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

Карт с электродвигателем 48в/500 вт своими руками

Самодельный карт на электродвигателе

Карт на электротяге: пошаговый подробный фото отчёт о постройке самодельного карта (Go Kart) с электродвигателем, а также видео испытаний электрокарта.

Как известно карт — самый простой спортивный автомобиль, обычно такие авто оснащаются бензиновыми двигателями, но автор решил собрать карт на электродвигателе, что из этого получилось можно узнать из этих фото пошаговой постройки карта.

В качестве донора автор приобрёл б/у карт с уже неработающим двигателем.

Далее авто был разобран.

Раму пришлось немного удлинить.

Рама в разобранном состоянии.

Процесс покраски рамы карта.

Автор купил на алиэкспресс комплект, состоящий из комплектующих:

Электродвигатель мощностью 1600W на 48V.

Рукоятка управления оборотами двигателя.

Порт зарядки аккумулятора.

Ключ с замком для включения двигателя.

Аккумуляторная батарея на 48V.

На фото показан весь комплект.

Схема подключения всех комплектующих электрокарта.

Ручку «газа» пришлось переделать под педаль.

На 3D принтере напечатали пластиковую педаль.

Рукоятку вмонтировали в педаль.

Далее идёт сборка всех комплектующих карта.

На заднюю ось установлены дисковые тормоза.

Крутящий момент передается цепной передачей, на ведущей звёздочке 12 зубьев, на ведомой — 61 зуб.

Самодельный карт развивает максимальную скорость до 50 км/ч, чего вполне достаточно для покатушек.

Рекомендую посмотреть видео автора самоделки, где показан процесс сборки карта и его испытания.

Карт с электродвигателем 48В/500 Вт своими руками

Привет любителям помастерить, предлагаю к рассмотрению карт с электрическим двигателем, который вы сможете сделать своими руками. Мощность двигателя составляет 500 Ватт, а питается он от напряжения 48В. Хоть мощность мотора и не слишком большая для такого карта, он легко тянет автора проекта, а также его детей на борту. Двигатель тут бесщеточный, заказать такой можно из Китая.

Многие запчасти автор уже использовал готовые, это и оси, и цепная передача, и тормозная система, а также прочие детали для картов. Заказать их также можно из Китая, так они обойдутся дешевле всего. А если на такой карт поставить двигатель на 1 кВт, то он будет летать вполне неслабо. Имея все составляющие, самоделка собирается довольно просто, если проект вас заинтересовал, предлагаю изучить его более детально.

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— бесщеточный двигатель 48В/500 Вт ;
— контроллер для двигателя (обычно в комплекте);
— тормозная система (у автора дисковая, гидравлическая на задней оси);
— цепная передача;
— ось, колеса, поворотные шарниры, амортизаторы, рулевые тяги и другие запчасти для карта ;
— аккумулятор (48В/10 Ач);
— зарядное устройство;
— материалы для изготовления сидения (поролон, МДФ, обшивка);
— профильные трубы для рамы;
— листовой металл для днища;
— краска.









Список инструментов:
— сварочный аппарат;
— болгарка;
— торцовочная пила;
— гаечные ключи, отвертки и пр.;
— рулетка, маркер.

Процесс изготовления карта:

Шаг первый. Свариваем основную часть рамы
Первым делом делаем замеры рулевой тяги и в соответствии с ней выбираем нужную ширину рамы. Задняя часть рамы прикреплена шарнирно, тут находится двигатель и цепной привод. В задней части установлено два амортизатора, чтобы езда на карте была более комфортной. Раму автор сварил из профильных труб, для таких целей будет очень полезно иметь торцовочную пилу. К передней части привариваем части шарниров, благодаря которым передние колеса будут поворачиваться.













Шаг третий. Задняя часть
Крепим заднюю часть, в качестве шарниров автор использует дверные петли, привариваем их к раме. Выбранные автором петли на вид не очень крепкие, лучше подыскать что-то более надежное. После этого можно будет установить и амортизаторы.

Задняя часть готова, устанавливаем заднюю ось с колесами, на оси находится диск тормозной системы, а также ведомая звездочка. Вращается ось на подшипниках, их корпуса прикручиваем к раме.

В итоге останется усилить стойки, в которые упираются амортизаторы, а также установить двигатель, укоротив до нужной длины цепь.

Читать еще:  Необычная тарелка своими руками - 5 стильных вариантов

















Шаг шестой. Сборка карта
Собираем карт, устанавливаем двигатель, натягиваем цепь, а также подключаем контроллер для двигателя. Аккумулятор также устанавливается в задней части.

Из органов управления у нас будет электронная педаль управления двигателем, а также переключатель заднего хода. Само собой, нужен еще тормоз, система тормозов у автора гидравлическая, так что заливаем тормозную жидкость и не забываем хорошо прокачать гидравлику, чтобы в системе не было воздуха. В завершении устанавливаем рулевое колесо, после этого карт почти готов, остается сделать сидение. А пока протестировать его в гараже можно, подложив под мягкое место доски в качестве сидения.

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.

Первое что вас шокирует это то, что в этом двигателе не будет железа. Не нужно нарезать пластины статора или ротора на лазерном оборудовании, собирать в пакеты и подгонять всю конструкцию к микронной точности. Это обычно мешает обычным людям создавать самим двигатели. Вы удивитесь насколько проста конструкция и не поверите полученным от нее характеристикам.

Обычно вбивая в поиск на ютубе например «электродвигатель своими руками» вы видите катушку и магнит и это вращается и все знают, что да это работает, но кпд там ничтожный и нормальную тягу создать не может. Но, все ошибаются, на самом деле используя правильно катушку и магнит можно сделать мощный двигатель с высоким кпд.

С чего все начиналось. Когда-то просматривая патенты на двигатели я обратил внимание на двигатель из катушки внутри которой вращался длинный магнитный стержень закрепленный на валу, такая конструкция не приобрела распространение по причине низкого кпд из за слабых магнитов которые были в то время и немного неправильной конструкции. Забегая наперед скажу какой должна быть идеальная конструкция двигателя — магнит сферической формы закрепленный на оси полюсами перпендикулярно оси вокруг него располагается круглая катушка квадратного сечения (через нее проходит ось поэтому можно ее разделить на 2 части и разместить ближе к оси) — все — конструкция готова, остается закрепить все в корпусе и получится двухтактный двигатель. Правда найти такой магнит в продаже мне еще не удавалось но если все начнут делать такие двигатели то скоро появятся.

Сейчас в продаже есть магниты цилиндры диаметрально намагниченные с отверстием по оси, они почти идеально подходят (лучше на сейчас нету), стоят они в общем не дешево но все равно дешевле готовых двигателей раза в 2-5, самые крупные внутри катушки с током (15А 100-200 витков) руками не провернуть уже (за магнит не за ось, а за ось и плоскогубцами не провернуть). Первое опасение мое было когда я запускал такой двигатель на самокате — было, не порвет ли он случайно зубчатый ремень при старте. То-есть понимаете что это уже не те игрушечные двигатели с катушкой и магнитом что вы видите на ютубе.

Теперь о КПД, оказалось все очень просто и предсказуемо, когда магнит цилиндр (сфера) повернут полюсами к виткам катушки то сила магнитного поля действует на магнит по касательной то-есть перпендикулярно к радиусу создавая максимальный вращательный момент а когда он повернут полюсами по оси катушки то момент равен нулю а это означает что в таком положении если подать на катушку ток он весь 100% пойдет в нагрев и кпд вращения = 0%, а когда он повернут полюсами к катушке то кпд максимум и зависит от установившегося тока при определенной нагрузке. Например если в этой точке при напряжении питания 10в установился ток 1А то полное сопротивление (активное + реактивное) = 10 Ом и если при этом сопротивление самой обмотки 1 Ом то кпд в той точке 90% (ну и соответственно если сопротивление обмотки 0,1 Ом то кпд 99%). Вывод — обмотка должна быть с как можно меньшим сопротивлением и запитывать ее нужно в тех точках где кпд максимальный их однозначно нельзя запитывать когда магнит повернут вдоль оси или почти вдоль оси так как это 90-100% потери (нагрев). И в этом можно убедится если собрать простой драйвер на 2х ключах (схема в конце статьи) и подать управление от микросхемы с почти любого куллера с 4мы выводами (контроллер управления куллером с встроенным датчиком холла и 2мя выходами которые обычно подключают напрямую к обмоткам). КПД будет на уровне 55% (максимум 72,2% минус потери на сопротивлении зависит от нагрузки на двигатель). Вы уже наверно поняли как нужно повышать КПД, сокращать угол запитки со 180 град до 90 — 45 — 30 — 15, чем меньше тем кпд ближе к 100% но снижается тяга. Где разумный предел, получается при 180 угле потребляем 100 вт отдаем в нагрузку 50-70 вт, если сократить угол до 90 то потребляем 50 вт а отдаем в нагрузку 37 — 44 — (максимум 89,97% — потери) кпд выше но отдаваемая мощность ниже при том же напряжении питания, 120 град (будет аналогично 3хфазному теоретический максимум 86% — потери на активном сопротивлении). Нужен двигатель с большой равномерной тягой и кпд 95%? Запросто — берете 6 магнитов на одну ось со смещением угла катушек или магнитов по 30град получаем 6ти фазный 12 тактный двигатель (аналог 12 цилиндровому двс) с кпд до 97.2% который также можно перепрограммировать на любой другой угол фазы и жертвуя кпд поднимать тягу еще в 2-3 раза при необходимости.

Читать еще:  Модификация флешки своими руками

Эскиз ниже показывает конструкцию двигателя и размещение датчиков холла (в примере датчики холла разведены от середины катушки на угол 45 градусов что дает 90 градусов угол запитки обмоток, когда полюса магнита находятся максимально близко к виткам катушки)

Мой двигатель однофазный двухтактный с углом запитки 110 град выдал кпд 87% на скорости 13 км/ч с нагрузкой 92 кг по ровной дороге при этом обмотки заклеенные в закрытом деревянном корпусе за час непрерывной езды нагрелись аж до 41 градуса при среднем потреблении двигателя 88 Вт. Две обмотки по 125 витков в параллель проводом диаметром 0,83 мм, магнит 65 диаметром, 30 высота, внутренний 18 мм ссылка. В сумме меди 260 грамм из расчета на 260 Вт. Мой вес 85 кг (самокат 8кг с двигателем и батареей, легче только из карбона), питание 10х 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.

Читать еще:  Делаем романтичный браслет своими руками

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 ( 20.10.2019 Изменена: 04.11.2019 0 6

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector