Схема. Управление трициклом на аккумуляторе

Основные характеристики устройства
Напряжение питания, В ………………………..24
Максимальный ток, А …………………………..100
Скорость движения трицикла, км/ч …………2…18
Дальность пробега от одной зарядки, км ….15

      Первый в мире трехколесный самодвижущийся экипаж придумал Леонардо да Винчи, а построил действующий образец Карл Бенц. Его «Benz Patent Motorvagen» имел три колеса и был зарегистрирован как автомобиль. Легкий вес при небольших габаритах и экономичность — основные достоинства трицикла.
      Последующие разработки трехколесных автомобилей по ходовой части напоминают мотоцикл. Они снабжены электрическим двигателем, питающимся от аккумуляторов, или небольшим бензиновым двигателем. Разработка трициклов в нашей лаборатории позволила создать несколько моделей для обучения вождению школьников.
Схема Управление трициклом на аккумуляторе 1
      Электротрициклы снабжены небольшими аккумуляторами, расположенными, для устойчивости, с двух сторон конструкции. Место для посадки в трицикле одно, но он при необходимости легко возит и пассажира весом 80 кг на задней стойке. В трицикле использован электродвигатель от дверей трамвая (номинальное напряжение — 24 В), которым управляет электронное устройство.

Схема управления трициклом (рис.1) состоит из нескольких блоков:
— генератора тактовой частоты;
— предварительного усилителя мощности;
— ключевого регулятора мощности электродвигателя;
— переключателя направления движения.

      Стабилизация скорости вращения электродвигателя осуществляется за счет цепи отрицательной обратной связи с тягового электродвигателя на вход генератора.
      Генератор тактовых импульсов выполнен на аналоговом интегральном таймере DA1. Микросхема работает в широком диапазоне питающих напряжений с хорошей нагрузочной способностью. Внутренняя структура микросхемы состоит из двух компараторов (по входу 2 и 6), RS-триггера, выходного усилителя для повышения нагрузочной способности и ключевого транзистора с открытым коллектором (вывод 7 DA1).
      Для получения импульсов нужной длительности используется внешняя времязадающая цепь, выполненная из резисторов R1, R2 и конденсатора С1. Меняя скорость заряда этого конденсатора, можно изменять в широких пределах длительность сформированных на выходе импульсов.

      Процесс заряда и разряда конденсатора С1 происходит циклически. Регулятор R2 позволяет изменять скважность импульсов генератора, т.е. отношение периода импульсов к их длительности. Заряд конденсатора С1 происходит по цепи VD1-R1-R2, разряд — через цепь R2-VD2-R3. Частота генератора при этом не меняется, а регулируется только ширина импульсов. Диапазон регулирования скважности зависит от соотношения номиналов резисторов R1 и R2. На выходах 3 и 7 таймера DA1 сигналы имеют противоположные уровни. Когда на выходе 3 DA1 высокий уровень, выход 7 DA1 закрыт, а когда на выходе 3 DA1 низкий уровень, вывод 7 открыт и замкнут на общий провод. С выхода 3 DA1 импульсы положительной полярности через резистор R5 поступают на вход предварительного усилителя на транзисторе VT1. Усиленные по току транзистором VT1 импульсы открывают спаренные (строенные) мощные полевые транзисторы VT2-3. Светодиод HL1 с ограничительным резистором .R7 указывает на наличие импульсов на эмиттере VT1. Ток на электродвигатель М1 поступает с истока VT2-3 через ограничительный резистор R14 и переключатель SA1, обеспечивающий реверс хода. Резистор R11 в цепи затворов полевых транзисторов ограничивает броски тока зарядки внутренней емкости транзисторов.
Схема Управление трициклом на аккумуляторе 2
      Рекуперативное торможение трицикла позволяет при спуске с возвышенности частично возвращать в аккумулятор энергию, затраченную на торможение. При закрытом транзисторе VT2-3 напряжение, возникающее при спуске на двигателе М1, который работает в этот момент в режиме генератора, поступает через мощный диод VD3 в аккумулятор GB1 и подзаряжает его.
      Параллельный стабилизатор DA3 снижает уровень управляющего сигнала в цепи затвора полевых транзисторов, тем самым защищая их от пробоя при пусковых токах в начале движения. Сигнал для открывания параллельного стабилизатора DA3 снимается с резистора R14 в цепи истока транзисторов V2-3.

      Плавность вращения двигателя М1 зависит от положения движка резистора R13. Отрицательная обратная связь через оптопару DA2 на вход управления 5 DA1 позволяет выбирать приемлемые обороты в зависимости от нагрузки на валу двигателя, что позволяет избежать резкого рывка в начале движения трицикла и обеспечивает плавность хода. Мощность на валу двигателя зависит от положения движка резистора R2.
      Ключевые транзисторы VT2-3 защищены от перегрева термодатчиком RK1. Повышение температуры транзисторов приводит к снижению сопротивления терморезистора, что приведет к уменьшению тока в цепи полевых транзисторов и мощности электродвигателя.

      В схеме радиокомпоненты — стандартные. Транзистор VT2-3 составлен из двух или трех транзисторов, соединенных параллельно (мощные полевые транзисторы это допускают). Постоянные резисторы — типа МЛТ и С29. Резистор R14—приборный шунт на ток 50… 100 А (75 мВ). Переключатель направления движения SA1 — самодельный («рубильник»), из медных шин сечением 6…8 мм2, на ток 100 А. Диод VD3 и транзисторы VT2-3 рассчитаны на суммарный ток не менее 50 А и напряжение 100 В. Транзисторы VT2-3 установлены на радиатор площадью 100 мм2, и там же через прокладку закреплен диодный мост VD3. При наладке схемы необходимо проверить напряжения схемы и частоту импульсов.
      На фото (рис.2) на трицикле Александр Вантеев — его конструктор и испытатель. Трицикл используется для обучения вождению детей-инвалидов (13…18 лет) общества ВДОАМ.

Литература
1. Шелестов И.П. Радиолюбителям: полезные схемы. Особенности применения аналоговых интегральных таймеров. — М.: Солон-Пресс, 2003, С.108.
2. С.Косенко. Особенности работы индуктивных элементов в однотактных преобразователях. — Радио, 2005, №7, С.ЗО.
3. М.Дорофеев. Снижение уровня помех от импульсных источников питания. — Радио, 2006, №9, С.38.
4. О.Вальпа. Управляемый регулятор напряжения TL431. — Радиомир, 2004, №8, С.41.

Похожие статьи:
ЗУ для ‘пальчиковых’ аккумуляторов

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *