Gör denna elektriska skoter / Rickshaw Circuit

Artikeln presenterar en enkel design av elektrisk scooter-krets som också kan modifieras för att göra en elektrisk auto-rickshaw. Idén begärdes av Steve.

Kretsförfrågan

Jag hade turen att hitta din blogg, riktigt fantastiska saker som du har lyckats designa.

jag letar efter en DC till DC Step Up och styrenhet för elektrisk skotermotor

Ingång: SLA (förseglad-bly-syra) Batteri 12V, som är ~ 13,5V laddat
minsta spänning - avstängd vid ~ 10,5V

Utgång: 60V DC-motor 1000W.

Har du stött på en sådan krets?

Jag kan avbilda att det kommer att vara push-pull-typ, men har ingen aning om typer av mosfetter (ge effekt 80-100A), kör dem, sedan transformatorn, kärntypen och sedan dioder.
Plus minimispänningen avstängd för att täcka PWM: s arbetscykel.

Jag har hittat lite mer information. Motorn är 3-fas borstlös med hallsensorer.
Det finns två sätt att närma sig det, a / lämna den befintliga styrenheten på plats och gör bara 12V till 60V steg eller b / byt ut styrenheten också.

Det kommer inte att finnas någon skillnad i energieffektivitet, styrenheten växlar helt enkelt vilken fas som får ström baserat på hallsensorerna. Därför hålla fast vid plan a.

Tack så mycket,
Steve

Designen

Idag är det mycket lättare att göra ett elfordon än tidigare, och detta har blivit möjligt på grund av två huvudelement i konstruktionen, nämligen BLDC-motorerna och Li-ion- eller Li-polymerbatterierna.

Dessa två ultraeffektiva medlemmar har i grunden låtit begreppet elektriska fordon bli verklighet och praktiskt genomförbart.

Varför BLDC Motor

BLDC-motorn eller den borstlösa motorn är effektiv eftersom den är konstruerad för att köra utan fysiska kontakter utom axelns kullager.

I BLDC-motorer roterar rotorn enbart genom magnetisk kraft vilket gör systemet extremt effektivt, i motsats till de tidigare borstade motorerna som hade sina rotorer fästa med matningskällan genom borstar, vilket orsakade mycket friktion, gnistor och slitage i systemet.

Varför Li-Ion-batteri

På liknande linjer, med tillkomsten av de mycket uppgraderade Li-ion-batterierna och Lipo-batterierna idag, anses inte längre el från batterier vara ett ineffektivt koncept.

Tidigare hade vi bara blybatterier till vårt förfogande för alla DC-reservsystem som innebar två stora nackdelar: Dessa motsvarigheter behövde mycket tid att ladda, hade begränsad urladdningshastighet, lägre livslängd och var skrymmande och tunga, alla dessa bara deras ineffektiva karaktär.

I motsats till detta är Li-ion- eller Li-po-batterier lättare, kompakta, snabbt laddningsbara vid höga strömhastigheter och laddningsbara vid önskad hög strömhastighet, dessa har högre livslängd, är SMF-typer, alla dessa funktioner gör dem till rätt kandidat för applikationer som elektriska skotrar, elektriska rickshawar, quadcopter drönare etc.

Även om BLDC-motorer är extremt effektiva kräver dessa specialiserade IC-enheter för att driva sina statorspolar, idag har vi många tillverkare som producerar dessa exklusiva nästa generations IC-moduler som inte bara gör den grundläggande funktionen för att driva dessa motorer, utan är också specificerade med många avancerade tillägg funktioner, såsom: PWM-styrning med öppen slinga, sensorassisterad sluten slingstyrning, flera idiotsäkra skyddsåtgärder, motorreglage bakåt / framåt, bromsreglering och en mängd andra toppmoderna inbyggda funktioner.

Använda en BLDC Driver Circuit

Jag har redan diskuterat ett sådant utmärkt chip i mitt tidigare inlägg, speciellt utformat för hantering av BLDC-motorer med hög effekt, det är MC33035 IC från Motorola.

Låt oss lära oss hur den här modulen effektivt kan implementeras för att tillverka en elektrisk skoter eller en elektrisk rickshaw, direkt i ditt hem.

Jag kommer inte att diskutera de mekaniska detaljerna i fordonet, snarare bara den elektriska kretsen och ledningsdetaljerna i systemet.

Kretsschema

Dellista

Alla motstånd inklusive Rt men exklusive R och R = 4k7, 1/4 watt

Ct = 10nF

Hastighetspotentiometer = 10K linjär

Övre effekt BJT = TIP147

Nedre Mosfets = IRF540

Rs = 0,1 / max statorströmkapacitet

R = 1K

C = 0,1 uF

Ovanstående figur visar en fullfjädrad borstlös 3-fas DC-motorförare IC MC33035 med hög effekt, som blir perfekt lämplig för den föreslagna elektriska skoter eller elektriska rickshaw-applikationen.

Enheten har alla grundläggande funktioner som kan förväntas vara i dessa fordon, och vid behov kan IC förbättras med ytterligare avancerade funktioner genom många alternativa möjliga konfigurationer.

De avancerade funktionerna blir specifikt möjliga när chipet är konfigurerat i ett slutet kretsläge, men den diskuterade applikationen är en öppen loopkonfiguration som är en mer föredragen konfiguration eftersom det är mycket enkelt att konfigurera och ändå kan uppfylla alla nödvändiga funktioner som kan förväntas i ett elfordon.

Vi har redan diskuterat pinout-funktionerna för detta chip i föregående kapitel, låt oss sammanfatta detsamma och förstå hur exakt ovanstående IC kan krävas för att uppnå de olika operationerna som är involverade i ett elfordon.

Hur IC fungerar

Det gröna skuggade avsnittet är själva MC 33035 IC som visar alla de inbyggda sofistikerade kretsarna inbäddade i chipet och vad som gör det så avancerat med sin prestanda.

Den gula skuggade delen är motorn, som inkluderar en 3-fasstator indikerad av de tre spolarna i 'Delta' -konfigurationen, den cirkulära rotorn indikerad med N / S-polade magneter och tre Hall-effektsensorer på toppen.

Signalerna från de tre Hall-effektsensorerna matas till stift nr 4, 5, 6 på IC för intern bearbetning och generering av motsvarande utgångsväxlingssekvens över de anslutna uteffektenheterna.

Pinout-funktioner och kontroller

Pinouts 2, 1 och 24 styr de externt konfigurerade övre kraftenheterna medan stiften 19, 20, 21 är tilldelade för att styra de kompletterande nedre seriens kraftenheter. som tillsammans styr den anslutna BLDC-bilmotorn enligt de olika matade kommandona.

Eftersom IC: n är konfigurerad i ett öppet loopläge, ska den aktiveras och styras med hjälp av externa PWM-signaler, vars arbetscykel ska bestämma motorns hastighet.

Denna smarta IC kräver dock inte en extern krets för att generera PWM, utan hanteras av en inbyggd oscillator och ett par felförstärkarkretsar.

Rt- och Ct-komponenterna är lämpligt valda för att generera frekvensen (20 till 30 kHz) för PWM: erna, som matas till stift nr 10 på IC för vidare bearbetning.

Ovanstående görs genom en 5V matningsspänning genererad av själva IC: n vid stift # 8, denna matning används samtidigt för att mata Hall-effektanordningarna, det verkar som att allt är exakt gjort här .... ingenting går till spillo.

Den del som är skuggad i rött bildar hastighetskontrollsektionen i konfigurationen, som man kan se är den helt enkelt gjord med en enda vanlig potentiometer ... genom att trycka den uppåt ökar hastigheten och vice versa. Detta möjliggörs i sin tur genom motsvarande varierande PWM-driftscykler över hela stift # 10, 11, 12, 13 .

Potentiometern kan omvandlas till en LDR / LED-monteringskrets för att uppnå en friktionsfri pedalhastighetskontroll i fordonet.

Stift nr 3 är för att bestämma motorns rotation framåt, bakåt, eller snarare scootern eller rickshaw-riktningen. Det antyder att nu din elektriska skoter eller din elektriska rickshaw kommer att ha möjlighet att backa tillbaka .... tänk dig bara en tvåhjuling med en backanläggning, ..... intressant?

Stift nr 3 kan ses med en brytare, stängning av den här omkopplaren gör stift nr 3 till jord vilket möjliggör en 'framåt' -rörelse till motorn medan den öppnas får motorn att snurra i motsatt riktning (stift 3 har ett internt uppdragningsmotstånd, så öppning strömbrytaren orsakar inte något skadligt för IC).

På samma sätt väljer stift # 22-omkopplare fasförskjutningssignalsvaret för den anslutna motorn, den här omkopplaren måste kopplas till eller från på lämpligt sätt med hänvisning till motorspecifikationerna. Om en 60-graders motor används måste omkopplaren förbli stängd och öppna för en 120 graders motor.

Stift nr 16 är jordstiftet på IC: n och måste anslutas till batteriets negativa linje och / eller den gemensamma jordledningen som är associerad med systemet.

Stift nr 17 är Vcc, eller den positiva ingångsstiftet, måste denna stift anslutas till en matningsspänning mellan 10V och 30V, 10V är minimivärdet och 30V den maximala nedbrytningsgränsen för IC.

Stift nr 17 kan integreras med 'Vm' eller motorförsörjningsledningen om specifikationerna för motortillförseln matchar IC Vcc-specifikationerna, annars kan pin17 levereras från ett separat steg ned regulatorsteg.

Stift nr 7 är IC: s 'aktivera' pinout, denna pin kan ses avslutas till jord via en brytare, så länge den är påslagen och stift nr 7 förblir jordad, får motorn stanna kvar när den är AV, motorn är inaktiverad vilket resulterar i att motorn går till slut tills den slutar stoppa. Körningsläget kan snabbt stoppas om motorn eller fordonet är under viss belastning.

Stift nr 23 tilldelas 'bromsförmågan' och får motorn att stanna och stanna nästan direkt när tillhörande omkopplare öppnas. Motorn får köra normalt så länge denna brytare hålls stängd och stift nr 7 hålls jordat.

Jag skulle rekommendera att koppla samman omkopplaren vid stift nr 7 (aktivera) och stift nr 23 (broms) tillsammans så att dessa byts med en dubbelverkan och tillsammans, skulle detta förmodligen hjälpa till att 'döda' motorrotationen effektivt och kollektivt och gör det också möjligt för motorn att köra med en kombinerad signal från de två uttagen.

'Rs' bildar sensormotståndet som är ansvarigt för att kontrollera överbelastningen eller överströmsförhållandena för motorn, under sådana situationer. 'fel' -tillståndet utlöses omedelbart avstängning av motorn omedelbart och IC: n går in i ett lock-out-läge internt. Villkoret förblir i detta läge tills felet har åtgärdats och normaliteten återställts.

Detta avslutar den detaljerade förklaringen beträffande de olika uttagen för den föreslagna elektriska sparkcykeln / rickshaw-styrmodulen. Det behöver bara implementeras korrekt enligt den visade anslutningsinformationen i diagrammet för att framgångsrikt och säkert kunna implementera fordonets verksamhet.

Dessutom innehåller IC MC33035 ett par inbyggda skyddsfunktioner såsom spärr under spänningen som säkerställer att fordonet stängs av om IC: n förhindras från den nödvändiga minimiförsörjningsspänningen och även ett skydd mot termisk överbelastning som IC aldrig fungerar med över temperaturer.

Så här ansluter du batteriet (strömförsörjning)

Enligt begäran är det elektriska fordonet specificerat att fungera med en 60 V-ingång och användaren begär en boost-omvandlare för att få denna högre spänningsnivå från ett mindre 12V eller ett 24V batteri.

Att lägga till en boost-omvandlare kan dock i onödan göra kretsen mer komplex och kan öka en eventuell ineffektivitet. Den bättre idén är att använda 5nor 12V batterier i serie. För tillräcklig säkerhetskopieringstid och ström för 1000 W-motorn kan varje batteri klassas till 25AH eller mer.

Kabeldragningen av batterierna kan genomföras genom att hänvisa till följande anslutningsinformation: