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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Carro elétrico infantil com controle de motor de largura de pulso. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos Andar de carro a pedais é uma boa diversão para uma criança. Mas dirigir um carro elétrico trará muita alegria. Como converter um carro a pedais em um carro elétrico é descrito no artigo proposto. Nos parques de diversões dos parques, em muitas lojas de brinquedos, você pode ver carros elétricos de fabricação estrangeira. Infelizmente, eles são relativamente caros, não permitem ajustar a velocidade do percurso, dar ré, não fornecem indicadores de direção e sinal sonoro. Ao mesmo tempo, não há análogos domésticos. No entanto, há uma saída - o carro infantil "Sport" (Fig. 1), fabricado pela fábrica de Gomel Tomselmash. "O design do carro inclui os seguintes componentes: coluna de direção 1, farol 2, interruptor do botão do farol 3, luzes 4 e interruptor de pisca 5, botão de buzina 6, blindagem 7, freio de mão 8, assento 9, rodas 10, transmissão por corrente 11, quadro 12. É projetado para crianças de 3 a 7 anos e carga máxima de 50 kg.
Ao projetar um carro elétrico baseado no carro de pedal especificado, a tarefa era garantir facilidade de uso e semelhança suficiente com um carro "adulto" da maneira mais simples e acessível. Como acionamento elétrico, foi decidido usar um motor elétrico de ventilador de resfriamento de 90 W de um carro Zhiguli de anos anteriores de produção. Um motor moderno de 120 W do mesmo tipo serve. Também foi adquirido um pedal de controle do acionamento elétrico da máquina de costura. Possui uma engrenagem de plástico em seu interior, montada em um eixo de resistor variável, e um setor de engrenagem de plástico que transmite o movimento do pedal para a engrenagem. Em seguida, o carro passou por modernização. Os pedais com a engrenagem motriz foram removidos, os detalhes de sua fixação e o acionamento por corrente, a base do piso foi cortada em estanho de 0,5 mm de espessura e soldada à estrutura do carro, arcos restritivos de pernas tubulares de cadeiras velhas foram soldados para a base, e a eles foi soldado um revestimento de estanho com espessura de 0,2 mm. Todos os vazamentos são cobertos com selante de silicone, as superfícies são lixadas e pintadas. O local onde o eixo traseiro foi soldado à engrenagem acionada foi cuidadosamente girado em um torno, após o que a engrenagem foi removida e, em vez disso, foi instalada uma engrenagem do eixo do pedal, deslocada para o lado e soldada ao eixo. Na parte traseira do carro, sob o assento, encontra-se uma caixa transportadora, dobrada em chapa de aço de 1 mm de espessura, na qual estão instalados uma bateria, um motor com caixa de velocidades e uma transmissão por corrente (Fig. 2).
E agora sobre o design do chassi. Como a característica mecânica do motor era desconhecida (e as tentativas de encontrá-la na literatura não tiveram sucesso), a relação mínima necessária da caixa de câmbio foi determinada experimentalmente e acabou sendo 10. e redutor). Como base para a caixa de câmbio, foi originalmente usada a caixa de câmbio RD-09-T, fabricada em 1971 com uma relação de transmissão de 1/137. Possui tampa traseira de aço com local para rolamento axial, aparafusado ao corpo por meio de seis parafusos. Isso possibilitou remover as engrenagens emparelhadas extras, deixando apenas um par, resultando em uma relação de transmissão reduzida para 1/8. Uma relação de transmissão adicional de 1/1,5 foi obtida instalando uma engrenagem de corrente (anteriormente localizada no eixo traseiro) no eixo de saída da caixa de câmbio. A caixa de câmbio é fixada na tampa lateral do motor com quatro parafusos M5 nos olhais roscados através dos batentes de um tubo de cobre de 11 mm de comprimento. O aumento na relação de transmissão foi devido à necessidade de obter uma mudança suave na velocidade com controle do motor por largura de pulso (PW). O motor é montado na caixa transportadora com o auxílio de cantoneiras feitas de chapa de 1 mm de espessura, fixadas no motor com seus parafusos de acoplamento. Para isso, foi necessário esmerilhar parte das duas tampas do motor silumin em espessura para que o comprimento dos laços fosse suficiente para prender os cantos. Durante a operação do carro, descobriu-se que o esquema de tração em uma roda adotado no protótipo do pedal (e transferido para o carro elétrico) não é o ideal, pois não fornece a aderência necessária e leva ao aumento do desgaste da tração roda. Tive que amarrar rigidamente as duas rodas traseiras ao eixo. Para isso, a ponta livre do eixo foi girada com uma lima para formar um plano, e uma das duas arruelas com trava, retirada da roda motriz, foi montada na roda anteriormente livre. Como resultado, ambas as rodas traseiras ficaram à frente. Para aumentar a duração do movimento de um veículo elétrico a partir de uma única carga de bateria, é desejável transferir todos os pares de fricção (rodas dianteiras, rotor do motor, eixo da caixa de câmbio) dos mancais de deslizamento para os mancais de rolamento. A parte elétrica de um veículo elétrico é relativamente simples (Fig. 3). Ele contém uma unidade de controle do motor SHI com uma unidade de reversão no interruptor SA2, uma unidade de relé de pisca, uma unidade de comutação de farol e uma unidade de comutação de sinal sonoro. A base da unidade de controle SHI é um gerador com um ciclo de trabalho variável de pulsos, feito no microcircuito K561TL1. A escolha deste microcircuito foi ditada pela necessidade de fornecer a maior faixa possível de ajuste do ciclo de trabalho do pulso, o que, por sua vez, permite obter um valor efetivo da tensão de saída de 0,5 a 12 V. Em vez deste microcircuito, é permitido instalar K561LA7, K561LE5, K561LN1, etc., tendo em seu número suficiente de inversores, mas a faixa de ajuste para a resistência especificada do resistor R1 foi reduzida para 5 ... 12 V.
O motor é controlado por uma chave no transistor de efeito de campo VT1, no lugar do qual, além do indicado no diagrama, é permitido ligar IRFZ46N, KP912A ou dois KP921A conectados em paralelo. O transistor é montado em um radiador feito de chapa de alumínio com 2 mm de espessura e área de 24 cm2. Na ausência de transistor de efeito de campo, a chave pode ser feita em bipolares - silício e germânio (Fig. 4, a) ou dois de silício (Fig. 4, b). Mas, ao mesmo tempo, as perdas de energia para controle aumentarão (e também será necessário um radiador maior), o que reduzirá a duração da condução de um carro elétrico. O diodo VD3 elimina picos de tensão na indutância do motor quando a chave é desligada.
No relé eletromagnético K1 (passaporte RES15 RS4.591.006), é feito um bloco de indicadores de direção. Quando o contato móvel da chave SA3 é transferido, por exemplo, para a posição esquerda de acordo com o diagrama, o capacitor C1 começa a carregar através da lâmpada EL2. Assim que a tensão atingir a tensão de operação do relé, os contatos K1.1 fecharão e fornecerão tensão à lâmpada - ela acenderá. O capacitor descarregará através da bobina do relé e será liberado. Os contatos K1.1 abrirão, a lâmpada apagará. O capacitor começará a carregar novamente, o processo será repetido. Como resultado, a luz indicadora de giro à esquerda piscará até que o contato móvel da chave SA3 seja movido para a posição intermediária. O carro elétrico está equipado com uma bateria de motocicleta 6MTS-9, cuja capacidade em estado carregado é suficiente para cerca de uma hora de condução. Se você instalar uma bateria com maior capacidade, por exemplo, de um carro, o tempo de condução aumentará para 6 ... 8 horas. Conecte a bateria ao interruptor SA1, cujos contatos devem suportar uma corrente de até 25 A. Sinal sonoro HA1 - do carro, ligue-o com o botão SB1 localizado no centro do volante. As lâmpadas instaladas no carro para uma voltagem de 2,5 V são substituídas por outras - para uma voltagem de 13 V. Ao mesmo tempo, as células galvânicas são removidas do farol e, em seu lugar, são instaladas partes da unidade de relé do pisca. Capacitor C1 - cerâmica, C2 - óxido de qualquer tipo para uma tensão não inferior à indicada no diagrama. Resistores fixos - MLT-0,25, variáveis - SPO-1. Um transistor com radiador é colocado dentro do pedal na parte inferior da caixa oposta aos orifícios de ventilação. Para garantir o acesso de ar a eles, a caixa é instalada em juntas de 5 mm de altura do chão. As restantes partes do bloco SHI também são colocadas dentro do pedal e montadas em um pedaço de tábua cortada no tamanho da tábua que foi previamente colocada no pedal. É desejável instalar o microcircuito no soquete para que possa ser substituído caso seja necessário alterar a faixa de tensão do motor. O interruptor SA2 está localizado na coluna de direção na parte superior, o interruptor SA1 está na parte inferior. Autor: I. Kazakov, Volgogrado
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