Турбо сургагч генератор: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Дөрөө ашиглан цахилгаан үйлдвэрлэх нь намайг үргэлж татдаг байсан. Үүнд миний санал бодол энд байна.

Алхам 1: Өвөрмөц борлуулалтын цэг

Би VESC6 мотор хянагч, 192 кВ -ын хүчдэлийг сэргээгч тоормосоор ажилладаг. Энэ нь дөрөө үүсгэгч ажилладаг тул нэлээд өвөрмөц боловч энэ төслийн шинэ хэсэг гэж би бодож байна.

Зам дээр дугуй унах үед та инерцтэй байдаг бөгөөд энэ нь хувьсгалын туршид дөрөө эргэлтийг тогтмол байлгадаг. Турбо сургагч багшийн инерци маш бага байдаг тул дөрөө дарахад дугуй хурдан хурдасч/удааширдаг бөгөөд энэ нь ер бусын мэт санагддаг. Эдгээр хурдны хэлбэлзлийг зөөлрүүлэхийн тулд нисдэг тэрэг ашигладаг. Энэ шалтгааны улмаас суурин дугуй сургагч багш нар нэг тонн жинтэй байдаг.

Би энэ асуудлын өөр шийдлийг бодож олсон. Мотор хянагч нь "тогтмол хурдны горимд" тэргүүлэгчийг эргүүлэхээр тохируулагдсан болно. Arduino нь UART -ээр дамжуулан VESC6 -тай холбогдож, моторын гүйдлийг уншдаг (энэ нь дугуйны эргүүлэх моменттой шууд пропорциональ байна). Arduino нь инерцийг дуурайхын тулд моторын эргэлтийн хурдыг аажмаар тохируулж, зам дээр дугуй унах болно. Дугуйгаа эргүүлэхгүйн тулд мотор болгон ажиллуулан толгодын дээгүүр чөлөөтэй эргэхийг дуурайж болно.

Энэ нь гайхалтай ажилладаг бөгөөд дээрх хөдөлгүүрийн эргэлтийг харуулсан графикаас харж болно. Би 2105 секундын өмнөхөн дугуй унахаа больсон. Дараагийн 8 секундын дотор дугуйны хурд бага зэрэг хазайлгахаа больсон шиг аажмаар буурч байгааг харж болно.

Дөрөө дарахад хурдны ялгаа маш бага хэвээр байна. Гэхдээ энэ нь амьдралд бас үнэн бөгөөд зөв загварчилсан байдаг.

Алхам 2: Цахилгаан гаралтыг шалгах

Унадаг дугуй бол механик ажил хийх хамгийн үр дүнтэй арга юм. Би бодит цагийн цахилгаан гаралтыг хэмжихийн тулд VESC хэрэгслийг ашигласан. Би дугуй унахаасаа өмнө яг 2 минутын турш уншилтыг тэглэсэн. Би 30 орчим минутын турш барих боломжтой байсан гэж бодож байсан.

2 минутын дараа би 6.15 Wh үйлдвэрлэсэн болохыг харж болно. Энэ нь 185 Вт -ийн дундаж чадалтай тохирч байгаа бөгөөд энэ нь алдагдлыг харгалзан үзэхэд маш сайн гэж би бодож байна.

Та моторын гүйдлийг дээрх графикаас харж болно. VESC6 -ийн тусламжтайгаар хөдөлгүүрийн эргэлтийг тогтмол байлгаж, дөрөө эргүүлэх үед хэлбэлздэг моментийг үл харгалзан тэдгээрийг хурдан тохируулдаг.

Дөрөө эргүүлэхээ болиход мотор дугуй эргүүлэхгүйн тулд бага зэрэг хүч зарцуулж эхэлдэг. Наад зах нь Arduino таныг дөрөө гишгэхгүй байгааг анзаарах хүртэл хөдөлгүүрийг бүрмөсөн зогсоо. Батерейны гүйдэл нь унтрахаас өмнөхөн бараг тэг байх тул дугуйг идэвхтэй эргүүлэхийн тулд хамгийн ихдээ хоёр ватт байх ёстой.

Алхам 3: Үр ашгийг харах

VESC6 -ийг ашиглах нь бүтээмжийг эрс сайжруулдаг. Энэ нь моторын хувьсах гүйдлийн хүчийг тогтмол гүйдлийн хүч болгон хувиргадаг. Энэ нь 95% -иас илүү үр дүнтэй гэж би бодож байна.

Үрэлтийн хөтөч нь үр ашгийн хувьд сул тал байж магадгүй юм. 5 минутын турш дугуй унасны дараа би дулааны зураг авав.

Мотор 10 градусын өрөөнд ойролцоогоор 45 градус хүртэл халсан байв. Дугуйны дугуй нь мөн дулааныг сарниулах байсан. Бүсээр удирддаг систем нь энэ турбо генератороос энэ талаар илүү сайн байх болно.

Би 180 Вт -ийн дундажтай хоёр дахь 10 минутын туршилтыг хийсний дараа мотор удаан хугацаанд хүрэхэд хэт халуун байсан. Магадгүй ойролцоогоор 60 градус байна. 3D хэвлэсэн хуванцараар хийсэн зарим боолтыг суллав! Мөн эргэн тойрны шалан дээр улаан резинэн тоосны нимгэн хальс байв. Үрэлтийн хөтөч системүүд муухай байна!

Алхам 4: Инерци ба чирэлтийг дуурайх

Програм хангамж нь маш энгийн бөгөөд GitHub дээр байна. Ерөнхий функцийг дараах мөрөөр тодорхойлно.

RPM = RPM + (a*Motor_Current - b*RPM - c*RPM*RPM - GRADIENT);

Энэ нь хийсэн симуляцийн хүч дээр үндэслэн дараагийн RPM -ийн тогтоосон цэгийг (өөрөөр хэлбэл бидний хурд) тохируулдаг. Энэ нь секундэд 25 удаа ажилладаг тул цаг хугацааны явцад хүчийг үр дүнтэй нэгтгэдэг. Нийт хүчийг дараах байдлаар загварчилсан болно.

Force = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

Гулсах эсэргүүцэл нь үндсэндээ градиент нэр томъёонд багтдаг.

Алхам 5: Бусад цөөн хэдэн уйтгартай цэгүүд

RPM -ийг илүү сайн хадгалахын тулд би VESC -ийн PID хурдыг хянах параметрүүдийг тохируулах шаардлагатай болсон. Энэ нь хангалттай хялбар байсан.

Алхам 6: Миний сурсан зүйл

Үрэлтийн хөтөч механизм нь муухай байдгийг би мэдсэн. Дөнгөж 20 минут дугуй унасны дараа дугуйны элэгдэл, резинэн тоос харагдах болно. Тэд бас үр ашиггүй байдаг. Системийн үлдсэн хэсэг нь мөрөөдлөө биелүүлдэг. Туузан хөдөлгүүртэй генератор нь 10-20% -ийн үр ашигтай байх болно гэж би бодож байна. Илүү өндөр эргэлт нь хөдөлгүүрийн гүйдлийг бууруулж, илүү өндөр хүчдэлийг бий болгодог бөгөөд энэ тохиолдолд үр ашгийг дээшлүүлэх болно гэж би бодож байна.

Надад байшинд бүсээр удирддаг системийг тохируулах хангалттай зай байхгүй байна.