0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электромобиль своими руками асинхронного двигателя

Как сделать электромобиль своими руками » общая и электрическая схема электромобиля.

Давайте посмотрим и разберём общую электрическую схему электрического автомобиля. После чего у Вас появятся обобщённые представления, что к чему и куда именно двигаться в этом плане. Итак, электрика электромобиля состоит из нескольких принципиально важных частей. Это — электропитающий элемент (аккумуляторная батарея), электрический двигатель постоянного тока, блок управления работой двигателя (контроллер), потенциометр (реостат, реагирующий на нажатие педали газа и тормоза). Каждая из этих частей имеет важное принципиальное значение. Каждая часть должна быть правильно подобрана и должным образом настроена. От этого зависит работа электромобиля в целом. Это даст возможность ответить на вопрос — как сделать электромобиль правильно.

Поскольку общая мощность электрической системы (в первую очередь электродвигателя) для электромобиля лежит в пределах 5-10кВт, а то и больше, то будем исходить из этих данных. Электромотор выбираем под эту мощность. От напряжения питания мотора зависит конкретная схема контроллера и количество аккумуляторных батарей (тип соединения их между собой). Учтите, что не следует идти по принципу — чем больше мощности электродвигатель поставляю, тем лучше и сильнее будет автомобиль. Появятся дополнительные проблемы с аккумуляторами. Выберите оптимальный вариант, опираясь на имеющуюся массу машины, необходимых технических характеристик, скорости, дальность езды на одном цикле заряда и т.д.

Как сделать электромобиль своими руками в плане механики, это уже дело творчества и электромеханических навыком мастера. А мы разберём наиболее сложные элементы в этой системе с точки зрения электрики. И этой частью есть контроллер. Почему? Да потому, что именно от него зависят тонкости работы всего электромобиля. Контроллер представляет собой электрическую (электронную) схему, основная задача которой заключается в управлением частоты вращение электродвигателя. Если напрямую подключить аккумулятор к электродвигателю, то мы получим максимальные его обороты без возможности управлять скоростью движения. Это не правильно и нехорошо. Если управление производит обычным мощным переменным резистором, то в этом случае «срезаемая» электроэнергия будет попросту теряться на тепло. Экономией здесь не пахнет.


Как же сделать электромобиль своими руками всё таки? Наиболее приемлемый вариант управления скоростью электромобиля является специальная схема контроллера. Схема состоит из маломощного переменного сопротивления, непосредственной схемы задания частоты вращения (импульсная схема) и силовой части, которая и подаёт на электродвигатель нужное количество электроэнергии. Силовая часть может быт состоять из мощных тиристоров, симисторов, биполярных или полевых транзисторов. Важно то, что всё схема контроллера должна правильно реагировать на измерения переменного сопротивления и плавно выдавать ту необходимую порцию энергии, которая будет подаваться на электрический тяговый двигатель электромобиля.

В этой статье, как вы видите, приведены две электрические принципиальные схемы контроллеров. Общий принцип действия у них похожий. Различие лишь в том, что одна собрана по более упрощённой схеме и на одно напряжение питания, а вторая более сложнее и имеет в своём составе иные электронные элементы. Если нет желания самому возиться и изобретать схемы, то можно приобрести уже готовый преобразователь, не мороча себе голову с самоделками.

Схемы управления электромобилем или электромобиль своими руками

Все чаще мировые автопроизводители обращают свое внимание на автомобили с электрическим приводом. Если раньше это были лишь небольшие городские авто, то сейчас на электрическом приводе строятся настоящие суперкары с несколькими сотнями «электрических» лошадиных сил под капотом. В статье рассмотрим основные принципы управления и устройства электромобиля.

Основой для всех электромобилей служат аккумуляторные батареи (батареи устанавливаются даже в машинах с гибридным приводом) и электрический двигатель. Естественно, что для управления современными электронными системами необходим микроконтроллер, который в зависимости от сигналов задания и управления регулирует скорость вращения электродвигателя. Для задания скорости автомобиля с электрическим приводом, в простейшем случае применяется потенциометр.

К электрической части машины также предъявляются определенные требования. Во-первых, это мощность и количество приводных электродвигателей. Здесь возможно несколько вариантов реализации. Самая простая схема – один электродвигатель мощностью в 5…10 кВт. Самый сложный вариант – по одному электродвигатели на каждое колесо. Подобная конструкция уже давно применяется на самосвалах большой грузоподъемности. Во-вторых, исходя из применяемого количества электродвигателей и с учетом потребляемой ими мощности, необходимо выбрать количество аккумуляторных батарей. При этом стоит учитывать, что чем больше батарей будет установлено в автомобиль, тем тяжелее он окажется, что отрицательно скажется на динамике и дальности езды автомобиля. При чересчур малом заряде аккумуляторов дальность поездок также будет ограничена.

Некоторые умельцы переделывают уже серийные авто с двигателем внутреннего сгорания и устанавливают в них электродвигатели. Сделать электромобиль своими руками, пусть и не с самыми выдающимися характеристиками, под силу каждому. Сейчас же попробуем разобрать, наверное, самую сложную часть электромобиля — систему управления на микроконтроллере.

Возможность управления электромобилем – основная задача, которую обеспечивает микроконтроллер. Если электродвигатель напрямую подключить к электродвигателю, то он будет вращаться практически на максимальных оборотах (скорость вращения определяется нагрузкой). Вариант с реостатным управлением электромобилем (аналогичная технология применяется в городском электрифицированном транспорте старых образцов) рассматривать не будем, так как потери в этом случае слишком велики.

Читать еще:  Hummer h2 тюнинг двигателя

Лучшим вариантом для управления скоростью вращения электромобиля, сделанного своими руками, будет управление с помощью изменения напряжения питания электродвигателя. Для этого необходимо собрать достаточно простую схему на базе микроконтроллера.

Помимо микроконтроллера схема содержит импульсный генератор для задания частоты вращения, переменный резистор и силовую часть (формирует напряжение на электродвигателе).

Выше приведены две принципиальные схемы системы управления электромобилем. Принципы действия этих схем похожи, однако построены они на различной элементной базе. Если нет желания изготавливать схему самостоятельно, то возможно купить уже готовый преобразователь.

Читать еще:  Антигравитационный двигатель леонова что это такое

Выбирая обычный двигатель, необходимо придерживаться следующих показателей:

  • тип;
  • рабочее напряжение;
  • ток потребления;
  • мощность;
  • тип возбуждения;
  • вес;
  • размеры;
  • крутящий момент;
  • номинальное количество оборотов.

Описание силового узла электромобиля

Комплект собирается из источника постоянной электроэнергии, регулятора потребления, трансмиссионного механизма и электродвигателя.

Для получения энергии специалисты рекомендуют следующие варианты:

Блок аккумуляторных батарей. Составляющие должны быть одинаковыми и соответствовать обозначенному режиму работы, температурным условиям, размерам и весу.

Ионисторы. Их еще называют суперконденсаторами. Технические требования аналогичные тем, которые выставляются аккумуляторным батареям.

Генераторы. Предлагается несколько типов генерирующих электроэнергию устройств. В отличие от других источников энергии, они преобразовывают механическую силу в электрическую. На практике применяются топливные (бензин, дизель, газ), тепловые, молекулярные генераторы и ряд других, менее популярных из-за сложности и недоступности.

Регуляторы энергопотребления. Оборудование оказывает преобразовывающее влияние на силу тока и напряжение. Необходимые параметры определяются потребностями электромотора и сопутствующих приборов.

Электродвигатели. Из-за разнообразия агрегатов технические характеристики крайне индивидуальны. Рекомендуется выбирать моторы, технические показатели которых в пределах не слишком превышают запланированные параметры. Транспортное средство весом до тонны с КПП-механика можно оборудовать электродвигателем мощностью 7-8 кВт. Для такого же автомобиля, но без коробки передач, мощность электромотора должна превышать 12 кВт.

Типы электровозбуждения в используемых электродвигателях:

  • параллельное;
  • последовательное;
  • смешанное.

Также двигатели бывают бесщеточными безколлекторными, ассинхронными, включая с векторным управлением.

Аккумулятор

При выборе аккумулятора лучше остановить свое внимание на энергоносители с литием.

Они могут использоваться без подзарядки в течение 5 часов беспрерывного движения на максимальной скорости в 80 км/ч.

Общий срок службы таких аккумуляторов в среднем достигает 5 лет. Литиевые энергоносители – это недешевый вариант.

Как менее дорогостоящую альтернативу можно выбрать свинцовые аккумуляторы. Такие энергоносители имеют меньший срок эксплуатации (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже спустя час интенсивного движения.

Для того чтобы аккумуляторы не изнашивались так быстро, необходимо правильно подбирать их в соответствующем объеме.

Небольшие по размеру энергоносители выходят из строя раньше, так как они сильно изнашиваются, полностью разряжаясь в процессе движения. Поэтому лучше приобрести один большой аккумулятор с увеличенным ресурсом.

Механическая трансмиссия электромобиля

Выбор небольшой: с КПП, либо трансмиссия без КПП. Первый вариант имеет одно неудобство, связанное с управлением автомобиля. Но преимуществом является то, что КПП облегчает момент начала движения, особенно в нестандартных условиях – на подъемах, по бездорожью, в снегу. Также электромобилям с КПП достаточно привода от маломощного двигателя.

Проблемы, которые возникают при установке мощного двигательного электроагрегата на автомобиль с трансмиссией без КПП, связаны с необходимостью управления крутящим моментом. Не следует путать с оборотами.

Процесс регулирования обеспечивают:

  • безколлекторные двигатели (частично);
  • асинхронные с векторным управлением (полностью).

Возможность использования электродвигателей других типов рассматривается, если автомобиль нетяжелый.

Регулятор мощности

Очень важная деталь в электромобиле — это регулятор мощности, необходимый для регулировки тяги электродвигателя.

Самыми надежными считаются регуляторы американского производства. Ввиду ограниченности финансов можно приобрести его китайский аналог.

Регуляторы выбирают в зависимости от мощности силы тока. Для каждодневных поездок подойдет стандартный регулятор на 150 вольт.

Также в электромобиль на место снятого генератора нужно вмонтировать преобразователь, выполняющий аналогичные функции.

Порядок переоборудования электромобиля

Перед монтажом электродвигателя, с автомобиля снимается мотор и все агрегаты, которые с ним связаны: бензобак, радиатор, труба выхлопная и сопутствующие мелочи. Из старых систем пригодятся тормозная, трансмиссионная, ходовая и электрическая. КПП необходимо доработать. Если на руле был гидроусилитель, его можно снять, так как при одном ведущем вале усиление не важно.

Помимо электромотора, аккумуляторов, трансмиссии, в электромобиле, собранном своими руками, предусмотрен ряд узлов, необходимость в которых обязательна или желательна.

В перечень обязательно необходимых деталей входит контроллер электропитанием, управляющий двигателем. Устройство распространенное, его можно купить на рынке у самодельщиков, либо фабричные китайского происхождения. Можно приобрести брендовый блок, снятый с иномарки на разборке.

Что имеем

На сегодняшний день наиболее популярным из существующих электродвигателей для электромобилей остается асинхронный двигатель, созданный ещё в XIX веке. Его конструкция оказалась гениально простой и настолько удачной, что все дальнейшие преобразования не касались принципа действия, затрагивая лишь технологию изготовления тех или иных деталей. Например, модифицироваться могли подшипники, на которых крепился вал двигателя, менялась форма обмоток ротора и статора, однако принцип работы асинхронного двигателя оставался прежним.

К преимуществам двигателей такого типа относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

Если говорить о недостатках асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то их несколько. При включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального. В основном этот недостаток как и проблема регулировки оборотов, преодолевается применением частотного преобразователя, позволяющего плавно повышать обороты, и таким образом обеспечить достаточно высокий пусковой момент. Это достигается тем, что скорость вращения такого электродвигателя зависит от частоты переменного тока, т. е. изменив частоту тока, можно изменить скорость вращения ведущих колёс, что позволяет легко контролировать скорость электромобиля.

Читать еще:  Kia mohave тюнинг двигателя

Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность данной электрической системы в целом.

Сам электродвигатель — это достаточно совершенное устройство, но, поскольку стремительное развитие отрасли экоавтомобилей только входит в начальную стадию, кардинального изменения принципа работы, улучшение показателей (удельной мощности и экономичности) и его устройства можно ожидать уже в ближайшее время.

Традиционно электродвигатели для автомобилей должны отвечать следующим требованиям:

  • иметь безопасное и удобное для эксплуатации устройство;
  • обладать высокой удельной мощностью и экономичностью;
  • обладать высокой надежностью и безопасностью при длительной эксплуатации;
  • иметь компактные габариты;
  • работать в широком диапазоне частот вращения с высокими показателями, что позволит электромобилю обходиться без коробки передач.

Минчанин построил в гараже настоящий электромобиль

24 октября 2017 9:34

Как оказалось, чтобы самостоятельно сделать электромобиль, не нужно быть ученым. Достаточно иметь желание и правильные руки. 28-летний минчанин Сергей Русаков работает автоэлектриком и давно увлекается экологичным транспортом.

Все началось с того, что в 2010 году Сергей решил своими руками построить электрический трайк - трехколесный мотоцикл. Раму сварил из металлических карнизов для штор, колеса и подвеска от мотоцикла, электрику заказывал в Китае - и трайк поехал, да еще как - разгонялся до 70 км/час.

А два года назад Сергей решил развить свою идею и построить самый настоящий электромобиль. Для начала за $650 Сергей Русаков купил старенький трехдверный Citroen AX.

- Нужен был максимально дешевый и легкий автомобиль, - объясняет Сергей. - В результате, после того как я снял двигатель, машина весила всего 650 килограммов.

За 270 долларов в украинском Ковеле Сергей купил электродвигатель от болгарского погрузчика. Самая важная делать любого электромобиля - это батарея. Ее Сергей спаял из небольших литий-ионных пакетных батарей - всего 240 штук. Цена каждой батареи - $10, а это значит, что всего на блок батарей Сергей потратил $2400. Все батареи были соединены и уложены в фанерный ящик, который позже Сергей установил за задним бампером автомобиля. Плюс использовался самодельный электрический контроллер, который обошелся почти в $400.

В результате электромобиль впервые тронулся с места этой весной. И уже через месяц проехал первую тысячу километров.

- В основном я ездил по маршруту дом-работа-дом, - говорит Сергей. - Автомобиль разгоняется до 100 км/ч.

24 июня Сергей на своем электромобиле принял участие в автомобильном фестивале в Сморгони, а потом - в слете белорусских любителей автомобилей Tesla.

- Основная реакция людей такая: «Как, это электромобиль?! Да не может быть!», - рассказал «Комсомолке» Сергей. - Всего я на постройку электромобиля потратил $3000. Заряжать машину можно везде, где есть обычная розетка на 220 вольт. Чем мощнее пробки - тем быстрее машина заряжается. Если линия на 7 ампер - машина заряжается за 6 часов. Если на 22 ампера - за 2 часа. А от трехфазной розетки на 32 ампера - за 1 час 20 минут.

По словам Сергея, мощности двигателя вполне хватает - электромобиль на старте обгоняет большинство автомобилей объемом до двух литров.

- Реакция на педаль газа моментальная, - рассказал «Комсомолке» Сергей.

ТТХ электромобиля Citroen AX Electrique:

Максимальная скорость: 115 км/ч.

Максимальный пробег на одном заряде: 130 км.

Время зарядки: от 1 часа 20 минут до 6 часов (в зависимости от мощности розетки).

Двигатель: 3,6 кВт (4,89 л. с.), масса - 76 кг.

Батарея: 240 литий-ионных пакетных ячеек. 164 вольта, 85 А/ч, 12,2 кВт/ч (доступно 9 кВт/ч).

Цена постройки электромобиля: $3000.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Белорусские инженеры предложили строить электрические тракторы-дроны без водителей. Но Министерство промышленности пока идею в реализацию не берет.

Корреспондент «Комсомолки» на три дня отказался от своей бензиновой машины и пересел на электромобиль. Что из этого получилось, читайте в материале Почему в Беларуси не хотят заряжать электромобили?

В гараже на окраине Гродно школьники построили самодельный электромобиль. Как только не называли этот агрегат в интернете: гипсовой кибиткой, нашим ответом ё-мобилю и даже Ў-мобилем. Но едва стало понятно, что самоделка реально ездит, корреспондент «Комсомолки» отправился на тест-драйв.

Читайте также

Возрастная категория сайта 18 +

Владелец сайта www.kp.by - Закрытое акционерное общество "БелКП-ПРЕСС"; (юридическое лицо, на которое возложены функции редакции газеты «Комсомольская правда» в Белоруссии»). УНП 100742707

Комментарии читателей сайта размещаются после предварительной модерации. Редакция оставляет за собой право не размещать комментарий или отредактировать его, если в нем содержится информация, размещение которой запрещено либо ограничено согласно законодательству либо если указанный комментарий нарушает права и (или) законные интересы третьих лиц.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector