Izgradnja pwm kontrolera za elektroauto

@ivan_srbwap

Da. Kao decak sam probao da vozim neki Tomos sa prikolicom. Ponasanje u krivini mu je veoma nelogicno, i ako si samo jednom pre toga vozio obican motocikl, u prvom trenutku ces se i uplasiti :-)

Ideja je odlicna, prava.

Pozdrav!

I motor od 2KW je osetno jeftiniji nego dva komada od po 1KW.

---

Dakle jedan od 2 KW na zadnji tocak :-)

A upravljanje na prednjim točkovima, mada bi moglo i na tom zadnjem pogonskom. Malo bi smešno izgledalo da se on okreće, ali što da ne.

Jako volim celu tematiku, ali odosmo od prve teme :)

@ivan_srbwap

Pa cekam kljucnu odluku: buck sa diodom, ili buck sa dve grupe mosfeta.

Inace, zamajna dioda je neophodna, bilo da je izvedena sa mosfetima ili stavljena umesto njih brza dioda.

Neophodna je zbog induktiviteta u motoru, jer ako je ne bi bilo, negativni prenaponi na motoru bi mogli dostici koji kilovolt, a posledica bi bila: unisteni tranzistori, ili ako bi se stavili 1200V IGBT sa snubberom do tog napona, onda bi u motoru nastao varnicni proboj najmanje komutatora ili namotaja ka jezgru motora.

Evo, napravicu uporedne karakteristike (vaze sve do trenutka dok ne spojis motor direktno :-):
-------------------------------------------------------------------
Buck sa diodom;

Prednosti:

- jednostavnije upravljanje choperom
- manje veza

Nedostaci:

- Losiji KKD (dioda ce sve do trenutka ujednacenja KEMS sa naponom akumulatora discipirati par stotina W)
- nemoguc povratak energije u akumulator
- nije izvodljivo upravljivo kocenje motorom (moguce je samo spajanjem otpornika na rotor, pri cemu mora teci velika struja statora)
------------------------------------------------------------------------

Buck sa mosfetima umesto diode;

Prednosti:

- dobar KKD (body dioda u mosfetima biva "premoscena" njihovim Rds_on, stoga je u tom delu discipacija minimalna)
- regenerativno kocenje motorom, pri svakom smanjenju PWM u odnosu na trenutnu KEMS motora, buck radi kao boost, pri cemu motor radi kao generator, a energija se vraca u akumulatore.
- Veoma upravljivo kocenje motorom oduzimanjem "gasa", pri cemu se stede mehanicke kocnice, a na dugim nizbrdicama ima znacajne koristi zbog vracene energije.
- znacajno veci moment pri malim brzinama, zbog toga sto je pad napona na sinhronim diodama mali deo ukupnog napona na motoru.

Nedostaci:

- slozenija gradja
- slozenije upravljanje (potrebna dva drive sklopa od par eura :-)
- manja robustnost u odnosu na diodu (doda dozvoljava kratkotrajno prekoracenje struje i do 20 puta, sto ovde i nije od prevelikog znacaja jer na motor nece iznenada delovati neka nova dodatna sila, osim ako te kamion ne pogura otpozadi :-)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Naime, induktivitet motora nije beznacajan, naprotiv. A osobine buck konvertora su takve da se sam induktivitet ponasa kao transformator ( vazi za oba prethodno navedena buck, osim sto je ovaj drugi znacajno efikasniji).

Na primer: ako zamislimo teoretski buck (bez gubitaka, KKD 100%), ako nam na motoru treba 1/10 nominalnog napona (citaj: brzine vozila), buck ce iz baterija uzimati 1/10 srednje vrednosti struje kroz motor.

Pri tom motor moze imati nominalnu struju (citaj: moment na vratilu), dok je konzumiranje struje iz aku. 1/10 od nominalne.

Naravno, kada ukljucimo KKD samog buck, rezultati nisu toliko savrseni, ali opet znacajno bolji u drugom slucaju (buck sa mosfetima kao diodom).
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Iz tog razloga predlazem sinhroni buck (sa dve grupe mosfeta), jer je ekonomski i energetski opravdaniji, i ako je zahtevniji po pitanju veza i smestaja na hladnjak.

Upravljanje bi bilo krajnje jednostavno. Koristili bi nesto poput UC3842, gde ce biti skuplje merenje struje motora od celog kontrolnog sklopa.

Za merenje struje treba izbeci shunt (jer bi takodje odneo koju stotinu W), vec upotrebiti DC current transducer (ako nemas, poklonicu ti ja jedan, samo mi treba tvoja adresa).

Da bi se dobro iskoristio induktivitet motora, treba raditi sa 2-5KHz, jeste da malo zvizdi, ali se cuje kao da ima turbinu :-)

Dosta paznje tu treba posvetiti dezurnim sklopovima:
- definitivno moras imati neki mehanicki rastavljac, jer u slucaju proboja gornjih mosfeta imas pun napon motora.
- definitivno moras imati topljivi osigurac, zbog moguceg pozara u slucaju kratkog spoja
- kontrolu ispraznjenosti aku baterija, sa rucnim "override", tako da mozes svesno zrtvovati deo kapaciteta aku., ako ti je ostalo do punjaca koja stotina metara :-)
- uz sve to je lako dodati sklopic za automatsku kontrolu kraja punjenja aku.
- kasnije i ne previs skup Cuk konverter sa apsolutno simetrisanje pojedinacnih aku. i kod punjenja kao i kod praznjenja, veruj mi mnogo jevtinije nego kupiti jedan aku. koji je zbog asimetrije doziveo duboko praznjenje ili cak inverziju polariteta.
- neki manji buck (vec ces se navici na njih) za pravljenje 12VDC za standardnu opremu signalizacije
- takodje uz malo lukavstva (mogucnost otkacinjanja jednog kraja motora), mozes se posluziti izlaznim buckom, koji bi radio kao boost (trebao bi ti i jedan pomocni kalem koji sam mozes namotati, i nesto malo logike u kontrolnom sklopu), i onda bi mogao da se "posluzis" obicnim 12V punjacem kada si daleko od svog punjaca. Jeste da bi punjenje duze trajalo jer ono sto ljudi imaju kod sebe od punjaca najcesce ima struju od 5-6A, ali za nuzdu moze sjajno da "zavrsi posao"
- i konacno jedan mali podmukli prekidacic, na skrovitom mestu, da ti ne "maznu" napravu.

Toliko.

Pozdrav!

@ivan_srbwap

Da bi mogli da planiramo nesto konkretno, treba da do detalja znam sledece stvari:

-Podatke sa plocice motora (u najgorem slucaju snagu, radni napon i nominalni broj obrtaja)
-prenosni odnos koji planiras ka tockovima
-precnik tockova
-pribliznu masu vozila sa vozacem
-vrstu i kolicinu aku baterija

Pozz

Onda dve grupe i sve po preporuci.
Rastavljač sam predvideo da će trebati, kao i još neke nabrojane sitnice.

Podatke napišem sutra kad sve proverim.

Vazi.

Pozdrav!

Motor nije imao na sebi pločicu kada sam ga izvadio iz viljuškara. Verovatno je ranije otpala.
Međutim, motor od hidraulične pumpe je imao pločicu i nazivni napon mu je bio 48V. Posle sam ne e-vozila.com okačio sliku u jednoj temi i pitao za podatke.
Jedan od članova je imao isti takav. Rekao mi je da je bugarske proizvodnje, da je snaga najverovatnije 7,5kW i potvrdio mi je napon. Nisam pitao za br. obrtaja.
Verovatno je nešto standardno oko 2000

Prenosni odnos je usporenje 3,6 puta
Obim točka je oko 170cm (13 inča guma)
Masa sa vozačem i aku. bi trebala da bude 400kg po nekoj gruboj računici.
Biće šest olovnih akumulatora od oko 90Ah.

Macolakg....

Malo sam jos pogledao tvoj prijedlog....

Ivan je naveo da ce to koristiti za drag trke ono da mu nije neophodan smijer mozda verzija zamjenut mjesto u shemi mosfetima i motoru/ili tom rotoru/ onda bi ""bodi" diode u mosfetima stitile iste i ne bi trebala ona brza od 300A.....

---

Možda nekad odem do prodavnice time :)
Više je za zabavu nego za trkanje. A i cena prelaska 100km će biti neka sića.
Možda jednog dana napravim jedan specijalan vetrogenerator, pa kući pravim struju za punjenje. Imam stub, a spremio sam i krilca.
U Hr. ima njih nekoliko koji pune svoje e. bicikle vetrenjačom. Nije to neko čudo tehnologije, niti tako ogromna investicija ako sam radiš.

Naravno da je ujedno i zadovoljstvo kad upornost i marljivost dadnu krajnji rezultat..
Ja se sjecam da sam jos davno kao srednjoskolac sastavio radio fm predajnik sa PLL-om
i organizovali piratski radio ( zakljucak Milicija je znala udarat) odmah su na to pale dvije zenske ono posrecilo mi se....mozda se i tebi posreci jer zene vise padaju na aute nego na elektroniku.......

---

Pretpostavljam da nisi dovoljno pazljivo pogledao citav sled predloga.

Ako se posmatra od pocetka, dato je vise mogucih opcija, i zavrseno sa konacnom gde je "usvojen" sinhroni buck (sa dve grupe mosfeta) gde nema nikakve eksterne diode za rotor, jer donja grupa mosfeta preuzima njenu ulogu (dakako sa znacajno vecom efkasnoscu).

Menjao smer, ili ga ne menjao, buck ostaje isti.
Ma kako povezao rotor i stator (a moguce je na vise nacina svakako), praznjenje induktiviteta se MORA zatvoriti.

Daj nacrtaj sta mislis, pa cemo razmotriti prednosti i nedostatke.

Podsecam da je u pitanju serijski elektromotor na 48VDC, snage 7.5KW, sto znaci da stator i rotor dele zajednicku struju (svakako i cetkice), a posto takvi motori imaju KKD oko 70-77% (usvojicemo 72% npr.) onda sledi:

7500W/48V=156A, 156A/0.72=217A NOMINALNE struje. Inace, serijski motori takve velicine imaju zbirnu otpornost statora i rotora reda nekoliko desetina miliohm, pa im nije nikakav problem "povuci" struje reda kiloampera pri nultoj brzini, ako stvari nisu pod kontrolom.

Potpuno je uobicajeno, i dozvoljeno, pri pokretanju takve motore preopteretiti sa 7 puta vecom strujom od nominalne, u trajanju od 30-tak sekundi. Termicka inercija svih komponenti motora je dovoljna za to, ako se ne radi previse cesto.

A pri impulsnom opterecenju smeju biti optereceni sa 3 puta vecom strujom od nominalne ako opterecenje traje trecinu ciklusa, a trajanje ciklusa je deklarisano za svaki model motora konkretno.

Otpornost takvog motora se ne moze meriti standardnim ohmmetrom (to ce uvek dati pogresne, vece rezultate).
Takvim motorima prelazna otpornost cetkica ka komutatoru postaje realna (najniza) tek pri okretanju rotora, pa se uvek njihova otpornost meri posredno pomocu odnosa struje i napona, i to pri strujama biskim nominalnoj.

Kod njih je stator motan na isti nacin kao u anlaseru (pokretacu), debelom profilisanom lakiranom bakarnom sinom (i to spada u jednu vrstu zice), koja je najverovatnije poprecnog preseka 30-50 mm^2. Otpornost njegovog statora je reda nekoliko miliohm.

A inace, ja sam mislio na ovo (crtez levo, half bridge) kao konacnu verziju (ako mu ne treba promena smera, onda se kontaktori izbacuju iz upotrebe): https://static.elitesecurity.o...s/3/2/3212782/elektromobil.pdf

Pozdrav!

Posto ne znamo dovoljno o tom motoru izmeri mu bar precnik vretena, da mogu izvuci kakav-takav zakljucak o njegovom obrtnom momentu.

Valjalo bi da snagu motora pouzdano saznas, jer ovde (http://www.balkancar.org/index.php/en/services) ima premalo podataka, a pravljeno je bar 5-6 modela sa raznim snagama motora.

Pokusaj da ga vizuelno uporedis sa nekim od ovih: http://kostov-motors.com/tractionmotors/dcseriesmotors/

Nesto ti se ne slaze oko precnika tocka od 13'' i obima od 170cm, ali cu usvojiti da je precnik 13''.

Pozdrav!

@ivan_srbwap

Ako se dublje zavuces u ove modele, neki od njih imaju ovakav pdf, sto moze biti izuzetno korisno:


http://kostov-motors.com/files....5-4.5-23-02-7.5-4.5-23-04.pdf


Pozz

Idem sad da premerim

Edit:
Prečnik osovine je 28mm.
Prečnik rotora oko 180mm (koliko se može videti kroz proreze)

_{[Ovu poruku je menjao ivan_srbwap dana 12.12.2012. u 21:41 GMT+1]}

mode char. S2-60min znaci ovo:

http://www.aseg-antriebstechni...ources/Dokumente/AEG/Liste.pdf

strana 8. (VDE 0530 Teil 1)

Pa prilicno lici na ovo kuciste:
http://kostov-motors.com/tract...dcseriesmotors/framesize248mm/


Tj. na serijski sa ovog pdf:
http://kostov-motors.com/files....5-4.5-23-02-7.5-4.5-23-04.pdf

Nesto ne radi prethodni link, pa uzmi ovaj:

http://kostov-motors.com/files....5-4.5-23-02-7.5-4.5-23-04.pdf

Ali lako moze biti i ovaj od 6KW sa 1400RPM.

Nesto nije dobar ovaj gore link ...

---

Upravo sam i ja pronašao taj model. Liči veoma