Электровелосипед как соединить блок управления

Контроллер для электровелосипеда 36/48 В 18 А 350 Вт

• 

Пожалуй самый простой бюджетный контроллер для электровелосипеда мощностью 350 Вт с моторколесом (BLDC двигателем). Средняя цена около 700 руб. с доставкой из Китая. Несмотря на дешевизну он вполне надёжный и функциональный.

Основные характеристики контроллера

• Питание от батарей с номинальным напряжением 36В, 48В
• Возможна работа моторколеса как с датчиками Холла, так и без них
• Автоматическое определение фазового угла датчиков Холла 60/120 градусов
• Номинальная мощность 350 Вт
• Максимальный ток 16-18A
• 6 FET транзисторов
• Размеры 10.3x7x3.5 см

Назначение проводов

1. Три толстых провода на двигатель / желтый, синий, зеленый (три фазы мотора)
2. Два толстых провода / красный “+”, черный “-” на батарею и тонкий красный – на “зажигание”, при его подключении на красный толстый провод включается контроллер
3. Пять проводов на датчики холла / красный “+5В”, черный “-“, желтый, синий, зеленый – сигналы с датчиков
4. Провод на датчик тормоза (при замыкании на “-” отключается двигатель)
5. Выход сигнала скорости (дублирует сигнал одной из фаз, напряжение +5В)
6. Три провода на ручку газа / красный “+5В”, черный “-“, зеленый “сигнал 0,8 … +4,2 В”
7. Два провода на переключатель максимальной скорости (душилка) мощность при этом не меняется. Три уровня:
   • 100% – ни один из проводов не подключен к “-“,
   • 75% – синий провод подключен к “-“,
   • 120% – черный провод подключен к “-“
8. Два белых провода – “обучение”

Контроллер работает с ручками и курками газа на датчике Холла. Здесь собраны некоторые из них.

Обучение контроллера

Для того, чтобы контроллер понимал, в какую сторону вращать мотор, определить угол датчиков холла, необходимо произвести обучение. Обучение нужно провести только при первом включении системы, в дальнейшем вся нужная информация будет храниться в энергонезависимой памяти контроллера. В процессе обучения также контроллер понимает на какое напряжение установлена батарея – 36 или 48 В. Эту информацию он использует, чтобы отключить питание системы, когда она окажется разряжена. Функция защиты от переразряда присутствует и в BMS литиевой батареи, так что защита получается двойная и что-то из них сделает это первым.

При обучении необязательно, чтобы батарея была заряжена полностью. Ему достаточно любого значения из диапазона возможного напряжения. У батарей номиналом 36 В этот диапазон 30…42 В, у батарей 48 В – 39…54,6 В. Так как напряжение 48-ми вольтовой батареи при низком заряде залазит в область напряжений батареи 36-ти вольт, нужно её подзарядить перед обучением хотя-бы до 43 вольт.

1. Нужно вывесить колесо, чтобы оно могло свободно вращаться
2. Соединить два провода обучения
3. Подключить батарею
4. Включить “зажигание” (красный тонкий провод на + батареи)
5. Если колесо вращается в верном направлении – выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено
6. Если колесо вращается не в ту сторону, размыкаем провода обучения и соединяем снова, направление вращения изменится, выключаем “зажигание” и разъединяем провода обучения. Обучение закончено

Что интересного внутри контроллера

Если вскрыть контроллер можно увидеть не совсем опрятную плату, по крайней мере у меня произошло так. Плату проверить всё же желательно, я обнаружил неотмытые капельки припоя, которых по хорошему там быть не должно. Также стоит обратить внимание на наличие термопасты на радиаторе с мосфетами. Электролитические конденсаторы по питанию установлены на 63 В. Мосфеты P65NF06 с предельно допустимым напряжением сток-исток (Uds): 60 В. То есть контроллер можно запитывать от батарей с немного более высоким напряжением, чем привычных, 48 В (54,6 мах). Это литий-ионная батарея 14S или литий-железо-фосфатная 16S. Напряжения этих полностью заряженных батарей 58,8 В и 58,4 В соответственно. Максимальная скорость в этом случае будет чуть больше.

Дополнительные функции контроллера

Кроме того на плате есть точки дополнительных функций, которые не выведены в общем пучке проводов. Функция срабатывает при подключении точки к общему проводу (GND). (Любой черный провод на плате это общий или GND).

Точки подписаны следующим образом:

BH	тормоз высокий (срабатывает при подключении на +5 В)
BL	тормоз низкий (срабатывает при подключении на GND)
DD	реверс (задний ход, если позволяет конструкция мотора)
HI	понижение максимальной скорости
LO	повышение максимальной скорости
XH	круиз контроль (поддержка заданной скорости)
TS	вход сигнала ручки газа
XX	обучение (для входа в режим нужно соединить две точки)
EBS	торможение двигателем (активируется по сигналу с датчика тормоза)
а3	противоугонка, режим паркинг (при подключенной батарее контроллер тормозит двигатель и не даёт укатить аппарат)

Возможно кому-то эти функции пригодятся для своих проектов.

Принципиальная схема контроллера электровелосипеда 350 Вт

Эта схема также встречается в контроллерах мощностью до 350 Вт, выполненных в других корпусах.

R16 (шунт) на схеме это и есть тот шунт, от сопротивления которого зависит максимальный ток, подаваемый в мотор. Для увеличения тока сопротивление нужно уменьшить, например лужением. Для уменьшения, соответственно, сделать тоньше.

Смотрите также как своими руками прошить плату (контроллер) от гироскутера под управление с ручки или педалей газа. На основе такой платы можно построить электросамокат, электровелосипед, трайк, детский электромобиль с приводом на два колеса.

Схема подключения контроллера электровелосипеда 48v 1000w

Контроллер управления для бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC, PMSM) – это важное звено в системе электрокомпонентов. Без контроллера электродвигатель не сможет даже запуститься, не говоря о его полноценной работе. Аккумуляторная батарея имеет 2 полюса – положительный и отрицательный, а мотор-колесо – 3 фазных провода. Поэтому подключить аккумулятор и двигатель напрямую невозможно. Для этого используется дополнительное звено – контроллер управления.

Выполняемые функции

Именно контроллер формирует в обмотке статора мотор-колеса вращающееся магнитное поле и получает ответные сигналы о позиции ротора. Сигналы поступают от датчиков Холла, а при управлении моторами без датчиков позиция роторов определяется по противо-ЭДС.

К тому же, контроллер управляет электродвигателем:

• позволяет менять скорость движения – при смене положения ручки газа меняется число импульсов напряжения, подаваемых за секунду на обмотки, и вращение колеса ускоряется или замедляется;
• обеспечивает рекуперацию энергии при торможении двигателем.

Контроллер выступает в роли понижающего преобразователя, поэтому проходящий по обмоткам мотора фазный ток может быть гораздо выше батарейного тока, поступающего от АКБ к контроллеру. Именно от него зависит мощность, поступающая на двигатель. Например, при использовании мотор-колеса номинальной мощностью 1000 Вт можно кратковременно получать значения до 2000–2500 Вт. Главное – использовать подходящий контроллер и постоянно контролировать температуру, чтобы не допустить перегрева двигателя.

Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера

Контроллер для электрического велосипеда или скутера имеет алюминиевый корпус, из которого выходят разноцветные провода с разъемами для подключения разных устройств. Внутри скрыты:

• главный узел – микроконтроллер;
• силовые компоненты – шунты для измерения тока, конденсаторы, транзисторы;
• понижающие преобразователи на 12 В и 5 В – обеспечивающие питание микроконтроллера и периферических устройств (датчиков положения, рычага газа).

Схема подключения

Контроллер для электроскутера, е-байка или электросамоката подключается в соответствии с прилагаемой к нему схемой. Главное – не спешить и внимательно разобраться с назначением проводов. Лучше всего покупать контроллер в комплекте с мотор-колесом, тогда их разъемы будут гарантированно совместимыми.

Общий принцип подключения выглядит так:

1. Толстые провода черного и красного цвета – с соблюдением полярности подводятся к аккумуляторной батарее. При этом может появиться «искра», и даже возможно подгорание разъемов. Это нормально – так заряжаются конденсаторы на входе контроллера. Чтобы исключить искрение, достаточно ненадолго соединить контроллер и АКБ через резистор с сопротивлением в десятки Ом или воспользоваться лампочкой. Когда конденсаторы зарядятся, контроллер можно спокойно соединить с АКБ без посредников.
2. Тройка толстых проводов разных цветов – обеспечивают подключение к фазным проводам 3-фазного электромотора.
3. Связка из 5 тоненьких разноцветных проводов – идет к проводкам мотор-колеса, обеспечивают питание и передачу сигналов от датчиков положения.
4. Отдельный красный проводок – «зажигание». При его замыкании на «плюс» АКБ происходит включение контроллера.
5. Тройка тонких проводов (обычно – черный, красный и зеленый) – для подключения ручки газа.

Разновидности контроллеров управления

По принципу взаимодействия с электромотором

Для использования с датчиками Холла

Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.

Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.

Могут работать и с датчиками положения, и без них.

По виду выходного сигнала

Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр)

Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.

Создающие чистые синусоидальные сигналы.

Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.

Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра.

По принципу реагирования на сигналы ручки газа

Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.

Как выбрать контроллер для электровелосипеда?

При выборе контроллера для электровелосипеда или другого транспорта на электротяге нужно оценить рабочие характеристики устройства. Ключевые параметры обычно указаны в маркировке. По ней можно узнать:

• рабочее напряжение батареи и мощность мотора (номинал), для применения с которыми предназначено устройство;
• предельный ток АКБ;
• минимум напряжения АКБ, когда происходит отключение контроллера;
• подходящее расположение датчиков Холла в электромоторе – в электрических градусах по отношению друг к другу.

Для расчета предельной мощности контроллера находим произведение допустимых величин напряжения и силы тока. Диапазон мощности у таких приборов широкий. Для велосипедов на электротяге обычно используются модели с номиналом мощности от 350 до 2000 Вт. Для электрических скутеров – от 1000 до 4000 Вт. Для электромотоциклов – от 5000 до 10 000 Вт. Для электромобилей – от 10 000 до 50 000 Вт и более.

О совместимости

Контроллер, рассчитанный на использование с батареей напряжением 36 В, не стоит подключать к АКБ большего вольтажа. Вначале необходимо вскрыть контроллер и проверить, рассчитаны ли на увеличенное напряжение его компоненты, включая транзисторы и конденсаторы. Возможно, понадобится заменить и резистор в делителе напряжения. Но в продаже встречаются универсальные контроллеры с большим разбросом допустимых входных напряжений, к примеру, от 48 до 72 В или от 24 до 100 В.

Программируемые модели и их задачи

Программируемые контроллеры соединяются по Bluetooth со смартфоном и позволяют настраивать рабочие характеристики – от значений аккумуляторного и фазного токов до углов фазного опережения.

При выборе управляющих контроллеров учитывается и наличие второстепенных функций:

• круиз-контроля;
• обратного хода;
• возможности выбора скоростного режима или мощности;
• рекуперации энергии при торможении;
• отдельного выхода для электропитания фары и габаритных огней.

Расширение функционала

Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.

Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.

О цене

Контроллеры можно купить в разных категориях:

1. Дешевые модели, предназначенные для внутреннего китайского рынка. Они не имеют расширенного функционала и просто позволяют ехать. Как правило, бывают 2-режимные, могут работать совместно с датчиками Холла и без них.
2. Китайские модели, ориентированные на экспорт. Позволяют подключать дисплеи и обеспечивать беспроводное управление по Bluetooth.
3. Устройства производства Германии и США – самые дорогие.

Электробайк. Контроллер двигателя своими руками

Как вы уже знаете из прошлых постов, у нас в компании есть DIY-движение. В свободное от работы время коллеги занимаются фрезеровкой печатных плат в домашних условиях, делают тепловизор на FLIR Lepton, а также решают семейные разногласия с помощью 4 контроллеров и 2 умных часов. Продолжим серию увлекательный историй! Сегодня я расскажу, как сделать контроллер к трехфазному двигателю электровелосипеда своими руками. Целью создания такого контроллера было:

1. Изучение работы трехфазного мотора под управлением контроллера.
2. Большинство контроллеров для электровелосипедов, представленных на рынке, — китайские. Они хоть и относительно дешевые (около 2.000 руб в зависимости от мощности), но являются неведомой коробкой, в которой неизвестно что происходит. И сразу к ней возникает очень много вопросов — экономично ли она потребляет и распределяет ток, какой у нее запас мощности, почему так сильно перегревается, преждевременно срабатывает защита по току и т.д.

В тоже время на рынке представлены европейские качественные контроллеры для электробайков. Они оснащаются расширенными функциями, работают на разных напряжениях и токах и их можно программировать. Устанавливаются они на сверхмощные электровелосипеды. Но цена у них кусается — 10-20 тыс. рублей.

В итоге я решил пойти своим путем: разобраться в устройстве контроллера, сделать его прототип, а затем попытаться сделать контроллер качественнее китайского контроллера. На текущий момент проект у меня в разработке только и на уровне прототипа, готового варианта пока нет. Буду рад услышать ваши комментарии и советы.

Применение

В электровелосипедах используются трёхфазные бесщёточные электродвигатели с датчиками Холла. Стоит отметить, что применение подобных трёхфазных двигателей достаточно обширно:

• Бытовая техника
• Оргтехника
• Электротранспорт
• Промышленность

Устройство двигателя

Для разработки контроллера необходимо разобраться с принципом работы самого электродвигателя.

Электродвигатель состоит из фазных обмоток, магнитов и датчиков Холла, отслеживающих положение вала двигателя.

Конструктивно электродвигатели делятся на два типа: инраннеры и аутраннеры.

У инраннеров магнитные пластины крепятся на вал, а обмотки располагаются на барабане (статоре), в этом случае в движение приводится вал. В случае аутраннера всё наоборот: на валу — фазные обмотки, а в барабане — магнитные пластины. Это приводит в движение барабан.

Так как у велосипеда колесо крепится валом на раму, то здесь применителен тип аутраннера.

На этой картинке условно представлены три фазы с обмотками, соединёнными между собой. В реальности обмоток намного больше, они располагаются равномерно с чередованием по фазам по окружности двигателя. Чем больше обмоток — тем плавнее, чётче, эластичнее работает двигатель.

В двигатель устанавливаются три датчика Холла. Датчики реагируют на магнитное поле, тем самым определяя положение ротора относительно статора двигателя. Устанавливаются с интервалами в 60 или 120 электрических градусов. Эти градусы относятся к электрическому фазному обороту двигателя. Необходимо учитывать, что чем больше в двигателе обмоток на каждую фазу, тем больше происходит электрических оборотов за один физический оборот мотор-колеса.

Обмотки трёх фаз в большинстве случаев соединяются между собой по двум схемам: звезда и треугольник. В первом случае ток проходит от одной из фаз к другой, во втором — по всем трём фазам в разной степени. Иногда эти две схемы подключения комбинируют в одном двигателе, например в электромобилях. При старте и наборе скорости идёт соединение фаз по звезде: она даёт больший момент при относительно низких оборотах; далее, после набора скорости, происходит переключение на треугольник, в результате количество оборотов увеличивается, когда уже не нужен большой крутящий момент. По сути, получается условно автоматическая коробка передач электродвигателя.

Цикл работы

Чтобы привести в движение трёхфазный двигатель, нужно рассмотреть цикл его работы за электрический оборот. Итак, имеем три фазы — A, B, C. Каждая из фаз получает положительную и отрицательную полярности в определённый момент времени. Поочерёдно по шагам пропускается ток от «плюса» одной фазы к «минусу» другой фазы. В итоге получается шесть шагов = три фазы × две полярности.

Рассмотрим эти шесть шагов цикла. Предположим, что положение ротора установлено в точке первого шага, тогда с датчиков Холла мы получим код вида 101, где 1 — фаза А, 0 — фаза B, 1 — фаза С. Определив по коду положение вала, нужно подать ток на соответствующие фазы с заданными полярностями. В результате вал проворачивается, датчики считывают код нового положения вала — и т. д.

В таблице указаны коды датчиков и смена комбинаций фаз для большинства электродвигателей. Для обратного хода колеса (реверса) достаточно перевернуть знаки полярности фаз наоборот. Принцип работы двигателя довольно прост.

Цикл двигателя представлен в gif-анимации.

Транзисторы и Н-мост

Но чтобы поочерёдно подавать ток на каждую из фаз и менять их полярность, необходимы транзисторы. Ещё нам нужна передача больших токов, высокая скорость переключения и чёткость открытия/закрытия затворов. В данном случае удобнее управлять затворами по напряжению, а не по току. Поэтому оптимальны полевые (MOSFET) транзисторы. Чаще всего их используют в контроллерах. Очень редко можно встретить комбинированный вариант транзисторов.

Для переключения фаз со сменой их полярностей используют классическую схему Н-моста (H-Bridge) из полевых транзисторов.

Он состоит из трёх пар транзисторов. Каждая из пар подключается к соответствующей фазе обмотки двигателя и обеспечивает подачу тока со значением (+ или –). Транзисторы, отвечающие за включение фазы с положительным значением, называют верхними ключами. С отрицательным — нижними. Для каждого шага открывается пара ключей: верхний одной фазы и нижний соседней фазы. В результате ток проходит от одной фазы к другой и приводит электродвигатель в движение.

Из схемы видно, что мы не можем включить одновременно верхний и нижний ключ у одной и той же фазы: произойдёт короткое замыкание. Поэтому очень важно быстрое переключение верхних и нижних ключей, чтобы в переходных процессах не появилось замыкание. И чем качественнее и быстрее мы обеспечим переключения, тем меньше у нас будет потерь и нагрева/перегрева транзисторов H-моста.

Для запуска остаётся обеспечить управление затворами ключей H-моста. Для управления H-мостом нужно:

1. Считать показания датчиков Холла.
2. Определить, в каком положении какую пару ключей включать.
3. Передать сигналы на соответствующие затворы транзисторов.

Прототип на Ардуино

Под рукой у меня была Arduino UNO, и я решил собрать контроллер на её основе.

Первым делом я подал на датчики Холла питание 5 вольт от Ардуино (его достаточно для датчиков). Сигнальные провода от датчиков подключил на цифровые пины Ардуино, написав простейшую программу для считывания и обработки сигналов с датчиков.

Затем собрал Н-мост из полевых NPN-транзисторов. Подвёл к мосту независимое питание на 12 вольт. Но при отладке, чтоб убедиться в работоспособности, я подключил напрямую шесть пинов 5V из Ардуино на затворы H-моста. У большинства полевых транзисторов затвор работает на 20 вольт. Так делать нельзя, потому что Н-мост будет плохо работать и перегреваться. Но для кратковременных тестов это пойдёт. Кое-как, с сильными перегревами и страшными звуками, вибрациями и толчками колесо медленно закрутилось. Начало положено.

Мостовые драйверы

Далее предстояла работа над напряжением 20 вольт на управление затворами. Для этого существуют мостовые драйверы транзисторов, они обеспечивают стабильные импульсы в 20 вольт на затвор и высокую скорость отклика. Сначала у меня были популярные драйверы для маломощных моторов L293D.

Для управления затворами его достаточно, к тому же их очень просто использовать. Один такой драйвер может обеспечить питанием две пары ключей. Поэтому я взял две штуки L293D. Собрал контроллер с этими драйверами, и колесо начало крутиться существенно плавнее, посторонних звуков стало меньше, нагрев транзисторов уменьшился. Но при увеличении оборотов синхронизация с контроллером пропадала, появлялся посторонний звук, колесо дёргалось, вибрировало и полностью останавливалось.

В это же время я наткнулся на два варианта мостовых драйверов:

• HIP4086
  
• IR2101
  

Что касается HIP4086, то это полноценный мостовой драйвер, предназначенный для трёхфазного электродвигателя. Мне он показался несколько замороченным, и мои попытки использовать его в контроллере не увенчались успехом: он у меня так и не заработал. Углублённо разбираться в причинах не стал.

А взял я IR2101 — полумостовой драйвер, обеспечивающий работу нижнего и верхнего ключей для одной фазы. Несложно догадаться, что таких драйверов нужно три. К слову, драйвер очень прост в использовании, его подключение происходит безболезненно и легко. Получилась такая схема:

Собрал контроллер с этим драйвером и запустил двигатель. Ситуация с работой электродвигателя кардинально не поменялась, симптомы остались те же, как и в случае с драйвером L293D.

Аппаратное прерывание

И тут я понял, в чём дело: Ардуино не успевает обрабатывать показания датчиков Холла! Поэтому необходимо было использовать пины Ардуино с аппаратным прерыванием. Так как у Ардуино УНО таких пинов всего два, а под датчики нужно три пина, надо взять Ардуино Леонардо или Искра Нео, где таких пинов — четыре штуки.

Переписав программу под прерывания и подключив Искру Нео вместо УНО, я повторил испытания.

Колесо наконец-то заработало чётко, без вибраций, шумов, отлично стало набирать обороты без рассинхронизации. Прототип оказался жизнеспособным. Но это ещё не полноценный контроллер, поскольку в нём не было обвязки с защитами и обеспечением качественного ШИМ-сигнала.

Прототип на базе микросхемы MC33035

Параллельно с разработкой контроллера на Ардуино я рассматривал альтернативные варианты логической части контроллера. И это привело меня к микросхеме MC33035. Это старая разработка от Motorola, сейчас её выпускает ON Semiconductor. Создана специально для мощных трёхфазных двигателей.

• Отвечает за всю логическую часть контроллера
• Считывает показания с датчиков Холла
• Определяет положения вала
• Выдаёт сигналы для затворов Н-моста на их драйверы
• Имеет возможность подключения индикатора ошибок, перегрева
• Обрабатывает и передает ШИМ-сигнал (PWM)
• Осуществляет реверс (обратный ход колеса)

Одним словом, микросхема содержит всё необходимое для управления электродвигателем. Её стоимость очень низкая: на Алиэкспрессе — около 50 рублей. Для сборки полноценного контроллера на её основе потребуется микросхема MC33035, полумостовые драйверы и Н-мост из полевых транзисторов. Я также собрал контроллер на этой микросхеме. Работает отлично, стабильно, колесо крутится как надо на различных оборотах. Но функционал микросхемы ограничен, если необходимо наворотить различные функции, вывод на дисплей скорости, одометр, расход батареи, то опять же возникает необходимость дополнительно подключить Ардуино или что-то аналогичное.

Главное преимущество контроллера на базе MC33035 — это простота в использовании. Просто покупаете микросхему, собираете Н-мост, спаиваете всё на плату с небольшой обвязкой — и контроллер готов. Если нужно просто запустить двигатель с ШИМ-сигналом и управлять им — оптимальный вариант.

Контроллер на базе Ардуино — вариант сложнее, понадобится писать логику, обеспечивать дополнительные защиты контроллера. Но для экспериментов, прототипов, дополнительного функционала, использования различных режимов работы двигателя — подходящий вариант. Поэтому я решил пока отложить MC33035 и продолжить работу с Ардуино.

Подключение контроллера электровелосипеда: как это сделать

Любой электрический велосипед имеет достаточно сложное устройство и включает в себя не только моторный агрегат, но также контроллер. Под ним принято понимать отдельную систему управления транспортом, обеспечивающую непрерывную работу двигателя. Альтернативное название этого узла – «головной мозг». Как устроен контроллер для электровелосипеда, и по какому принципу он функционирует, будет рассмотрено в статье.

Что это такое?

Главные задачи этого механизма заключаются в следующих аспектах:

• приведение в действие колес моторного типа;
• обеспечение регулировки скорости движения;
• контроль процессов вращения;
• гарантия правильной остановки.

Контроллер для электровелосипеда 36 вольт, 48 вольт или любой другой величины выступает в качестве важнейшей детали любого транспорта, поскольку именно он отвечает за все действия или процессы. С его помощью не составит труда обеспечить переход тока к электрическому двигателю. Благодаря рационально продуманной конструкции системы, можно обеспечить достижение следующих целей:

• активация и деактивация электроники;
• отслеживание функционирования мотор-колес;
• круиз-контроль;
• установка ограничения скоростного режима;
• ускорение моторного агрегата;
• обеспечение рекуперативного торможения;
• отображение параметров на управленческой панели;
• организация обратного хода.

Говоря о функциях этой системы еще раз, стоит в обязательном порядке отметить регулирование процесса движения велосипеда, организацию крутящего момента и защиту электродвигателя.

Какими параметрами характеризуется блок управления?

Рассматривая такое понятие, как схема контроллера электровелосипеда, стоит ознакомиться с характеристиками, позволяющими электрическим моторам и батареям функционировать.

1. Максимальная отметка постоянного тока. Этот показатель характеризует предельное значение, позволяющее держать устройство на протяжении конкретного отрезка времени.
2. Пиковый ток. Данное значение выдерживается на «короткой дистанции», традиционно это число существенно больше по сравнению с предыдущим значением. Оно отслеживается в рамках резкого старта при развитии в транспортном средстве внушительного крутящего момента.
3. Максимальное напряжение. Это значение характеризует максимальное число банок аккумулятора, которые применяются на практике. При его повышении возникает вероятность сгорания контроллера или выхода из строя. Параметр напряженности варьирует в зависимости от конкретной моделью, традиционно он рассчитан на 24, 48 и 60 Вольт.
4. Сопротивление изнутри. Этот показатель не так важен, как может показаться на первый взгляд. Наблюдается обратная пропорциональная зависимость между мощностью контроллера и сопротивлением.
5. Частота импульсной подачи. Это значение пребывает в зависимости от типа мотор-колеса.

Это далеко не все показатели, однако они представляют собой основу и влияют на качество работы системы.

Устройство работы контроллера электрического велосипедного транспорта

Прежде чем рассматривать подключение контроллера электровелосипеда, стоит обратить внимание на принцип его устройства. Внешне он напоминает коробку, материал изготовления – алюминий. Внутри располагается достаточно большое количество цветных проводов. Встречаются модели, в которых конструкция устанавливается в отдельном боксе, что обеспечивает дополнительную защиту от грязи и повреждений.

В структуру традиционной схемы входят следующие элементы:

• основная часть – микроконтроллер, находится в центре конструкции;
• преобразователи с показателем напряженности в 12 и 5 В;
• периферийная часть с ручками и датчиками;
• силовые элементы.

Каждая деталь играет важную роль в общей конструкции и позволяет обеспечивать ее непрерывное функционирование.

Особенности активации контроллера

Распиновка контроллера электровелосипеда позволяет обеспечивать подключение питания мотор-колес с силовыми проводами, совпадающими по цвету. Все, что нужно сделать для активации устройства, это подключить главные провода. Если комплектация включает в себя велосипедный компьютер, он обязательно соединяется с пультом управления. При отсутствии последнего элемента замок зажигания подключается к разъемам красного и синего цвета.

Следующий этап – подключение ручки «газа» к разъему, а тормоза – к области отверстия ручки. Именно там располагаются разъемы в количестве двух штук, во второй можно подключить стоп-сигнал, если есть желание. Рассматриваемая опция может быть установлена непосредственно в ограничителе. Для решения поставленной задачи белые провода замыкаются. Чтобы опция могла работать постоянно, контакты нужно соединить между собой.

Если в конструкции предусмотрена система ассистирования, ее подключение происходит в особом отделе. Сначала нужно активировать зону АКБ. Также важно помнить о невозможности замывания черных и красных контактов. В случае самостоятельной организации сборки важно отслеживать, чтобы цвета соответствовали друг другу. Соединять разъемы без надобности не стоит.

Разновидности предлагаемых контроллеров для велосипедного транспорта

Контроллер для электровелосипеда на 36 или 48 вольт имеет внушительную классификацию. В соответствии с типом связи с мотором выделяют изделия для работы с датчиком или без него, а также универсальные модели. В зависимости от формы сигнала различают системы, подающие прямоугольный сигнал или в форме синусоиды. В первом случае можно получать сравнительно высокие скорости вращения, но также сталкиваться с шумом при работе из-за вибраций. Во второй ситуации есть шанс обеспечить бесшумную работу на низких скоростных режимах.

Особенности выбора контроллера для электрического велосипеда

Чтобы не приходилось слишком часто производить ремонт контроллеров электровелосипедов, а также замену отдельных деталей, необходимо грамотно подходить к их выбору. Осуществляется он на основании типа двигателя и аккумуляторной батареи. Ключевые параметры можно описать следующим образом:

• напряжение;
• отметка максимального тока;
• мощность мотора – если она составляет 350 Вт, достаточно изделия на 36 В 15 А, если 100 Вт, подойдет контроллер 48vдля велосипеда с силой тока от 25, а если 1000 Вт – от 30;
• возможность настройки программы в соответствии с собственными потребностями;
• соотношение между скоростным режимом колес и напряжением – 1 к 0,9;
• оптимальная средняя скорость движения в зависимости от параметров контроллера – если 36В – 32 км/ч, если 48 – 45 км/ч, по мере увеличения этого параметра происходит смена соотношения ввиду колоссальных затрат энергии на борьбу с сопротивлением воздушной массы.

Можно приобрести контроллер, работающий в обычном режиме, или же устройство с опцией программирования настроек. Второй вариант идеально подойдет для различных экспериментов, поскольку предполагает детальное длительное изучение. Его не составит труда подключить к конструкции с помощью кабеля или блютуз, а затем задать нужные значения тока, углов фаз.

Вывод-заключение

Таким образом, контроллер представляет собой незаменимый элемент в любом электрическом велосипеде. Он отвечает за весь процесс передвижения. На сегодняшний день на рынке представлено огромное количество изделий, и каждый потребитель может выбрать оптимальную мощность, напряжение, вид функционирования. Каждая модель имеет свои возможности и нюансы, которые обязательно нужно изучать перед выбором и покупкой.

Контроллер для электровелосипеда: схема, особенности подключения, советы при выборе

Все конструкции электровелосипедов включают в себя не только электродвигатель, но и отдельную систему управления — контроллер. Он необходим для обеспечения работы электромотора в велосипеде. Контроллер выполняет важную функцию в транспорте и считается «головным мозгом» конструкции.

Что такое контроллер для электровелосипеда?

Контроллеры приводят в действие моторные колеса, регулирует скорость и вращение, а также обеспечивает правильную остановку

Контроллер считает одной из главных частей электровелосипеда, так как отвечает за совершенные действия. Он обеспечивает переход тока к электродвигателю.

Такая конструкция позволяет:

• включать и выключать электронику;
• регулировать работу мотор-колес;
• позволяет устанавливать ограничитель скорости;
• осуществляет круиз-контроль;
• ускоряет двигатель до трехскоростного режима;
• отвечает за рекуперативное торможение;
• позволяет всем параметрам отображаться на панели управления;
• осуществление обратного хода.

Главные функции контроллера делят на:

• регулировку движения велосипеда;
• осуществление крутящего момента;
• защищает электродвигатель.

Параметры блока управления

Контроллеры обеспечены основными параметрами, благодаря которым электромоторы и батареи могут работать:

1. Максимальный постоянный ток. Значение, которое отвечает за максимальный ток, который держит контроллер в течение установленного времени.
2. Максимальный пиковый ток. Значение, которое выдерживается на минимальном отрезке времени. Данное число обычно гораздо больше, чем значение постоянного тока. Пиковый ток наблюдается при резком старте, когда в транспорте развивается большой крутящий момент.
3. Максимальное напряжение аккумуляторов. Значение максимального количества используемых аккумуляторных банок. Если происходит повышение напряжения, контроллер может сгореть или выйти из строя. Разные модели имеют свой показатель напряженности. В основном они рассчитаны на 24, 48 и 60V.
4. Внутреннее сопротивление. Данный параметр не является важным. Чем больше мощность контроллера, тем меньше сопротивление.
5. Частота подачи импульсов. Значения данного параметра зависят от вида мотор-колес.

Схема контроллера электровелосипеда

Контроллер внешне выглядит, как коробка, выполненная из алюминия. Внутри неё содержится много цветных проводов. В некоторых моделях конструкцию устанавливают в отдельном боксе, для защиты от загрязнений и повреждения.

Схема контроллера включает в себя:

1. Сердце в виде микроконтроллера, расположенное в центре конструкции.
2. Преобразователи напряженностью 12 и 5 В.
3. Периферия (ручки, датчики).
4. Силовые компоненты.

Как подключить контроллер к электровелосипеду?

1. Необходимо подключить питание мотор-колес к силовым проводам такого же цвета.
2. К датчикам мотор-колес подключить главные провода. Если в комплекте есть велокомпьютер, его подключают к пульту управления.
3. Если пульта управления нет, то замок зажигания подключают к красному и синему разъему.
4. Затем ручку «газа» подключают к разъему.
5. Тормоз подключают к отверстию ручки. Там содержится два разъема, поэтому во второй можно подключить стоп сигнал при желании.
6. В ограничителе максимальной скорости можно установить данную функцию. Для этого замыкают два белых провода. Для того чтобы функция работала постоянно, следует контакты соединить между собой.
7. При наличии системы ассистирования, ее можно подключить в специальном отделе.
8. Следует подключиться к отделу аккумуляторной батареи.
9. Необходимо помнить, что нельзя замыть контакты черного и красного цвета питания.При самостоятельной сборке рекомендуется следить за соответствием цветов и не соединять разъемы без надобности.

Виды контроллеров для электровелосипедов

По типу связи с двигателем:

1. Для работы с установленным датчиком.
2. Работающие без датчика.
3. Универсального типа.

По форме получаемого сигнала:

• Подают прямоугольный сигнал. Зачастую такие виды дешевле. Использование позволяет получать высокие скорости вращения, но из-за этого возникает шум при работе ввиду микровибраций.
• Форма синусоиды — обеспечивают бесшумную работу, но на более низких скоростях.

Как выбрать контроллер для электровелосипеда – советы

Контроллер выбирают исходя из вида двигателя и аккумулятора. Основными параметрами считаются: напряжение и величина максимального тока.

Двигатель мощностью 350 Вт нуждается в контроллере 36 В 15 А.

Мощность 100 Вт — контроллер 48 В, силой тока не меньше 25 А. Для лучших показателей выбирают модели со значением тока 30, 35, 40 ампер.

Мощность 1000 Вт- контроллер 48 В 30 А. Существуют программируемые конструкции, где можно настраивать ток под собственные потребности.

Оптимальное соотношение скорости колес к напряжению -1 к 0,9. Исходя из этого, можно рассчитать скорость движения: при 36 В передвигаться следует при 32 км/ч, при 48 В — 45 км/ч.

Увеличение скорости изменяет и соотношение, так как имеют место существенные затраты энергии на борьбу с сопротивлением воздуха.

Контроллер является незаменимой частью электровелосипеда. Он отвечает за все главные функции передвижения. Современный рынок предоставляет большой выбор исходя из мощности, напряжения, вида и способа работы.

Для того чтобы выбрать правильную оснастку электровелосипеда, необходимо изучить основные нюансы и возможности каждой модели. Выбор хорошей модели подразумевает большой спектр функций, например, отдельных выход для питания фар, задний ход, различные режимы скорости и мощности.