначе мотор не сможет нормально работать:

будет перегреваться или вообще не сможет стронуть с места велосипед с водителем, обычно подбирают от 1:26 до 3:8, зависит от мощности и оборотов двигателя;

3. Теперь нужно установить шкив или звездочку на ступицу колеса, для этого понадобится несколько болтов, гаек с шайбами и соответствующие ключи.

Крепить нужно жестко, чтобы избежать раскручивания на ходу, поможет в этом фиксатор резьбы;

4. Теперь крепим сам привод. Для этого нужно сделать кронштейн из металла, если основа стальная, то его проще всего приварить к ней.

К алюминиевой тоже можно приварить, но для этого потребуется аргонная сварка.

Сверлить конструкцию для посадки на болты не желательно, так как это ее серьезно ослабит.

Можно приварить кронштейн в виде скобы над колесом, для жесткости нужна третья точка крепления, для этого стоит задействовать подседельный штырь или участок рамы, в который он вставляется;

5. На скобе подготавливаются отверстия для фиксации.

Идеально прикрутить болтами с гайками и шайбами, либо фиксатором резьбы;

6. Далее выводим органы управления на руль, для этого пропускаем трос от дроссельной заслонки бензопилы до руля. Придется заменить ручку поворотным аналогом от мотоцикла, а к ней уже прикрепить трос;

7. Емкость для топлива встроена в пилу, но если хочется увеличить, то придется делать отдельно.

Можно установить металлическую или пластиковую, но, так как бензин имеет свойства растворителя, надежнее использовать металл.

Большой плюс пилы в том, что у нее уже есть сцепление, так называемое центробежное, которое запускается при определенных оборотах.

Внимание: самодельные емкости для топлива могут быть взрывоопасны!


Асинхронный двигатель

Асинхронные достаточно крупные и тяжелые, в данном случае используем 750-ваттный, который дает высокий КПД и очень мощное ускорение.

Лучше всего ставить на велосипеды с высокой рамой, кстати, если вы еще не определились с рамой, вы можете обратиться к нам, в прокат велосипедов , и выбрать размер и форму, подходящую именно вам.

По скорости он будет уступать аналогичным по мощности мотор-колесам. Но, будет стоить гораздо дешевле.

Для сборки понадобится:

Порядок работы:

1. Начинаем с демонтажа звездочек на каретке, убираем педали и шатуны – они не понадобятся при данной компоновке;

2. Затем нужно сделать кронштейн крепления привода.

Проще всего, если основа стальная, тогда можно выставить и приварить пару профилей из стального уголка, например.

В них размечаются и высверливаются отверстия под выбранный движок.

Вместо приваренных кронштейнов можно сделать съемные, которые будут удерживаться по принципу хомутов;

3. Аккумуляторы в данном случае нужны емкостью 12Ач и напряжением 24В.

Можно соединить последовательно несколько меньших;

4. Батареи весят много, потому для них тоже понадобятся кронштейны.

Подбирать аккумуляторы стоит так, чтобы они уместились внутри каркаса, так компактнее;

5. Контроллер проще всего установить ближе к аккумуляторам, чтобы не тянуть провода через всю конструкцию.

Можно купить небольшую сумку и жестко ее зафиксировать, а внутрь положить управляющее устройство;

6. Затем электрика: провода спаиваются, припаивается зарядный разъем.

Незащищенные участки изолируем изолентой или термоусадкой.

Если нет возможности полностью скрыть провода, стоит проложить их в кабель-канале, чтобы защитить от влаги и грязи.


Готовый электровелосипед

Проще и надежнее всего купить уже готовый электробайк, для знакомства приведем 3 наиболее востребованных на данный момент:

— Eltreco FS-900 26;

— HOVERBOT CB-4 X-Rider;

— WELT Rockfall 1.0 E-drive.


WELT Rockfall 1.0 E-drive

Это модель 2018 года, стоимостью 50-55 тысяч – самый доступный вариант из рассматриваемых. По классу – горный, кросс-кантри.

Батарея 13 Ач, ростовки разнообразны, можно покупать для райдеров от 150 см и более.

Стоковая резина достаточно цепкая, даже при езде по пересеченной местности. Из недостатков можно выделить слабые тормоза.


Eltreco FS-900

Двухподвес из бюджетной ценовой категории – всего 65 тысяч. По классу – кросс-кантри, год старта выпуска – 2018.

Обладает достаточно емким аккумулятором, который способен тянуть райдера до 50 км.

Время на зарядку – до 6 часов. Интегрирована подсветка, причем, передний фонарь питает батарея, а задний – небольшая солнечная панель. Некоторые пользователи жалуются на жесткость заднего амортизатора, но его не сложно заменить.


HOVERBOT CB-4 X-Rider

Новинка 2019 года, байк стоимостью – от 87 тысяч. Относится к горным и кросс-кантрийным моделям.

Из плюсов надежные механические дисковые тормоза, на надежные механизмы китайцы не поскупились, что и отразилось на цене.

Рассчитан велосипед на райдеров весом в пределах 110 кг.

Батарея 36-вольтовая, емкостью 10,4 Ач, хватает на 50 км пробега без подзарядки.

Характеристика

Eltreco FS-900 26

HOVERBOT CB-4 X-Rider

WELT Rockfall 1.0 E-drive

Рама:

Максимальная скорость, км/ч

Материал рамы:

Амортизация:

Размерность колес:

Число скоростей:

Мощность мотора, Вт

Вес, кг

Пробег на полном заряде, км

Цена, руб

Из всех вариантов самым экономичным, но трудозатратным будет самостоятельная сборка велосипеда с мотором.

Дороже и проще монтаж готового комплекта, но не исключен риск ошибки.

Готовый электровелосипед дороже всего, зато гарантирована безопасность, качество и на руках будет гарантийный талон, с которым можно получить фирменное обслуживание своего транспорта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector