この電動スクーター/人力車回路を作る

問題を排除するために楽器を試してください





この記事では、電動自動人力車を作るために変更することもできる簡単な電動スクーター回路設計を紹介します。そのアイデアはスティーブ氏から要求されました。

サーキットリクエスト

私はあなたのブログを見つけることができて幸運でした。あなたがなんとかデザインした本当に素晴らしいものです。



私は探しています DCからDCへのステップアップ と電動スクーターモーターのコントローラー

入力:SLA(密閉型鉛蓄電池)バッテリー12V、約13.5V充電済み
最小電圧-〜10.5Vでカットオフ



出力:60VDCモーター1000W。

そのような回路に出くわしたことがありますか?

プッシュプルタイプになるとは思いますが、MOSFETのタイプ(ワット数80-100A)、駆動、トランス、コアタイプ、ダイオードの順がわかりません。
さらに、PWMのデューティサイクルを制限するための最小電圧カットオフ。

私はいくつかのより多くの情報を見つけました。モーターはホールセンサー付きの3相ブラシレスです。
これにアプローチする方法は2つあります。a/既存のコントローラーをそのままにして、12Vから60Vのステップアップのみを行うか、b /コントローラーも交換します。

電力効率に違いはありませんが、 コントローラー ホールセンサーに基づいて、どの相に電流を流すかを切り替えるだけです。したがって、計画に固執する。

どうもありがとうございました、
スティーブ

デザイン

今日、電気自動車の製造は以前よりもはるかに簡単になりました。これは、設計の2つの主要な要素、つまりBLDCモーターとリチウムイオンまたはリチウムポリマー電池によって可能になりました。

これらの2つの超効率的なメンバーは、基本的に電気自動車の概念を実現し、実用的に実現することを可能にしました。

BLDCモーターを選ぶ理由

BLDCモーターまたはブラシレスモーターは、シャフトのボールベアリング以外の物理的な接触なしで動作するように設計されているため、効率的です。

BLDCモーターでは、ローターが磁力のみで回転するため、システムが非常に効率的になります。これは、ローターがブラシを介して供給源に取り付けられていた以前のブラシ付きモーターとは異なり、システムに多くの摩擦、火花、摩耗が発生します。

なぜリチウムイオン電池なのか

同様の方針で、大幅にアップグレードされたLi-ionバッテリーとLipoバッテリーの出現により、今日、バッテリーから電気を得ることが非効率的な概念とは見なされなくなりました。

以前は、すべてのDCバックアップシステムで鉛蓄電池しか使用できなかったため、2つの大きな欠点がありました。これらのバッテリーは、充電に時間がかかり、放電速度が制限され、寿命が短く、かさばり、重く、これらすべてが追加されるだけでした。働くという彼らの非効率的な性質に。

これとは対照的に、Li-ionまたはLi-poバットは、より軽く、コンパクトで、高電流レートですばやく充電可能で、任意の高電流レートで放電可能です。これらは、より長い動作寿命を持ち、SMFタイプであり、これらすべての機能により、電動スクーター、電動三輪タクシーなどの用途に適した候補 クワッドコプタードローン

BLDCモーターは非常に効率的ですが、固定子コイルを駆動するために専用のICが必要です。今日、これらのモーターを操作する基本機能を実行するだけでなく、多くの高度な追加機能を備えたこれらの専用の次世代ICモジュールを製造する多くのメーカーがあります。次のような機能:PWM開ループ制御、センサー支援閉ループ制御、複数の絶対確実なセーフガード、モーターの逆方向/順方向制御、ブレーキ制御、およびその他の多数の最先端の組み込み機能。

BLDCドライバー回路の使用

以前の投稿で、特に高ワット数のBLDCモーターを処理するために設計された、そのような優れたチップの1つについて説明しました。これは、MotorolaのMC33035ICです。

このモジュールを効果的に実装して、自宅で電動スクーターや電動三輪タクシーを作る方法を学びましょう。

車両の機械的な詳細については説明しませんが、システムの電気回路と配線の詳細についてのみ説明します。

回路図

パーツリスト

Rtを含み、RsとRを除くすべての抵抗= 4k7、1 / 4ワット

Ct = 10nF

速度ポテンショメータ= 10Kリニア

アッパーパワーBJT = TIP147

下部MOSFET = IRF540

Rs = 0.1 /最大固定子電流容量

R = 1K

C = 0.1uF

上の図は、提案されている電動スクーターまたは電動三輪タクシーの用途に完全に適合する、本格的な高ワット数のブラシレス3相DCモータードライバーICMC33035を示しています。

このデバイスは、これらの車両に搭載されると予想されるすべての基本機能を備えており、必要に応じて、ICは、多くの代替可能な構成を通じて追加の高度な機能で拡張できます。

チップが閉ループモードで構成されている場合、高度な機能が特に可能になりますが、説明されているアプリケーションは開ループ構成であり、構成が非常に簡単でありながら、必要なすべての機能を実行できるため、より好ましい構成です。それは電気自動車で予想されるかもしれません。

すでに議論しました このチップのピン配置機能 前の章では、同じことを要約し、電気自動車に関連するさまざまな操作を実現するために、上記のICをどのように正確に実装する必要があるかを理解しましょう。

ICの機能

緑の網掛け部分はMC33035 IC自体であり、チップ内に埋め込まれたすべての組み込みの洗練された回路と、その性能で非常に高度なものを示しています。

黄色の網掛け部分はモーターで、「デルタ」構成の3つのコイルで示される3相固定子、N / S極磁石で示される円形回転子、および上部に3つのホール効果センサーが含まれます。

3つのホール効果センサーからの信号は、内部処理のためにICのピン番号4、5、6に供給され、接続された出力パワーデバイス間で対応する出力スイッチングシーケンスを生成します。

ピン配置機能とコントロール

ピン配列2、1、および24は、外部に構成された上部パワーデバイスを制御し、ピン19、20、21は、補完する下部直列パワーデバイスを制御するために割り当てられます。これらは、さまざまな給電コマンドに従って、接続されたBLDC自動車モーターを一緒に制御します。

ICは開ループモードで構成されているため、外部PWM信号を使用してアクティブ化および制御されることになっています。外部PWM信号のデューティサイクルは、モーターの速度を決定することになっています。

ただし、このスマートICは、PWMを生成するための外部回路を必要とせず、内蔵の発振器といくつかのエラーアンプ回路によって処理されます。

RtおよびCtコンポーネントは、PWMの周波数(20〜30 kHz)を生成するために適切に選択され、さらに処理するためにICのピン#10に供給されます。

上記は、ピン#8でIC自体によって生成された5Vの電源電圧を介して行われます。この電源は、ホール効果デバイスへの給電に同時に使用されます。ここではすべてが正確に行われているようです。無駄はありません。

赤で網掛けされた部分は、構成の速度制御セクションを形成します。これは、単一の通常のポテンショメータを使用して単純に作成されていることがわかります。上に押すと速度が上がり、その逆も同様です。これは、対応するように変化するPWMデューティサイクルによって可能になります。 ピン#10、11、12、13

ポテンショメータをLDR / LEDアセンブリ回路に変換して、 摩擦のないペダル速度制御 車内。

ピン#3 モーター回転の正逆方向、またはスクーターまたは人力車の方向を決定するためのものです。これは、電動スクーターまたは電動三輪タクシーが後進する機能を備えていることを意味します....逆機能を備えた二輪車を想像してみてください.....興味深いですか?

ピン#3 スイッチで見ることができます。このスイッチを閉じると、ピン#3がアースになり、モーターへの「前進」動作が可能になります。開くと、モーターが反対方向に回転します(ピン3にはプルアップ抵抗が内蔵されているため、開くとスイッチはICに有害なものを引き起こしません)。

同様に、ピン#22スイッチは、接続されたモーターの位相シフト信号応答を選択します。このスイッチは、モーターの仕様を参照して適切にオンまたはオフに切り替える必要があります。60度の位相モーターを使用する場合は、スイッチを閉じたままにする必要があります。 、および120度の位相モーター用に開きます。

ピン#16 はICのアースピンであり、バッテリーのマイナス線および/またはシステムに関連付けられた共通のアース線に接続する必要があります。

ピン#17 はVcc、つまり正の入力ピンです。このピンは、10V〜30Vの電源電圧に接続する必要があります。10Vが最小値で、30VがICの最大ブレークダウン制限です。

ピン#17 モーター供給仕様がICVcc仕様と一致する場合は、「Vm」またはモーター供給ラインと統合できます。それ以外の場合、ピン17は別の降圧レギュレータステージから供給できます。

ピン#7 はICの「イネーブル」ピン配列であり、このピンはスイッチを介してグランドに終端されていることがわかります。スイッチがオンでピン#7がグランドのままである限り、オフにするとモーターはアクティブのままになります。モーターが無効になり、最終的に停止するまでモーターが惰走します。モーターや車両に負荷がかかると、惰行モードがすぐに停止する場合があります。

ピン#23 は「ブレーキ」機能が割り当てられており、関連するスイッチが開かれると、モーターがほぼ瞬時に停止および停止します。このスイッチが閉じたままで、ピン#7が接地されている限り、モーターは正常に動作できます。

ピン#7(有効)とピン#23(ブレーキ)のスイッチを一緒にギャングアップして、これらがデュアルアクションで切り替えられるようにすることをお勧めします。これにより、モーターの回転を効果的かつ集合的に「殺す」ことができます。また、2つのpnoutからの結合信号でモーターを実行できるようにします。

「Rs」は、このような状況でモーターの過負荷または過電流状態をチェックするためのセンス抵抗を形成します。 「障害」状態は即座にトリガーされ、モーターがすぐにオフになり、ICは内部でロックアウトモードになります。障害が修正されて正常性が回復するまで、状態はこのモードのままです。

これで、提案された電動スクーター/人力車制御モジュールのピン配列のさまざまなピン配列に関する詳細な説明は終わりです。車両の操作を正常かつ安全に実装するには、図に示されている接続情報に従って正しく実装する必要があります。

さらに、IC MC33035には、ICが必要な最小供給電圧から抑制された場合に車両のスイッチがオフになることを保証する低電圧ロックアウトや、熱過負荷保護など、いくつかの保護機能も組み込まれています。 ICが過熱で動作することはありません。

バッテリー(電源)の接続方法

要求に応じて、電気自動車は60V入力で動作するように指定されており、ユーザーは ブーストコンバーター より小さな12Vまたは24Vバッテリーからこのより高いレベルの電圧を取得するため。

ただし、ブーストコンバータを追加すると、回路が不必要に複雑になり、非効率になる可能性があります。より良いアイデアは、5個の12Vバッテリーを直列に使用することです。 1000ワットのモーターに十分なバックアップ時間と電流を得るには、各バッテリーの定格を25AH以上にすることができます。

バッテリーの配線は、以下の接続の詳細を参照することで実装できます。




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