e-motion

Visai netyčia užtikau General Motors filmuką apie elektromobiliuose naudojamus bešepetėlinius motorus. Gal bus įdomu:

Štai, paleidau ilgai gulėjusį ir ramybės nedavusį motorą. Kol kas su gamykliniu valdikliu, taigi srovės srebia gana daug (14A prie 40V). Su savadarbiu valdikliu tikiuosi energijos sąnaudas ir triukšmą sumažinti bent 5 kartus. Manau tokio motoro pakaktų kad su motoroleriu apsiversčiau pajudant, taip pat įmetus į automobilį, ratui po vieną – trumpalaikė galia bėgėjimosi metu būtų koks 100 kW.
Ventiliatorius uždėtas tik kaip vaizdinė priemonė – bus eksponuojamas Litexpo ALT 2011 (Gegužės 6-8 dienomis). Vaizdelis akims paganyt:

Na štai, čempionatas įvyko. Šiuo metu elektrinis motoroleris ir aš ant jo atrodome taip:

Taikiau į mėgėjų klasę, bet pasirodė kad aš vienintelis norintis, taigi teko rinktis: jungtis prie “hobby” klasės (kur mane turbūt aplenktų keliais ratais, taip pat viskas kainuotų 98 Lt (30 Lt startas, 30 Lt laikina sporto licencija, 38 Lt draudimas…) arba nedalyvauti.

Kaip jau minėjau anksčiau, vėl pavedė kitaicai: LYEN 18 tranzistorių valdiklis atsisakė priimti duomenis, taigi teko važinėti su stipriai sumažinta galia (srovės limitas ~35A vietoje reikalingų 130A). Didžioji šios energijos dalis yra prarandama trinties metu ir pačiam varymui praktiškai nieko nebelieka. Taipogi prie problemų prisidėjo ir persunkūs variatoriaus svareliai, dėl kurių diržas pradedamas kelti per anksti ir prarandamas sukimo momentas (manau apie 30% galios). Bandžiau išimti pusę svarelių – deja tuomet svoris jau per mažas ir diržą labai nenoriai ima kelti tik esant visiškai maksimalioms variklio apsukoms. Teko sudėt atgal. Na o viso to rezultatas – greitis lygumoje ~40 km/h…

Renginio metu man leido pasireikšti per pertrauką: pristatė ir įdavė mikrofoną. :) Trumpai papasakojau kas kaip ir pravažiavau vieną ratelį. Aišku greitis buvo 30-40… Žodžiu, šiek tiek apsijuokiau. Po to sustojęs atsakiau į susidomėjusiųjų klausimus ir išdalinau vizitines… Net kažkoks užsienietis prašė leidimo fotografuoti variklį.

Tuomet sekė antras raundas, kurio metu turėjau ką veikt. Kadangi valdiklis nepasidavė programavimui, teko problemą spręsti senu metodu – keičiant šuntą. Čia turiu nuoširdžiai padėkoti draugams, kurie ne tik buvo gera palaikymo komanda, bet ir su savimi turėjo dujinį lituoklį. :) Žodžiu, ant žolytės viską išsiardžiau, paleidau gabalais valdiklį ir lygiagrečiai šuntui prilitavau porą cm ~1,5mm² varinio laido. Rezultatas – gerokai išaugusi srovė. Neaišku kiek, mat dabar CycleAnalyst rodo vėjus. Pasibaigus varžyboms dar kartą pralėkiau. Aišku nelėkė taip kaip norėtųsi, bet jau gan normaliai, važiuoja lygumoj kokius 60 km/h. Šiek tiek nuo kalniuko (miškeliu nuo plytinės kartodromo) jau gal ir ~70 paėmė, trumpokas kelias įsibėgėjimui. Staigiau pajudant stipriai kyla priekis. Ant asfalto padangos neprasuka – buksuoja variatoriaus diržas… Bet grįžus prie garažo ant smėliuko gan normaliai prakasuoja. Na jei realiai tai dabar galia daug maž tokia kokia buvo su benzininiu varikliu.

Laukia dar daug darbo: užbaigti BMS programą, pakeisti variatoriaus svarelius, pakeisti diržą, pakelti valdiklio srovę, sutvarkyti šviesas… Tiesa, kol kas “degimo” jungiklis – ilgos šviesos. :) Vakar surinkinėjau viską skubėdamas, norėjau pajungti nuo spynelės, bet pamačiau kad ten atvirkščiai veikia – įjungus degimą kontaktai atjungiami… Tai teko improvizuoti. Irgi reikės tvarkyt.

Ir noriu dar kartą labai padėkoti draugams, kurie ne tik padėjo morališkai, bet ir turėjo lituoklį, padėjo sukiot varžtus ir pavežiojo mano pyrdą. Didelis ačiū Jums.

Dar kelios nuotraukos. Fiksavo Sandra.

Na šį kartą naujienos tikrai geros. Parkeliavo motoro valdiklis su priedais (greičio rankenėlė, Cycle Analyst), taigi viską greitai surinkau ant mopedo variklio. Dabar vaizdas toks:

Garsas didelis… Net labai. Bet nieko čia jau nepadarysiu, toks valdiklis. Visi jie tokie (išskyrus SVPWM). Diržą kelia nuo maždaug 5500 RPM. Su apkrova matyt kažkiek skirsis, tai bus matyt. Neskaitant triukšmo, yra viena didelė problema – dirbant laisvom apsukom (maksimaliom) srebia virš 1kW. Tikėjausi kokių 500W, bet 1kW jau daugokai. Dar pastebėjimas – diržas praslysta. Reikės kažką daryt…

Bandymai su apkrova parodys tikrus rezultatus.

Pavadinimą su klaida parašiau specialiai, mat būtų labai neteisinga tai vadinti bent minimalia kokybe. Dabar esu nepaprastai piktas ant “Golden Motor” ir jų gaminamo mėšlo.

Istorija prasidėjo kai gavau štai tokį daikčiuką:

Tai yra BLDC valdiklis, 72V 300A. Viduje sumontuotas DSP procesorius, taigi dirba SVPWM algoritmu ir šio daikto tarpfaziai yra sinusiniai (kas jau yra gana rimta). Rodos, turėtų būti rimtas daiktas. Savikaina su visokiausiais gabenimo ir importo mokesčiais – apie 1100 Lt.

Na tai istorija maždaug tokia: Pajungiu prie variklio, greičio rankenos, maitblokio. Paduodu maitinimą… Ir nieko, tik mirga raudonas “power” LED. Na maždaug suprask – klaida. Pasirodo tai dėl to, kad standartinė, visuotinai priimta holo efekto principu veikianti greičio rankenėlė jam netinka. Dokumentacijoj aišku apie tai nė žodžio. Gerai, šią problemą sutvarkiau. Pasileido. Didinu apsukas… Kyla… ir sustojo. Power indikatorius šviečia, atseit viskas gerai. Bet nesisuka. Išjungiu maitinimą… vėl prijungiu.. Po sekundės užsižiebia power indikatorius, iš maitblokio ir maitinimo laido pasigirsta taukštelėjimas (laidas sudreba ore) ir viskas išsijungia porai sekundžių, tada vėl įsijungia ir istorija kartojasi. Taip gaunasi, kad valdiklis užtrumpina maitinimo šaltinį ir suveikus maitblokio srovės ribojimui ir stipriai sėda įtampa, tada valdiklis išsijungia, įtampa pradeda kilti ir užtrunka kol valdiklis vėl “užsibootina”. Tai vyksta netgi absoliučiai viską atjungus nuo valdiklio, palikus tik maitinimą.

Pamatuoju… kiauras valdiklio tranzistorius. Viso jų ten yra “šeši” (minimumas trifaziam valdikliui), bet kiauras tik “vienas” viršutinis petis. Paaiškinkit man, neišprusėliui, kaip 300A ir 100V laikantis tranzistorius gali perdegti maitinamas 50 V įtampa su 25 A srovės limitu. Vienintelis mano vaizduotės vaisius – pramuštas tranzistoriaus Gate. Lauko tranzistoriai yra valdomi įtampa, na o 100V laikančio tranzistoriaus Gate įtampa gali būti max ±20 V Source atžvilgiu. Na tai galima daryti išvadą, kad vienintelis būdas sudeginti tokį tranzistorių – į Gate paduoti daugiau nei ±20 V.

Paskutiniu metu nuolat tenka remontuoti dviračiams skirtus Golden Motor valdiklius, kurie miršta lygiai taip pat be priežasties: viską sujungus ratas sukasi, bet vos davus apkrovos (pilnai pakanka variklį palaikyti ranka, nors toks daiktas turėtų turėti pakankamai jėgos užtempti žmogų į gana statų kalną) valdiklis miršta – kiauras tranzistorius… Ir liūdniausia tai, kad pakeitus tranzistorių vėl būna tas pats, tik nebūtinai tas pats tranzistorius. Po sugedimų tranzistorius valdančios grandinės būna sveikos. Kitos partijos valdikliai veikia gerai (bent jau nesudega).

Žodžiu, kadangi su šiuo daiktu situacija ta pati, žiauriai sukilo nervai ir smalsumas kas gi viduje ir ko jis toks sunkus (net 3,5 kg, nors neabejoju kad aš tokį daiktą galėčiau sutalpinti į 500 g). Žodžiu, atidariau…

Nuėmus plastmasinį dangtį valdiklis man parodė savo užpakalį – pliką plokštę be jokių detalių. Šiek tiek nemalonu, na bet tiek to, paardžiau toliau. Ir ką gi aš radau?

Na, visų pirma atsakymą į tai, kodėl šitas daiktas toks sunkus. Vietoje to, kad gamintojas sudėtų 6 (minimumą) rimtus galinius tranzistorius, jis pasielgė kiek kitaip – pribėrė didelę saują šerpotriebo, net 36 tranzistorius (po 6 lygiagrečiai). Kažkoks absurdas. Na bet tarkim, užskaitom, taip pigiau (?)…

Antras iškart į akis kritęs dalykas – tie du žali C formos feritai. Jų tarpeliuose yra įmontuoti holo jutikliai. Tokiu būdu yra matuojama dviejų fazių srovė (trečios nematuoja, nes: A+B+C=0; C=-A-B). Tai reikalinga vienam iš SVPWM algoritmo įgyvendinimo būtų. Panaudoti feritus magnetinio lauko sukoncentravimui ties holo jutikliais – sprendimas įdomus ir (gal būt) vertas pagyrimo. Bet čia kitaicai irgi pasišiukšlino: šie feritai prie plokštės yra “priklijuoti” dvipuse lipnia juosta. Spėkit ar ta juosta juos kiek nors laiko. O feritų svoris tai nemažas. Žodžiu, aš, šio valdiklio nei mėtęs nei ką, feritus radau visiškai palaidus, klebetuojančius ir besisukiojančius į visas puses. Įsivaizduokit kad šis valdiklis prikabintas kur nors prie mopedo variklio bloko. Vibracijos feritus sutrupintų turbūt jau per pirmą kilometrą.

Trečias pastebėjimas… Atkreipkite dėmesį į tai, kokiu būdu tarpusavyje susijungia plokštės. Tai yra plonas daugiagyslis plokščias kabelis, kurio ilgis, na, kokie 5 cm. Galio bloko plokščių ilgis dar kokie 15 cm. O kur stovi  tranzistorių draiveriai? Įsižiūrėkit į foto (paspaudus atsidaro didesnė). O gi ant pagrindinės plokštės, kur atstumas iki galinio tranzistoriaus gaunasi kokie 20 cm! Tiems, kas skaitydami nesupranta ko aš čia rėkauju: rekomenduojama tranzistoriaus draiverį statyti kaip įmanoma arčiau tranzistoriaus, nes priešingu atveju ilgame laide atsiranda visokiausių parazitų: rezonavimas, indukcija. Teoriškai draiveris į tranzistorius paduoda maždaug 12V stačiakampius impulsus (primenu, kad max įtampa yra 20 V), taigi iki limito, rodos, yra gana didelė atsarga. Indukcijos reiškinys gana paprastas: šalimais teka didelės srovės (300 A vos centimetro atstumu, manyčiau, yra gana daug), kurios sukuria stiprius elektromagnetinius laukus, na o šie indukuoja srovę gretimuose laidininkuose. Na o rezonavimas atsiranda dėl susidariusio LC kontūro: čia L yra ilgas takelis, o C yra tranzistoriaus Gate-Source talpa. Dėl rezonanso taip pat gali stipriai išaugti įtampos pikai. Žodžiu, taip suprojektuoto draiverio valdomas tranzistorius gali laisvai gauti kad ir 50 V.

Tai tokia mano detektyvo išvada ir gedimo priežasties versija. Apibendrinant, kitaicai gamina visišką šūdą, nors ir už tikrai didelę kainą.

Dabar sprendžiu bėdą iš kur skubiai susiorganizuoti bent jau 200 A valdiklį, mat norėčiau spėti paruošti mopedą artėjančiam (spalio 3 d.) Lietuvos motorolerių čempionatui bei, būtinai, Elektromobilių paradui (spalio 23 d.).

Tai šiam kartui tiek. Kiekvieną dieną dirbu su Golden Motor produkcija, taigi turiu dar daug pastebėjimų bei apžvalgų, taigi vieną ramią dieną viską aprašysiu, išsiliesiu iš širdies.