DIY 2000 Watt PWM-Geschwindigkeitsregler - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Ich habe daran gearbeitet, mein Fahrrad mit einem Gleichstrommotor für den automatischen Türmechanismus in ein elektrisches umzuwandeln, und dafür habe ich auch einen Akku mit einer Nennspannung von 84 V DC hergestellt.

Jetzt brauchen wir einen Geschwindigkeitsregler, der die Energiemenge begrenzen kann, die vom Akku an den Motor geliefert wird. Die meisten der online verfügbaren Geschwindigkeitsregler sind nicht für so viel Hochspannung ausgelegt, also habe ich beschlossen, einen für mich selbst zu bauen. Das ist also das, was dieses Projekt sein wird, einen kundenspezifischen PWM-Geschwindigkeitsregler zu entwerfen und zu bauen, um die Geschwindigkeit von großen Gleichstrommotoren zu steuern.

Schritt 1: Werkzeuge Materialien und Fähigkeiten

Für dieses Projekt benötigen Sie grundlegende Lötwerkzeuge wie:

• Ein Lötkolben
• Saugnapf
• Zangen und Twizzer

Der Schaltplan, die Gerber-Dateien und die Komponentenliste sind hier verfügbar.

Schritt 2: Entwerfen des Geschwindigkeitsreglers

Da wir die Geschwindigkeit eines Gleichstrommotors steuern möchten, für den wir zwei Techniken verwenden können, Ein Abwärtswandler, der die Eingangsspannung absenkt, aber ziemlich kompliziert ist, haben wir uns für PWM-Steuerung (Impulsbreite) entschieden Modulation). Der Ansatz ist einfach, um die Geschwindigkeit zu steuern, wird der Akku mit hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet. Um die Geschwindigkeit zu ändern, wird das Tastverhältnis oder die Ein-Aus-Zeit des Schalters geändert.

Von mechanischen Schaltern wird nicht erwartet, dass sie einer so hohen Belastung ausgesetzt sind, so dass eine geeignete Wahl für eine solche Anwendung ein N-Kanal-Mosfet ist, der speziell dafür gemacht ist, eine moderate Strommenge bei hoher Frequenz zu handhaben.

Zum Schalten der Mosfets benötigen wir ein PWM-Signal, das von einem 555-Timer-IC erzeugt wird und das Tastverhältnis des Schaltsignals mit einem 100k-Potentiometer variiert.

Da wir den 555-Timer nicht über 15 V betreiben können, haben wir einen lm5008-Abwärtswandler-IC eingebaut, der die Eingangsspannung von 84 VDC auf 10 VDC herabsetzt, die zur Stromversorgung des Timer-ICs und des Lüfters verwendet wird.

Um die große Strommenge zu bewältigen, habe ich vier N-Kanal-Mosfets verwendet, die parallel geschaltet sind.

Außerdem habe ich alle ergänzenden Komponenten wie in den Datenblättern beschrieben hinzugefügt.

Schritt 3: Entwerfen der Leiterplatten

Als ich den Schaltplan fertig hatte, habe ich beschlossen, eine dedizierte Platine für den Geschwindigkeitsregler zu entwerfen, da dies nicht nur uns hilft, alles ordentlich zu halten, sondern ich beabsichtigte, dieses Gerät so zu entwerfen, dass es für meine anderen DIY-Projekte weiter modifiziert werden kann verwendet große Gleichstrommotoren.

Die Idee, eine Leiterplatte zu entwerfen, scheint eine Menge Aufwand zu erfordern, aber glauben Sie mir, es lohnt sich, wenn Sie maßgeschneiderte Platinen in die Hände bekommen. In diesem Sinne habe ich die Platine für die Drehzahlreglereinheit entworfen. Versuchen Sie immer, bestimmte Bereiche wie die Steuerschaltung und die Leistung auf der anderen Seite so zu definieren, dass Sie beim Verbinden alles mit entsprechender Spurbreite speziell auf der Leistungsseite gut unterwegs sind.

Ich habe auch vier Befestigungslöcher hinzugefügt, die hilfreich sind, um den Controller zu montieren und auch den Kühllüfter zusammen mit dem Kühlkörper über den MOSFETs zu halten.

Schritt 4: Bestellung der Leiterplatten

Im Gegensatz zu anderen kundenspezifischen Teilen für Ihr DIY-Projekt sind PCBs sicherlich am einfachsten zu bekommen. Ja Nachdem wir nun Gerber-Dateien unseres fertigen PCB-Layouts generiert haben, sind wir nur noch wenige Klicks von der Bestellung unserer kundenspezifischen PCBs entfernt.

Alles, was ich getan habe, ist zu PCBWAY zu gehen und nachdem ich dort eine Reihe von Optionen durchgegangen bin, habe ich meine Gerber-Dateien hochgeladen. Sobald das Design vom technischen Team auf Fehler überprüft wurde, wird Ihr Design an die Fertigungslinie weitergeleitet. Der gesamte Prozess wird zwei Tage in Anspruch nehmen und hoffentlich erhalten Sie Ihre Leiterplatten innerhalb einer Woche.

PCBWAY haben dieses Projekt durch ihre Unterstützung möglich gemacht, also nehmen Sie sich Zeit und schauen Sie sich ihre Website an. Sie bieten Standard-Leiterplatten, Quick-Turn-Leiterplatten, SMD usw. an. Für Rabatte von bis zu 30% auf Ihre Leiterplatten besuchen Sie diesen Link.

Gerber-Dateien, Schaltplan und die Stückliste (Bill Of Material) für die Drehzahlregler-Platine sind hier verfügbar.

Schritt 5: Zusammenbau der Leiterplatten

Wie erwartet kamen die Platinen innerhalb einer Woche an und das Finish ist einfach zu gut. Die Qualität der Platinen ist absolut einwandfrei. Jetzt ist es an der Zeit, alle Komponenten wie in der BOM (Bill of Material) erwähnt zu sammeln und sie an Ort und Stelle abzulegen.

Um die Dinge am Laufen zu halten, müssen wir mit der kleinsten Komponente auf der Platine beginnen, die in unserem Fall der LM5008-Abwärtswandler ist, eine SMP-Komponente. Nachdem wir es mit Lötgeflecht gesottet hatten, da wir keine Heißluftpistole für SMD-Komponenten haben, haben wir den Induktor daneben gesottert und uns zu größeren Komponenten bewegt.

Sobald wir mit dem Zusammenbau der Platinen fertig sind, ist es an der Zeit, den 555-Timer mit der Kerbe in die richtige Richtung zu platzieren.

Schritt 6: Dinge abkühlen

Bei dieser Menge an Leistung, mit der wir uns beschäftigen werden, wird natürlich erwartet, dass sich die Dinge aufheizen. Um damit fertig zu werden, werden wir die MOSFETs verbiegen und einen 12-V-Lüfter mit dazwischen geschaltetem Kühlkörper montieren.

Damit ist das Biest eines PWM-Geschwindigkeitsreglers bereit zu rollen.

Schritt 7: Testen des Controllers

Um den Controller zu testen, verwenden wir einen 84-V-Akku, den wir für unser Elektrofahrrad gebaut haben. Der Controller wird vorübergehend mit dem Akkupack und dem am Fahrrad befestigten Motor verbunden, um das Hinterrad anzutreiben.

Als ich den Schalter umgeschaltet habe, wird der Controller eingeschaltet, wobei der Lüfter Luft über die MOSFETs bläst. Als ich das Potentiometer im Uhrzeigersinn drehte, begann sich der Motor zu drehen und die Geschwindigkeit proportional zur Drehung des Knopfes allmählich zu erhöhen.

Schritt 8: Endgültige Ergebnisse

Zu diesem Zeitpunkt ist der Fahrtenregler fertig und hat meine Erwartungen in Bezug auf das Finish weit übertroffen. Der Controller scheint problemlos mit einem 84-V-Akku zu funktionieren und steuert die Geschwindigkeit des Motors reibungslos.

Aber um diesen Geschwindigkeitsregler unter Last zu testen, müssen wir unser Fahrradprojekt beenden und alles montieren. Also, Leute für die Leistung unter Last, bleiben Sie auf dem Laufenden für das kommende Projektvideo, das ein DIY-Umbauprojekt für Elektrofahrräder ist.

Abonnieren Sie und bleiben Sie dran für das kommende Projektvideo.

Grüße.

DIY König