パルス幅モーター制御を備えた子供用電気自動車。スキーム、説明

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パルス幅モーター制御を備えた子供用電気自動車。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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ペダルカーに乗るのは、幼児にとってとても楽しいことです。しかし、電気自動車を運転することは大きな喜びをもたらします。ペダルカーを電気自動車に変える方法については、提案された記事で説明されています。

公園内の遊園地では、多くのおもちゃ屋で外国製の電気自動車を見ることができます。残念ながら、それらは比較的高価で、速度を調整したり、後進したりすることはできず、方向指示器や音声信号も提供しません。同時に、国内の類似品はありません。

しかし、解決策はあります - ゴメリのトムセルマシュ工場で製造された子供用車「スポーツ」（図1）「車の設計には次のコンポーネントが含まれています：ステアリングコラム1、ヘッドライト2、ヘッドライトボタンスイッチ3、ライト4方向指示器スイッチ 5、ホーンボタン 6、シールド 7、ハンドブレーキ 8、シート 9、車輪 10、チェーンドライブ 11、フレーム 12。 3 歳から 7 歳までのお子様向けに設計されており、最大荷重は 50 kg です。

パルス幅モーター制御を備えた子供用電気自動車

指定されたペダルカーに基づいて電気自動車を設計する場合、最も簡単で手頃な手段で使いやすさと「大人の」自動車との十分な類似性を確保することが課題でした。

電気駆動装置として、前年に生産された Zhiguli 車両の 90 W 冷却ファン電気モーターを使用することが決定されました。同じタイプの最新の 120W モーターで十分です。ミシンの電気駆動からのフットコントローラーも購入しました。内部にはプラスチック製のギアがあり、可変抵抗器のシャフトに取り付けられており、ペダルの動きをギアに伝えるプラスチック製のギアセクターがあります。

次に、車は近代化を受けました。ドライブギアを備えたペダルが取り外され、その固定とチェーンドライブの詳細が取り外され、床のベースが厚さ0,5 mmのブリキから切り出され、車のフレームに溶接され、古い椅子の管状の脚からの制限アークが溶接されていました。ベースに厚さ 0,2 mm のブリキのライニングを溶接しました。すべての漏れはシリコンシーラントで覆われ、表面は研磨され、塗装されます。

リアシャフトとドリブンギヤを溶接した箇所を丁寧に旋盤で削り、その後ギヤを取り外し、代わりにペダルシャフトのギヤを取り付け、横にずらしてシャフトに溶接しました。車の後部の座席の下には、厚さ1 mmの鋼板を曲げたキャリアボックスがあり、その中にバッテリー、ギアボックス付きモーター、チェーンドライブが取り付けられています（図2）。

パルス幅モーター制御を備えた子供用電気自動車

次にシャーシの設計についてです。エンジンの機械的特性は不明であったため（文献で見つけようとしても失敗しました）、ギアボックスの必要な最小ギア比は実験的に決定され、10であることが判明しました。減速機）。

ギヤボックスのベースとして、09年に製造されたギヤ比1971/1のRD-137-Tギヤボックスが元々使用されていました。スチール製の裏蓋にはアキシャルベアリングを配置し、1 本のネジで本体に固定されています。これにより、余分な一対の歯車を除去し、一対だけを残すことができ、歯車比は8/1に低減されました。ギアボックスの出力軸にチェーンギア（従来はリアアクスルに配置されていた）を取り付けることで、追加のギア比1,5/5が得られました。ギアボックスは、長さ 11 mm の銅管のストッパーを介して XNUMX 本の MXNUMX ネジをネジ穴に通し、エンジンのサイドカバーに取り付けられています。

ギア比の増加は、パルス幅 (PW) エンジン制御でスムーズな速度変化を実現する必要があるためです。

エンジンは、1 mm厚のシートで作られたコーナーを利用してキャリアボックスに取り付けられ、結合ネジでエンジンに固定されます。これを行うには、コーナーを固定するのに十分なタイの長さになるように、両方のシルミンエンジンカバーの一部を厚さに研磨する必要がありました。

車の運転中、ペダルのプロトタイプで採用された（そして電気自動車に移植された）一輪駆動方式は、必要なグリップを提供せず、駆動装置の摩耗の増加につながるため、最適ではないことが判明しました。車輪。両方の後輪を車軸にしっかりと固定する必要がありました。これを行うには、車軸の自由端をやすりで回転させて平らにし、駆動輪から取り外したロック付きのXNUMXつのワッシャーのうちのXNUMXつを、以前に自由だった車輪に取り付けました。その結果、後輪は両方とも先行することになった。

XNUMX 回のバッテリー充電による電気自動車の走行時間を長くするには、すべての摩擦ペア (前輪、エンジンローター、ギアボックスの軸) をすべり軸受から転がり軸受に移行することが望ましいです。

電気自動車の電気部品は比較的単純です (図 3)。これには、SA2 スイッチの逆転ユニットを備えた SHI エンジンコントロールユニット、方向指示器リレーユニット、ヘッドライトスイッチングユニット、サウンド信号スイッチングユニットが含まれています。 SHI コントロールユニットの基礎は、K561TL1 マイクロ回路で作られた可変デューティサイクルのパルスを備えたジェネレーターです。このマイクロ回路の選択は、可能な限り広い範囲のパルスデューティサイクル調整を提供する必要性によって決まりました。これにより、0,5 ～ 12 V の出力電圧の実効値を得ることが可能になります。このマイクロ回路の代わりに、十分な数のインバータがあれば、K561LA7、K561LE5、K561LN1 などを取り付けることができますが、抵抗器 R1 の指定抵抗の調整範囲は 5 ～ 12 V に減少しました。

（クリックして拡大）

エンジンは電界効果トランジスタ VT1 のキーを介して制御されます。その代わりに、図に示されているものに加えて、IRFZ46N、KP912A、または並列接続された 921 つの KP2A をオンにすることができます。トランジスタは、厚さ24 mm、面積2 cm4のアルミニウムシートで作られたラジエーターに取り付けられています。電界効果トランジスタがない場合、キーはバイポーラトランジスタ、つまりシリコンとゲルマニウム（図4、a）または3つのシリコントランジスタ（図XNUMX、b）で作成できます。しかし同時に、制御のための電力損失が増加し（さらに大型のラジエーターも必要になり）、電気自動車の運転時間が短くなります。ダイオード VDXNUMX は、キーがオフになっているときにモーターインダクタンスにかかる電圧サージを除去します。

パルス幅モーター制御を備えた子供用電気自動車

電磁リレー K1 (RES15 パスポート RS4.591.006) では、方向指示器のブロックが作成されます。スイッチＳＡ３の可動接点が例えば図の左側の位置に移動すると、ランプＥＬ１を介してコンデンサＣ２の充電が開始される。電圧がリレー動作電圧に達するとすぐに、接点 K3 が閉じてランプに電圧が供給され、ランプが点灯します。コンデンサはリレーコイルを通じて放電し、解放されます。接点 K1 が開き、ランプが消えます。コンデンサは再び充電を開始し、このプロセスが繰り返されます。これにより、SA2スイッチの可動接点が中間位置に移動するまで、左方向指示灯が点滅します。

この電気自動車には 6MTS-9 オートバイ用バッテリーが搭載されており、その容量は充電状態で約 6 時間の走行に十分です。車などのより大容量のバッテリーを取り付けると、駆動時間は 8 ～ 1 時間に増加します。バッテリーを SA25 スイッチに接続します。接点は最大 XNUMX の電流に耐える必要があります。 A.

音声信号 HA1 - 車からの場合は、ステアリングホイールの中央にある SB1 ボタンを押してオンにします。電圧2,5 V用に車に取り付けられているランプは、電圧13 V用のものに置き換えられます。同時に、ガルバニ電池がヘッドライトから取り外され、代わりに方向指示器リレーユニットの部品が取り付けられます。

コンデンサ C1 - セラミック、C2 - 図に示されている電圧以上の任意のタイプの酸化物。固定抵抗 - MLT-0,25、可変抵抗 - SPO-1。

ラジエーター付きのトランジスタは、ペダル内の通気孔の反対側のケース下部に配置されています。空気へのアクセスを確保するために、ケースは床から 5 mm の高さのガスケット上に取り付けられています。 SHI ブロックの残りの部分もペダルの内側に配置され、以前にペダルに配置されていたボードのサイズにカットされたボードに取り付けられます。エンジンの電圧範囲を変更する必要がある場合に交換できるように、マイクロ回路をソケットに取り付けることが望ましい。 SA2 スイッチはステアリングコラムの上部にあり、SA1 スイッチは下部にあります。

著者: I.カザコフ、ヴォルゴグラード

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