- Все про контроллеры электросамоката | Схема, проверка, ремонт
- Принцип работы контроллера
- Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката
- Двигатель и контроллер для электросамоката своими руками
- Набор для постройки электросамоката 10”: стоит ли собирать самокат самому?
- Содержание
- Введение
- Набор с мотор-колесом
- Рама самоката
- Заключение
Все про контроллеры электросамоката | Схема, проверка, ремонт
Электросамокат отличается от обычного самоката наличием дополнительных компонентов. Главные из них – встроенный в колесо бесколлекторный электродвигатель, аккумуляторная батарея и контроллер. Аккумуляторная батарея обеспечивает автономное питание мотора, а коллектор отвечает за его корректное управление и контроль работы. Среди представленных в продаже электронных компонентов есть масса готовых решений, позволяющих снабдить электроприводом как самокат, так и другие виды персонального транспорта.
Предшественники современных контроллеров напоминали массивный реостат. Теперь они компактны, не имеют движущихся элементов и регулируют передачу электроэнергии к двигателю в зависимости от длительности поступающих импульсов. Контроль и управление электросамокатом производится при помощи пульта, закрепленного на руле. Обычно на пульте есть рычаги или кнопки для включения питания и фар, выбора режимов и скорости езды.
На дисплее может отображаться текущая скорость, уровень заряда батареи, пробег и другая информация. При отсутствии дисплея минимальную информацию о работе устройства могут предоставлять светодиодные индикаторы. Многие современные электросамокаты интегрируются со смартфонами, которые берут на себя функции дисплея и пульта управления.
Принцип работы контроллера
Первостепенная задача этого элемента – подавать на электромотор энергию, получаемую от аккумуляторной батареи. Проходящий по обмоткам ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с находящимися в мотор-колесе магнитами ротора. В результате колесо приводится в движение, причем частотой вращения управляет контроллер. Принцип работы контроллера электросамоката таков: он принимает сигнал от ручки газа и с учетом продолжительности поступающих импульсов регулирует скорость вращения мотора.
Кроме основной задачи, этот контролирующий и управляющий элемент:
- регулирует скорость вращения электромотора;
- управляет крутящим моментом;
- обеспечивает плавное и мягкое торможение при помощи изменения продолжительности импульсов;
- защищает электродвигатель;
- не допускает глубокой разрядки батареи – выясняет напряжение АКБ и при его критическом снижении отключает мотор от питания;
- при помощи встроенного термодатчика отслеживает температуру и не допускает токовых перегрузок.
Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката
К контроллеру подсоединяется электромотор и остальные электрокомпоненты самоката. Для их подключения используются многожильные соединительные провода в термостойкой изоляции из силикона. Совместимость контроллера с электродвигателем и АКБ электросамоката определяется по максимальному току, напряжению батареи и другим рабочим параметрам.
Рассмотрим схему подключения контроллера электросамоката и функции контактов на примере устройства, разработанного для управления трехфазными электромоторами с рабочими параметрами 36 В и 350 Вт. В таблице приведен перечень электрических разъемов контроллера, их назначение и цвета изоляционного покрытия используемых в них проводов.
Подключение к ручкам тормоза и стоп-сигналу. К общему жгуту проводов подключено 2 разъема.
Источник
Двигатель и контроллер для электросамоката своими руками
В этой статье я расскажу как в домашних условиях сделать мощный двигатель для самоката или детского электромобиля с высоким КПД и простой контроллер к нему.
Вот что в итоге получилось: двигатель описанный в статье ниже без изменений, добавил регулируемый источник питания и курок газа, маленькая батарея в сумочке на руле 8S1P 2,5 А·ч (быстро заменяемая, можно брать несколько с собой, одной такой батареи хватает на 9-12км на средней скорости)
Расход батареи зависит от скорости, прилагаю таблицу расхода энергии для моего веса 85 кг:
Контроллер сейчас полный мост 4 транзистора IRFB4110 установленных без радиаторов, регулируемый источник питания выдает на этот мост напряжение от 25 до 70В при 24-33В на входе с кпд более 93%. Общий кпд системы получился на уровне 80-85% (включая потери на батарее проводах контроллере и двигателе).
Samsung INR18650-25R = 87 Вт/час (42В максимум с отводом от середины, 2.5 А/ч) мне полного заряда хватает на
15 км по ровной дороге.
Изначально использовался 1 датчик холла (но я уже тогда знал что это большие потери так как делал такие двигатели и раньше), так двигатель на холостом ходу потреблял 42 Вт (1 А на каждую половину батареи, итого 2*21 или 1*42) и за 2 минуты нагревался до 50 градусов (это без нагрузки), установка 2х датчиков холла снизила ток холостого хода в 10 раз! и он составил 100 мА (4,2 Вт) и греться он перестал. На максимальной нагрузке (езда в горку) ток достигал 6 ампер (>250 Вт) и обмотка разогревалась так что больше пары минут нельзя было ездить а после установки 2х датчиков холла и подачи питания на обмотки только в нужные моменты, согласно рисунку выше, полностью решило проблему перегрева (значительно подняло кпд) и ток при заезде на ту же горку упал в 2 раза (130 Вт)
И так магниты с катушками запакованы в корпус, вал (болт М6 100мм на котором гайками с бортиком, зажимные для колес, через шайбу и резиновую прокладку зафиксирован магнит) закреплен в немагнитных стальных подшипниках (это в идеале, но я использовал обычные дешевые стальные но сила магнитного поля такая что крутятся они с трудом, поэтому лучше сразу нержавейку ставить) и самое главное как его теперь запустить. Я использовал самый простой вариант одна катушка и один магнит — самый дешевый вариант и для самоката подходит идеально, естественно так как запитываем только 90 — 120 градусов сектор на такт то остается незаполненные тягой сектора и стартовать такой двигатель будет с толчка, но это же не вентилятор а двигатель для самоката, оттолкнулся, включил двигатель и поехал, все просто. Если же нужен автопуск то минимум нужно делать 2х фазный 4х тактный, такой поставил в детском автомобиле.
Контроллер
Фраза «шим регуляция» у меня ассоциируется с потерями, запитывать нужно постоянным током чтобы избежать потерь переключения на ключах и не греть диоды в ключах, в общем контроллер может работать с кпд 97% и выше если забыть про шим, а скорость лучше регулировать напряжением питания (например у меня в самокате она фиксированная 13 — 18 км/ч в зависимости от веса ездока). Запитка обмотки двумя тактами возможна или мостом но тогда потери всегда на 2х ключах или полумостом с питанием с отводом от средней точки, выбран именно такой вариант так как в 2 раза уменьшает потери на ключах (всегда катушка включена только через 1 ключ). Еще из плюсов такого полумоста то что обратная эдс при отключении катушки сливается через 1 диод в противоположное плечо и потери на диодах тоже в 2 раза меньше то-есть больше энергии вернется в конденсатор / аккумулятор так же и с рекуперации от скатывания с горки. В итоге получаем полумост + драйвер полумоста + схема управления.
Схема управления
Использование одного датчика хола не дает возможность управлять углом в котором запитывается обмотка, поэтому нужно минимум 2 датчика расположенные таким образом чтоб получать включение обмоток в нужном диапазоне, проще всего сделать угол 90 град (для этого нужно разнести датчики на 45 градусов от витков катушки в обе стороны) тогда пары датчиков хватит на 4 такта (используем только 2 из них для однофазного) . Каждый датчик возвращает 2 позиции которые означают видит ли он северный или южный полюс, так вот когда оба видят северный включаем один ключ, когда оба видят южный второй, при использовании микросхем от куллера — реализуется логикой 2или-не, на входы двух логических элементов подается питание через сопротивления на выходах при этом 0, микросхемы куллера коммутируют входы логических элементов на ноль, когда оба входа на нуле на выходе 1 — включается 1 ключ, и так же когда на втором логическом элементе оба входа на нуле включается другой ключ. Все просто. Учитывайте при выборе микросхемы драйвера куллера (датчик холла) что они есть с защитой от остановки и без, для двигателя поддержки как у меня на самокате лучше использовать с защитой он запустится только при начале езды, но для двигателя который должен стартовать сам нужно выбирать без защиты и делать ее если необходима другим способом (защита от перегрузки по току например).
Микросхем логики у меня не было потому заменил транзисторами. Схема подключения драйвера мосфетов по даташиту.
Отладка двигателя
Хочу отметить важные моменты которые уберегут детали контроллера от случайного выжигания. Дело в том что обратная эдс с катушки очень коварная штука, она может спалить всю электронику и драйвер и микросхемы с датчиком холла. Для предотвращения таких ситуаций обязательно должны стоять конденсаторы по входу питания в которые сливается обратная эдс с катушки (через защитные диоды в мосфетах) при случайном отключении батареи, минимум 1000 мкф 50В с низким esr. Также для предотвращения попадания выбросов высокого напряжения на выход драйвера через обратную емкость мосфета, обязательно в цепи затвор исток должен стоять стабилитрон на 13-15В (что ниже допустимого напряжения затвора 20В но выше управляющего напряжения с драйвера 12В).
При первом включении обмотку лучше подключать через сопротивление ограничивающее максимальный ток (10-50 Ом), переворотом датчиков холла добиваемся вращения в нужную сторону. Также перемещая датчики можно найти позиции где потребление на холостом ходу будет минимальным и работа двигателя тихой. Сильно уменьшать угол запитки не стоит ( Samsung INR18650-25R = 38$
Итого, электрификация самоката обошлась в
Плюсы и минусы
Плюсы:
- двигатель вращается без какого либо сопротивления, что не мешает поездке на самокате как на обычном при отключенном питании
- малый вес
- цена
- высокая эффективность
Минусы:
- нельзя устанавливать такой двигатель вблизи магнитных материалов (приведет к залипанию ротора, использование в корпусе железных болтов тоже недопустимо, только нержавейка или клей)
- нельзя устанавливать очень близко с массивными токопроводящими материалами (торможение вихревыми токами, идеально использовать раму из пластика, дерева, карбона тогда можно ставить где угодно)
- придумайте и напишите в комментариях (низкая скорость не катит, можно поднять напряжение, меня устраивает скорость для езды по пешеходным дорожкам)
Больше фото
Прижатие ремня для большего сцепления с зубчатым колесом
Первые включения (еще с 1 датчиком холла и пониженным напряжением питания 2х8В) максимальная скорость 3-5 км/ч
Настройка положения датчиков (катаемся, меряем потребление, переклеиваем датчик холла ищем оптимальный вариант) на фото оптимальный
Источник
Набор для постройки электросамоката 10”: стоит ли собирать самокат самому?
В этой статье я расскажу о своем опыте сборки электросамоката из китайского набора с мотор колесом 10″ и складной рамы. Набор состоит из пары колес с камерами и покрышками, причем одно колесо с электромотором. Моя версия одна из самых простых на 500 Вт. Так же в наборе: контроллер с курком акселератора и комплект дисковых механических тормозов. Самокат я собрал и проверил в работе.
Я покупал набор для сборки самоката с колесами 10″ (36 В 500 Вт)
И раму для постройки самоката, тоже соответственно, 10″
Содержание
Введение
Все началось прошлым летом, когда мы отдыхали в городе Геленджике. Там протяженная набережная с красивым видом на море. И там повсюду прокат электросамокатов. Накатались там вдоволь с сыном на разных моделях. И по возращению домой в Брянск, сын мне говорит: «Пап, надо и нам самокат электрический сделать!»
Мне самокат точно без надобности, у нас район компактный, пешком или на машине передвигаемся. Набережная в Брянске 500 м и тиной пахнет. Да и я любитель электровелосипедов, у меня есть внедорожный двухподвес с кареточным мотором bafang 750 Вт.
Но решили завести и самокат, как ребенку откажешь, да и для себя что-то новое. Я хотел взять какой-нибудь kugo, но вспомнил, что у меня оставался аккумулятор от одного из проектов с электровелосипедами. Зачем добру пропадать то? Надо его применить, подумал я. И стал искать самокат без аккумулятора. Но из подходящего по цене, оказался только набор для сборки + рама.
Кому-то мой выбор покажется странным или цены не однозначными, но я руководствовался исключительно своими предпочтениями и своим видением прекрасного. Об этом и рассказываю.
Заказал в магазине Green E-motion Store на алиэкспресс, если на раму пишут, что нет доставки в нужную страну, нужно просто оплатить ссылкой по 1$ х цену, продавец подскажет. Актуальный вопрос — стоимость в декларации занижают, налогов с двух посылок не платил.
Набор с мотор-колесом
Начнем с набора для сборки. К пользователю набор доставляет транспортная компания до дверей.
Пришло все в тяжелой картонной коробке. Но защита содержимого могла бы быть и лучше; вставка из вспененного материала была только у мотор-колеса, остальная комплектация завернута в воздухонаполненную пленку.
Главное в наборе — это привод, мотор-колесо. Напоминаю, я брал не самый мощный вариант 500 Вт, под свой аккумулятор 36 В 17 Ач. Большей популярностью пользуются версии электродвигателей под 48 В они мощнее, в данном размере до 1 кВт. Резина «сликовая» городская размером 10х2,5″ (25 см), резиновые камеры в комплекте.
Общие характеристики мотор-колес этого лота
- Модель двигателя: TX-10
- Номинальное напряжение: 36 В/48 В
- Мощность: 250 Вт, 350 Вт, 400 Вт, 500 Вт, 600 Вт 800 Вт 1000 Вт
- Длина вала: 160 мм
- Применимые модели: 10-дюймовый скутер
- Размер вилки: 110 мм
- Внешний диаметр: 168 мм
- Ширина: 40 мм
- Масса: 3,2 кг
- Цвет: черный
- Скорость: 30-65 км/ч
Ось колеса 12 мм с двумя лысками. Из оси выводится длинный кабель защищенный металлической пружинкой у оси. Провода в кабеле типовые: три фазных провода мотора и пять на датчик Холла. Шайбы с усиком для защиты от проворота в креплениях рамы идут в комплекте.
Второе колесо (переднее). Диск литой алюминиевый, ширина 1.04″. Колеса рассчитаны под дисковые тормоза, пром подшипники с защитным пластиковым кольцом. Ось 10 мм в комплекте.
Хочу отметить, что колеса приходят не собранные. Нужно самому поставить камеру и покрышку (корд стальной). А это непросто, если нет длинной «монтажки», я долго возился велосипедными короткими монтажками, после того как сбил руки в кровь, поехал в знакомый шиномонтаж. Там профи справились сразу.
Контроллер этой модели в алюминиевом корпусе с водозащитой и рассчитан на 36 В и 21 А, но зная надежность китайской силовой электроники, я бы не рекомендовал его нагружать большим током. Про назначение пучка проводов расписано на странице товара. Разъемы обычные, у Bafang сделано лучше с защитой от воды и переплюсовки.
Курок акселератора (тут модель V889, какой-то клон курка kugo) оснащен круглым экраном, с контроллером связывает по протоколу UART. Есть приятный бонус — порт usb для зарядки телефона, выдает правда около 0,5 А, но экстренно подзарядить телефон, сделать важный звонок, хватит.
Контроллер с курком можно купить отдельно, или выбрать другое решение, на али выбор компонентов большой.
Далее тормоза. Тут комплект механических тормозов в дисками 140 мм. Тормозные колодки круглой формы. Найти их на али для замены легко.
Ручки тормозов ухватистые, 11 см длиной Они оснащены концевыми выключателями для остановки мотора, это разумное решение, повышает безопасность и бережет колодки.
Весь необходимый крепеж и кабель от курка в контроллер в комплекте.
Рама самоката
Раму тоже доставила транспортная компания. Упаковка тут довольно громоздкая. Хорошо? хоть внутри были четыре больших пенопластовых вставки для защиты при транспортировке.
В комплекте к раме был небольшой набор инструмента и крепеж крышки деки.
Рама (колесная база 88 см) весит аж 10 кг, основная часть — дека изготовлена из стали, остальное алюминиевый сплав. Площадка деки из алюминия 2,5 мм, размерами 50х19 см крепится на 8 винтов. Красные полоски — это наклеенная «наждачка», что бы не скользила обувь.
Сразу установлены довольно жесткие пластиковые крылья, а вот ручки на руль (грипсы) надо покупать отдельно. Есть крепление под стойку с сидением.
Рама оборудована светом. На заднем крыле красный стоп сигнал, работает от напряжения батареи. Передняя фара совмещенная с сигналом, работает от 12 В, светит уныло. Я не стал ставить, пользуюсь велосипедными фарами, их у меня много.
Так же по бокам стояла богомерзкая RGB подсветка, в виде двух лент, я ее сразу снял.
Подвеска у рамы лучше выглядит, чем работает. Спереди банально одни пружины без демпферов. Задний стальной маятник нелепо закреплен ниже плоскости деки, что съедает хороший клиренс до 8 см! Ладно хоть амортизаторы настраиваемые и худо-бедно работают.
А вот руль удобный. Ширина в разложенном состоянии 60 см. Регулировки по высоте 30 см.
Про китайскую сварку надо сказать отдельно. Рама конечно бюджетная, но если честно, у нас учащиеся сварочного ПТУ сделают лучше. Швы неаккуратные, местами не зачищены брызги от сварки.
Стенки деки повело и стянуло от сварки, пришлось применять подручные приспособления и пневматический клин, чтобы вставить аккумулятор типовой ширины (пара аккумуляторов 18650 + запас на контакты и стенки = 140 мм), а дека была 138-139 мм в ширину. Полные размеры деки (ДхШхГ): 475х139х70 мм.
Рама складывается довольно просто, два рычага: основной и стопорный. Оттягиваешь стопор, штифт выходит из паза и основным рычагом складываешь раму, назад в обратной последовательности. Причем механизм складывания можно отрегулировать на отсутствие люфта, подтянув гайку эксцентрика основного рычага.
Отдельное спасибо за установленную подножку — удобно.
Рама исполнением оставила двойственное впечатления. Я бы спроектировал легче и интересней. Но мне лень >_ 
Экран курка цветной, довольно наглядный. Есть управление фарой и функция круиз контроля скорости. Тут есть документация с кодами ошибок и настройками.
- Выбранную передачу (1-3)
- Текущую скорость
- Время
- Пробег
- Общий пробег
- Напряжение аккумулятора
- Коды ошибок
Из настроек в наличии:
- Яркость подсветки экрана
- Выбор напряжения аккумулятора 24/36/48 В
- Режим сна
- Диаметр колеса
- Минимальное напряжение разряда
- Ток через контроллер
- Ограничение скорости
- Круиз контроль
- и пр.
Внутри деки все вольготно разместилось по длине, места под большой (20+ Ач) аккумулятор там хватит.
А вот мой аккумулятор меня подвел, там помирает одна группа, надо менять. Так что достоверно сказать отдаваемый ток и ёмкость нельзя.
Конечно, на первом выезде не обошлось без потерь, сломалось от падения крепление курка, но я сделал новое из металлической пластинки. Хоть самокат и не самый резвый, я ограничил скорость до 20 км/ч, когда катается ребенок.
Заключение
У самоката оказался на удивление неплохой накат и защищенность от брызг из луж. Но с таким аккумулятором, больше 30 км/ч он не выдал (заявлено 40 км/ч). Подвеска годится кататься только по асфальту/плитке. Но не трясет, колеса широкие и сами не плохо сглаживают мелкие неровности. По началу, после электровелосипеда, было необычно ехать стоя, но привыкаешь быстро, и теперь часто катаемся даже по делам.
В сложенном состоянии самокат имеет размеры 112х44х19 см. Полная масса 20 кг. Поместится не во всякий багажник авто.
Тут можно посмотреть самокат в деле, как он ездит на разных скоростях и режимах.
Если что забыл, так как я не планировал писать текстовый обзор, можно посмотреть в мои роликах, там про самокат рассказано полнее.
Вывод ожидаемый — дешевле и проще купить готовое изделие по месту жительства и с гарантией. Если есть мастерская и навыки работы с металлом, раму можно сделать самому и лучше этой. Аккумулятор также лучше собирать самому или заказать сборку из хороших высокотоковых элементов. Выходит покупать имеет смыл мотор-колесо, что чаще всего и делают. Данный же кит, это больше поле для экспериментов, но собирать его было интересно.
Источник
