Как выбрать контроллер для электровелосипеда, какие контроллеры бывают и в чём их разница?
Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте разберёмся, зачем вообще нужен контроллер.
- Для чего электровелосипеду контроллер
- Контроллер для электровелосипеда и электроскутера
- Выполняемые функции
- Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера
- Схема подключения
- Разновидности контроллеров управления
- Как выбрать контроллер для электровелосипеда?
- О совместимости
- Программируемые модели и их задачи
- Расширение функционала
- О цене
- Контроллер для электровелосипеда 36/48 В 18 А 350 Вт
- Основные характеристики контроллера
- Назначение проводов
- Обучение контроллера
- Что интересного внутри контроллера
- Все функции контроллера
- Принципиальная схема контроллера электровелосипеда 350 Вт
- 🎦 Видео
Видео:Контроллер мотор колеса для Электровелосипеда (350W, 48/36V 18A)Скачать
Для чего электровелосипеду контроллер
Наверняка почти каждый любознательный представитель мужской половины человечества в детстве имел дело с моторчиками, установленными в детских игрушках, например, электрических машинках или лодках.
Эти моторчики представляли собой двигатели постоянного тока. Для вращения к ним достаточно было подключить батарейку, и направление вращения менялось в зависимости от полярности подключения.
В том случае обмотки ротора (вращающейся части электродвигателя) подключаются к источнику питания по очереди через пару графитовых щёток, таким образом ротор приводится во вращение.
В электровелосипедах же используются бесщёточные моторы, а точнее трёхфазные асинхронные двигатели, которым недостаточно просто подать напряжение питания от батареи. На первый взгляд кажется, что всё только усложнилось, но дело вот в чём.
Во-первых, двигатели постоянного тока имеют узел, который требует обслуживания и периодического ремонта — это как раз те самые щётки и коллектор, по которому они скользят.
Во-вторых, КПД этих двигателей ниже, а вес больше. В третьих, они имеют ограниченный диапазон скоростей вращения. Всех этих недостатков трёхфазные асинхронные двигатели лишены.
Но последним требуется контроллер — устройство, обеспечивающее коммутацию обмоток строго по определённому алгоритму.
В зависимости от типа двигателя (с датчиками положения ротора или без) от контроллера к двигателю идёт либо только три силовых провода, либо к ним добавляются 5 или 6 тонких проводов.
Силовые провода — это те, которые непосредственно подключены к обмоткам двигателя. А тонкие (слаботочные) провода — это провода питания и сигналов с датчиков положения.
На фото силовые провода (синий, зелёный и жёлтый) спрятаны в стеклоармированных трубках, а слаботочные видны: синий, зелёный и жёлтый — это сигналы с датчиков положения, красный и чёрный — это питание датчиков, а белый — с датчика температуры, который спрятан под платой ближе к обмоткам.
Видео:Ремонт контроллера мотор колесаСкачать
Контроллер для электровелосипеда и электроскутера
Контроллер управления для бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC, PMSM) – это важное звено в системе электрокомпонентов. Без контроллера электродвигатель не сможет даже запуститься, не говоря о его полноценной работе. Аккумуляторная батарея имеет 2 полюса – положительный и отрицательный, а мотор-колесо – 3 фазных провода. Поэтому подключить аккумулятор и двигатель напрямую невозможно. Для этого используется дополнительное звено – контроллер управления.
Видео:КАК ПРОВЕРИТЬ КОНТРОЛЛЕР / КАК ПРОВЕРИТЬ МОТОР-КОЛЕСО / МЕНЯЕМ МОСФЕТЫ / ЭЛЕКТРОСАМОКАТСкачать
Выполняемые функции
Именно контроллер формирует в обмотке статора мотор-колеса вращающееся магнитное поле и получает ответные сигналы о позиции ротора. Сигналы поступают от датчиков Холла, а при управлении моторами без датчиков позиция роторов определяется по противо-ЭДС.
К тому же, контроллер управляет электродвигателем:
- позволяет менять скорость движения – при смене положения ручки газа меняется число импульсов напряжения, подаваемых за секунду на обмотки, и вращение колеса ускоряется или замедляется;
- обеспечивает рекуперацию энергии при торможении двигателем.
Контроллер выступает в роли понижающего преобразователя, поэтому проходящий по обмоткам мотора фазный ток может быть гораздо выше батарейного тока, поступающего от АКБ к контроллеру. Именно от него зависит мощность, поступающая на двигатель. Например, при использовании мотор-колеса номинальной мощностью 1000 Вт можно кратковременно получать значения до 2000–2500 Вт. Главное – использовать подходящий контроллер и постоянно контролировать температуру, чтобы не допустить перегрева двигателя.
Читайте также: Четырех тактный лодочный мотор сузуки
Видео:Запуск мотор колеса на одной фазе 1го транзистораСкачать
Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера
Контроллер для электрического велосипеда или скутера имеет алюминиевый корпус, из которого выходят разноцветные провода с разъемами для подключения разных устройств. Внутри скрыты:
- главный узел – микроконтроллер;
- силовые компоненты – шунты для измерения тока, конденсаторы, транзисторы;
- понижающие преобразователи на 12 В и 5 В – обеспечивающие питание микроконтроллера и периферических устройств (датчиков положения, рычага газа).
Видео:Ремонт и устройство контроллера для мотор-колесаСкачать
Схема подключения
Контроллер для электроскутера, е-байка или электросамоката подключается в соответствии с прилагаемой к нему схемой. Главное – не спешить и внимательно разобраться с назначением проводов. Лучше всего покупать контроллер в комплекте с мотор-колесом, тогда их разъемы будут гарантированно совместимыми.
Общий принцип подключения выглядит так:
- Толстые провода черного и красного цвета – с соблюдением полярности подводятся к аккумуляторной батарее. При этом может появиться «искра», и даже возможно подгорание разъемов. Это нормально – так заряжаются конденсаторы на входе контроллера. Чтобы исключить искрение, достаточно ненадолго соединить контроллер и АКБ через резистор с сопротивлением в десятки Ом или воспользоваться лампочкой. Когда конденсаторы зарядятся, контроллер можно спокойно соединить с АКБ без посредников.
- Тройка толстых проводов разных цветов – обеспечивают подключение к фазным проводам 3-фазного электромотора.
- Связка из 5 тоненьких разноцветных проводов – идет к проводкам мотор-колеса, обеспечивают питание и передачу сигналов от датчиков положения.
- Отдельный красный проводок – «зажигание». При его замыкании на «плюс» АКБ происходит включение контроллера.
- Тройка тонких проводов (обычно – черный, красный и зеленый) – для подключения ручки газа.
Видео:Ремонт контроллера электровелосипедаСкачать
Разновидности контроллеров управления
По принципу взаимодействия с электромотором
Для использования с датчиками Холла
Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.
Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.
Могут работать и с датчиками положения, и без них.
По виду выходного сигнала
Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр)
Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.
Создающие чистые синусоидальные сигналы.
Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.
Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра.
По принципу реагирования на сигналы ручки газа
Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.
Видео:Ремонт КТ контроллера электрвелосипеда - KT48ZWSPMT замена сгоревших транзисторов.Скачать
Как выбрать контроллер для электровелосипеда?
При выборе контроллера для электровелосипеда или другого транспорта на электротяге нужно оценить рабочие характеристики устройства. Ключевые параметры обычно указаны в маркировке. По ней можно узнать:
- рабочее напряжение батареи и мощность мотора (номинал), для применения с которыми предназначено устройство;
- предельный ток АКБ;
- минимум напряжения АКБ, когда происходит отключение контроллера;
- подходящее расположение датчиков Холла в электромоторе – в электрических градусах по отношению друг к другу.
Для расчета предельной мощности контроллера находим произведение допустимых величин напряжения и силы тока. Диапазон мощности у таких приборов широкий. Для велосипедов на электротяге обычно используются модели с номиналом мощности от 350 до 2000 Вт. Для электрических скутеров – от 1000 до 4000 Вт. Для электромотоциклов – от 5000 до 10 000 Вт. Для электромобилей – от 10 000 до 50 000 Вт и более.
Читайте также: Как снять винт с лодочного мотора сузуки
Видео:Сгорел контроллер электровелика. Почему? Это надо знать!!! (контроллер для щёточного мотора)Скачать
О совместимости
Контроллер, рассчитанный на использование с батареей напряжением 36 В, не стоит подключать к АКБ большего вольтажа. Вначале необходимо вскрыть контроллер и проверить, рассчитаны ли на увеличенное напряжение его компоненты, включая транзисторы и конденсаторы. Возможно, понадобится заменить и резистор в делителе напряжения. Но в продаже встречаются универсальные контроллеры с большим разбросом допустимых входных напряжений, к примеру, от 48 до 72 В или от 24 до 100 В.
Видео:Подробно о контроллере электро велосипеда.Скачать
Программируемые модели и их задачи
Программируемые контроллеры соединяются по Bluetooth со смартфоном и позволяют настраивать рабочие характеристики – от значений аккумуляторного и фазного токов до углов фазного опережения.
При выборе управляющих контроллеров учитывается и наличие второстепенных функций:
- круиз-контроля;
- обратного хода;
- возможности выбора скоростного режима или мощности;
- рекуперации энергии при торможении;
- отдельного выхода для электропитания фары и габаритных огней.
Видео:Свой контроллер для мотор-колесаСкачать
Расширение функционала
Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.
Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.
Видео:Как определить неисправность транзистора в контроллере bldc двигателяСкачать
О цене
Контроллеры можно купить в разных категориях:
- Дешевые модели, предназначенные для внутреннего китайского рынка. Они не имеют расширенного функционала и просто позволяют ехать. Как правило, бывают 2-режимные, могут работать совместно с датчиками Холла и без них.
- Китайские модели, ориентированные на экспорт. Позволяют подключать дисплеи и обеспечивать беспроводное управление по Bluetooth.
- Устройства производства Германии и США – самые дорогие.
Видео:КАК ЗАПУСТИТЬ МОТОР HDD без Контроллеров и ТранзисторовСкачать
Контроллер для электровелосипеда 36/48 В 18 А 350 Вт
Пожалуй самый простой бюджетный контроллер для электровелосипеда мощностью 350 Вт с моторколесом (BLDC двигателем). Средняя цена около 700 руб. с доставкой из Китая. Несмотря на дешевизну он вполне надёжный и функциональный.
Доставка из Китая (около месяца)
Видео:Как проверить полевой транзистор электросамокатаСкачать
Основные характеристики контроллера
- Питание от батарей с номинальным напряжением 36В, 48В
- Возможна работа моторколеса как с датчиками Холла, так и без них
- Автоматическое определение фазового угла датчиков Холла 60/120 градусов
- Номинальная мощность 350 Вт
- Максимальный ток 16-18A
- 6 FET транзисторов
- Размеры 10.3x7x3.5 см
Назначение проводов
Контроллер работает с ручками и курками газа на датчике Холла. Здесь собраны некоторые из них.
Видео:Как подобрать контроллер для мотор колеса | Как понять мощность контроллераСкачать
Обучение контроллера
Для того, чтобы контроллер понимал, в какую сторону вращать мотор, определить угол датчиков холла, необходимо произвести обучение. Обучение нужно провести только при первом включении системы, в дальнейшем вся нужная информация будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера. В процессе обучения также контроллер понимает на какое напряжение установлена батарея – 36 или 48 В. Эту информацию он использует, чтобы отключить питание системы, когда она окажется разряжена. Функция защиты от переразряда присутствует и в BMS литиевой батареи, так что защита получается двойная и что-то из них сделает это первым.
Читайте также: Мотор колесо для велосипеда 5000w
При обучении необязательно, чтобы батарея была заряжена полностью. Ему достаточно любого значения из диапазона возможного напряжения. У батарей номиналом 36 В этот диапазон 30…42 В, у батарей 48 В – 39…54,6 В. Так как напряжение 48-ми вольтовой батареи при низком заряде залазит в область напряжений батареи 36-ти вольт, нужно её подзарядить перед обучением хотя-бы до 43 вольт.
Обучение проводится очень просто:
- Нужно вывесить колесо, чтобы оно могло свободно вращаться
- Соединить два провода обучения
- Подключить батарею
- Включить “зажигание” (красный тонкий провод на + батареи)
- Если колесо вращается в верном направлении – выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено
- Если колесо вращается не в ту сторону, размыкаем провода обучения и соединяем снова, направление вращения изменится, выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено
Видео:как сделать контроллер бесколлекторного двигателя, mosfet, IRFz 44nСкачать
Что интересного внутри контроллера
Если вскрыть контроллер можно увидеть не совсем опрятную плату, по крайней мере у меня произошло так. Плату проверить всё же желательно, я обнаружил неотмытые капельки припоя, которых по хорошему там быть не должно. Также стоит обратить внимание на наличие термопасты на радиаторе с мосфетами. Электролитические конденсаторы по питанию установлены на 63 В. Мосфеты P65NF06 с предельно допустимым напряжением сток-исток (Uds): 60 В. То есть контроллер можно запитывать от батарей с немного более высоким напряжением, чем привычных, 48 В (54,6 мах). Это литий-ионная батарея 14S или литий-железо-фосфатная 16S. Напряжения этих полностью заряженных батарей 58,8 В и 58,4 В соответственно. Максимальная скорость в этом случае будет чуть больше.
Все функции контроллера
Кроме того на плате есть точки дополнительных функций, которые не выведены в общем пучке проводов. Функция срабатывает при подключении точки к общему проводу (GND). (Любой черный провод на плате это общий или GND).
Точки подписаны следующим образом:
BH | тормоз высокий (срабатывает при подключении на +5 В) |
BL | тормоз низкий (срабатывает при подключении на GND) |
DD | реверс (задний ход, если позволяет мотор) |
HI | понижение скорости |
LO | повышение скорости |
XH | круиз контроль (поддержка заданной скорости) |
TS | сигнал ручки газа |
XX | обучение (для входа в режим нужно соединить две точки) |
EBS | торможение двигателем (активируется по сигналу с датчика тормоза) |
а3 | противоугонка, режим паркинг (при подключенной батарее контроллер тормозит двигатель и не даёт укатить аппарат) |
Возможно кому-то эти функции пригодятся для своих проектов.
Принципиальная схема контроллера электровелосипеда 350 Вт
По этой схеме собран не только этот контроллер, но и некоторые другие контроллеры для электровелосипеда мощностью до 350 Вт.
R16 (шунт) на схеме это и есть тот шунт, который можно немного залудить для увеличения мощности велосипеда. Я этим тоже занимался и вот к чему это привело. Контроллер при этом не пострадал, но моторколесо пришлось ремонтировать.
Смотрите также как своими руками прошить плату (контроллер) от гироскутера под управление с ручки или педалей газа. На основе такой платы можно построить электросамокат, электровелосипед, трайк, детский электромобиль с приводом на одно или два колеса.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
- Правообладателям
- Политика конфиденциальности
🎦 Видео
Повышение напряжения контроллера велосипеда. Форсирование по напряжениюСкачать
Контроллеры для электро велосипеда | Какой контроллер выбрать для электро велосипеда.Скачать
мощный контроллер за очень дёшевоСкачать
Контроллер мотор-колеса. Стоп-сигнал, поворотники и USB-порт на электровелосипеде. Что, куда и как?Скачать
На что способен самый дешевый контроллер. На 6 Fet.Скачать