«

»

Распечатать Запись

Управление ходовой частью детского электромобиля

В статье описывается схема управления силовой частью детского электромобиля.фото

В настоящее время на рынке представлены различные детские электромобили, с разным соотношением цена/качество, с разными габаритными размерами и пр. Однако они весьма дороги и не всегда удовлетворяют всем требовани­ям покупателя. В этой статье будет рассказано о том, как можно доработать электропривод такого автомобиля.

Сформулируем основные требования к детскому элект­ромобилю:

  • электромобиль предназначен для обучения правилам дорожного движения, а также получения начальных на­выков вождения с соблюдением правил дорожного дви­жения для детей 5-9 лет, на специально оборудованных площадках:
  • скорость движения фиксированная - 10...15 км/ч:
  • время непрерывной работы - 5 ч:
  • возможность движения передним или задним ходом:
  • возможность небольшого изменения скорости движения:
  • безопасность:
  • комфорт и удобство.

Автор обращает внимание только на схемотехнику и электронные компоненты и не будет останавливаться на кон­струкции, как составных частей электромобиля, так и на конструкции самого автомобиля.

Управление ходовой частью

Ходовая часть выполнена на базе комплектующих, кото­рые поставляет НПФ «Электропривод» (г. Санкт-Петербург). Это функционально законченный привод шагового двигателя, который включает в себя: шаговый двигатель с редуктором FL86STH65-2808AG и блок управления SMSD-4.2. В нем уже реализованы необходимые функции для ходовой части: вра­щение вала шагового двигателя с заданием направления вращения (реверс): изменение скорости вращения вала и пр. Причем шаговый двигатель может поставляться с разными редукторами, что значительно упрощает разработку ходовой части. В табл.1 приведены технические характеристики ша­говых двигателей с редукторами серии FL86STH65-2808AG.

Таблица 1

Передаточное

отношение

3 5 7,5 12,5 15 25 30 50 75 100 120 150
Количество

ступеней

2 2 2 2 2 3 3 4 4 4 4 4
Длинна, мм 45 45 45 60 60 60 60 60 60 60 60 60
Максимально

допустимый

момент,

кг*см

45 65 65 65 65 90 90 250 250 250 250 250

Для увеличения крутящего момента можно применить два (три) подобных шаговых двигателя с необходимыми ре­дукторами. Рассмотрим ходовую часть на базе одного FL86STH65-2808AG. Принципиальная схема ходовой части показана на рис.1.

Рис. 1

Рис. 1

Блок управления SMSD-4.2 предназначен для управления работой шаговых двигателей с максимальным током пита­ния каждой из фаз двигателя не более 4,2 А по заданной программе.

Основные функции SMSD-4.2:

  • запись управляющей программы в блок с помощью ПК и выдача кодов управляющей программы в ПК;
  • управление работой ШД в режиме контроллера по про­грамме, хранящейся в памяти блока, установка скорости, режима дробления шага, величины перемещения, направ­ления вращения вала ШД, получение ASCII команд от ПК и управление ШД по сложному алгоритму (програм­ма записывается в энергонезависимую память блока);
  • работа в режиме драйвера с набором стандартных логи­ческих сигналов уровня ТТЛ «ШАГ», «НАПРАВЛЕНИЕ» или задание двухфазного квадратурного сигнала «ШАГ» - две фазы А и В, сдвинутые на 90° друг относительно друга;
  • работа в ручном режиме - управление ШД с помощью потенциометра (задание скорости) и дополнительных сиг­налов «РЕВЕРС» и «АВАРИЯ»;
  • синхронизация работы с другими блоками и устройствами:
  • имеется три дополнительных входа для приема сигналов от внешних устройств (датчиков) и один дополнительный выход для подачи сигналов внешним устройствам;
  • возможность синхронизации работы нескольких блоков управления ШД;
  • программное управление внутренним реле;
  • работа с компьютером или в автономном режиме;
  • функция поиска нулевой точки по отдельному датчику, позволяющая вернуть исполнительный механизм в исход­ное положение.

Основные технические характеристики блока управле­ния SMSD-4.2 приведены в табл.2.

Таблица 2

Технические характеристики Параметр
Количество каналов управления шаговыми двигателями 1
Максимальный ток обмоток, А 4,2
Минимальный ток обмоток, А 0,2
Коэффициенты дробления (микрошзг) 1/2.1/4.1/16
Диапазон частот тактовых импульсов, Гц 1-10000
Напряжение питания, В (постоянный ток) 12-48
Габаритные размеры, мм не более 120x116x26

SMSD-4.2 может работать в трех режимах:

  • драйвера;
  • в ручном режиме;
  • в режиме контроллера.

Блок SMSD-4.2 предусматривает подключение к 4-, 6- и 8-выводным гибридным 2- или 4-фазным шаговым двигате­лям. На рис.1 показано подключение к 8-выводному, 4-фаз­ному двигателю, с последовательным соединением обмоток.

Для работы SMSD-4.2 в составе хо­довой части электромобиля, его не­обходимо перевести в ручной режим.

Питающее напряжение +12 В, с аккумуляторной батареи G1 поступа­ет на SMSD-4.2 через автомат защи­ты питающей сети QF1. Тумблер SA1 («Реверс») изменяет направления вращения вала шагового двигателя М1. Управление вращени­ем вала шагового двигателя осуществляется кнопкой S1 («Старт/Стоп»). SMSD-4.2 имеет встроенный переменный резистор «ν» для управления скоростью вращения шагово­го двигателя. Рядом с вышеуказанным резистором уста­новлена перемычка (джампер). Назовем ее условно П1. Для подключения внешнего резистора (R1 на рис.1) необходи­мо установить резистором «ν» минимальную скорость вра­щения вала (один шаг в секунду). Потом следует отключить питающее напряжение, отключить перемычку П1 и к кон­тактам соединителя (которые коммутировала П1) подклю­чить резистор R1. Движок резистора R1 вращается при из­менении положения педали газа. Аккумуляторная батарея G1 типа 6CT-55. Более подробную информацию о блоке уп­равления SMSD-4.2 можно найти на сайте фирмы-изгото­вителя [1].

На фото в начале статьи показан шаговый двигатель с редуктором FL86STH65-2808AG и блок управления SMSD-4.2.

Литература

  1. http://www.electroprivod.ru

Автор: Сергей Шишкин, г. Саров

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/30265

Добавить комментарий