3-fase motorsykkel spenningsregulator kretser

Innlegget diskuterer en liste over PWM-kontrollert enkel 3-faset motorsykkel spenningsregulator krets som kan brukes til å kontrollere batteriladningsspenningen i de fleste tohjulinger. Ideen ble bedt om av Mr. Junior.

Tekniske spesifikasjoner

hei mitt navn er junior live i Brasil og jobber med produksjon og gjenoppretting regulator likeretter motorsykkel spenning og vil sette pris på hjelp u, jeg trenger en tre-fase mosfet regulator krets for motorsykler, entreda spenning 80-150 volt, korrete Maks 25A, maksimalt forbruk av systemet 300 watt,

Jeg venter på retur
til.
junior

Designet

Den foreslåtte 3-fasede motorsykkel spenningsregulator krets for motorsykkel kan være vitne til i diagrammet nedenfor.

Skjematisk er ganske lett å forstå.

3-fase-utgangen fra dynamoen påføres sekvensielt over tre effekttransistorer som fungerer i utgangspunktet som shunt-enheter for generatorstrømmen.

Når vi alt dette mens vi opererer, kan en generatorvikling bli utsatt for enorme omvendte EMFer, i en grad som kan rive av isolasjonsdekselet på viklingen og ødelegge den permanent.

Regulering av dynamopotensialet gjennom metoden for shunting eller kortslutning til bakken bidrar til å holde dynamopotensialet under kontroll uten å forårsake uønskede effekter i det.

Tidspunktet for shuntingsperioden er avgjørende her og påvirker direkte størrelsen på strømmen som til slutt kan komme til likeretteren og batteriet under lading.

En veldig enkel måte å kontrollere shuntingstidsperioden er ved å kontrollere ledningen til de tre BJT-ene som er koblet over generatorens 3 vikling, som vist i diagrammet.

Mosfets kan også brukes i stedet for BJT, men kan være dyrere enn BJT.

Metoden implementeres ved hjelp av a enkel 555 IC PWM-krets.

Den variable PWM-utgangen fra pin3 på IC påføres over basene til BJT-ene som igjen blir tvunget til å utføre på en kontrollert måte avhengig av PWM-driftssyklusen.

Den tilhørende potten med IC 555 krets justeres riktig for å oppnå riktig gjennomsnittlig RMS-spenning for batteriet som er ladet.

Metoden vist i 3-faset motorsykkel spenningsregulator krets ved bruk av mosfets kan like implementeres for enkelt generatorer for å få identiske resultater.

Justering av toppspenning

En toppspenningsreguleringsfunksjon kan være inkludert i kretsen ovenfor, i henhold til følgende diagram, for å opprettholde et sikkert ladespenningsnivå for det tilkoblede batteriet.

Som det fremgår, blir jordlinjen til IC 555 byttet av NPN BC547 hvis base styres av toppspenningen fra generatoren.

Når toppspenningen overstiger 15 V, leder og aktiverer BC547 IC 555 PWM-kretsene.

MOSFET leder nå og begynner å overføre overskytende spenning fra generatoren til bakken, med en hastighet bestemt av PWM-driftssyklusen.

Prosessen forhindrer at generatorens spenning overskrider denne terskelen, og dermed sikrer at batteriet aldri blir overoppladet.

Transistoren er BC547, og pin5-kondensatoren er 10nF

Motorsykkel batteriladingssystem

Det andre designet presentert nedenfor er en likeretter pluss regulator for et 3-faset ladesystem av motorsykler. Likeretteren er fullbølge og regulatoren er shunt-type regulator.

Av: Abu Hafss

Ladesystemet til en motorsykkel er forskjellig fra bilene. Spenningsgeneratoren eller generatoren på biler er elektromagnet-type som er ganske enkle å regulere. Generatorene på motorsykler er av typen permanentmagnet.

Spenningsutgangen til en generator er direkte proporsjonal med RPM, dvs. ved høy RPM vil generatoren produsere høye spenninger mer enn 50V, og derfor blir en regulator viktig for å beskytte hele det elektriske systemet og batteriet også.

Noen små sykler og trehjulinger som ikke kjører i høye hastigheter, har bare 6 dioder (D6-D11) for å utføre fullbølgeretting. De trenger ikke regulering, men disse diodene er høyt ampereverdige og avgir mye varme under drift.

I sykler med riktig regulerte ladesystemer brukes normalt shunt-type regulering. Dette gjøres ved å kortslutte generatorens viklinger for en syklus av vekselstrømsbølgen. En SCR eller noen ganger en transistor brukes som shuntanordning i hver fase.

Kretsdiagram

Kretsdrift

Nettverket C1, R1, R2, ZD1, D1 og D2 danner spenningsdeteksjonskretsen, og det er designet for å utløse ved omtrent 14,4 volt. Så snart ladesystemet passerer denne terskelspenningen, begynner T1 å lede.

Dette sender strøm til hver gate av de tre SCRene S1, S2 og S3, via strømbegrensende motstander R3, R5 og R7. D3, D4 og D5 er viktig for å isolere portene fra hverandre. R4, R6 og R8 hjelper til med å tømme mulig lekkasje fra T1. S1, S2 og S3 skal være varmesenkende og isolert fra hverandre ved bruk av glimmerisolator, hvis du bruker vanlig varmeavleder.

For likeretteren er det tre alternativer:

a) Seks bildioder

b) En 3-faset likeretter

c) To bro likerettere

Alle må være vurdert til minst 15A og være varmesenkende.

Bildioder er to typer positive karosserier eller negative karosserier, og bør derfor brukes tilsvarende. Men de kan være lite vanskelige å komme i kontakt med.

Bruke to bro-likerettere

Hvis du bruker to bro likerettere, kan de brukes som vist.

Bridge likeretter

Automotive dioder

3-faset likeretter

Bridge likeretter

Effektiv batterilading gjennom regulering av motorsykkel shunt

Følgende e-post-samtale mellom Mr. Leoneard, en ivrig forsker / ingeniør og meg, hjelper oss med å lære noen veldig interessante fakta angående ulemper og begrensninger for motorsykkel shunt regulator. Det hjelper oss også å vite hvordan vi kan oppgradere konseptet til en effektiv, men billig design.

Leonard:

Du har en interessant krets, men .....
Motorsykkelen min har en generator på 30 amp, som jeg er sikker på er RMS, og når topper på 43,2 ampere. 25 Amp-kretsen din holder sannsynligvis ikke lenge.
Men.....
I stedet for likeretterne du foreslår, er en SQL50A vurdert til 50 ampere ved 1000 volt. Det er en 3-faset likerettermodul, og skal ikke ha noe problem med å håndtere 45 ampere topp. (Jeg har to på hånden.)
Det betyr også at SCR-ene må håndtere at Amperage og tre HS4040NAQ2 med RMS-strøm på 40 Amps (ikke-repeterende bølge til 520 Ampere) skal håndtere det ganske bra. Selvfølgelig vil de kreve en ganske sunn kjøleribbe og god luftstrøm.
Jeg tenker at kontrollkretsen skal fungere ganske mye som den er.
Jeg har byttet ut 3 regulatorer de siste tre månedene, og jeg prøver å kaste gode penger etter dårlig. Den siste varte totalt ti sekunder før den gikk dårlig også. Jeg er i ferd med å bygge min egen, og hvis jeg må bygge den for å drive et slagskip, så være det.
En annen ting jeg har lagt merke til, laminatene som brukes i dynamoen er betydelig tykkere enn de som brukes i elektriske motorer. En 18-polet vikling og motor som kjører ved motorveihastigheter betyr mye høyere frekvens, og langt flere virvelstrømmer i jernet. Hva ville være effekten på disse virvelstrømmene hvis du bruker en serieregulator som gjør at spenningen kan gå så høyt som 70 Volt (RMS)? Ville dette øke virvelstrømmene til det punktet at jernet overopphetes, og risikere skade på viklingene på generatoren? I så fall vil det være fornuftig å ikke la spenningen komme over 14 volt, men jeg har fortsatt 20 ampere som kommer fra generatoren ved 1500 RPM.

JEG:

Takk skal du ha! Ja, du må kvitte deg med den høyspenningen som kan sette enormt press på generatorens vikling, den beste måten er å shunt den gjennom kraftige MOSFET-er på kjøleribben
https://homemade-circuits.com/wp-content/uploads/2012/10/shunt-3.png

Leonard:

Egentlig er jeg ikke så opptatt av effekten av spenning på viklingene. De ser ut til å være belagt med Poly-Armor Vinyl, som også brukes i tilfeldige sårstatorer som fungerer ved 480 volt. Jeg er langt mer bekymret for varmen fra virvelstrømmene i laminatene, siden de er så tykke. Her i USA, med 60 hz-strøm, er tykkelsen på motorlaminer en brøkdel av hva de er i dynamoen. Ved kjørehastighet kan frekvensen fra dynamoen være 1,2 kHz eller høyere. I andre applikasjoner vil det kreve en ferrittkjerne for å eliminere virvelstrømmene.
Jeg prøver å forstå rollen som virvelstrømmer i dette programmet. Når RPM øker, øker også frekvensen, og virvelstrømmen også. En parasittbelastning for å utjevne spenningen som genereres? Et middel for å utjevne strøm generert ved høyt turtall? Hvor mye varme genererer det? Nok til å brenne ut viklingen ved høyt turtall?
Ligger inne i motoren, kan jeg forstå at jeg bruker motorolje til å avkjøle monteringen, men med svinghjulets sentrifugalkraft og viklingene som ligger inne i det, kan jeg ikke forestille meg noen reell mengde olje som kommer til dem for kjøling.
Den høyeste spenningen jeg har kunnet lese er 70 volt RMS. Det er ikke nok til å bue gjennom PAV-belegg på ledningen, med mindre varmen blir overdreven. Imidlertid, er det en mot-EMF som motsetter seg magnetfeltet fra de roterende magneter ved å skifte overskuddet til bakken? Og i så fall, hvor effektivt er det?

JEG:

Ja, økning i frekvens vil gi mer virvelstrøm i en jernbasert kjerne og en økning i varme. Jeg har lest at shuntkontrollmetoden er bra for motorbaserte generatorer, men dette vil også bety økt belastning på generatorhjulet og mer drivstofforbruk av bilen. Er det kjøling av vifte? strømmen til viften kan nås fra selve generatoren.

Leonard:

Jeg er redd for at en kjølevifte ikke er et alternativ for dynamoen. Det er montert internt, inne i motoren og på Vulcan, det er to aluminiumsdeksler over det. (Bytte av generatorviklingen betyr å fjerne motoren fra motorsykkelen.) Jeg ser ingen måte å redusere virvelstrømmene fordi de er indusert av magnetene som roterer inne i svinghjulet. Imidlertid kan jeg redusere strømmen shunted til bakken ved å heve spenningen til shunten til 24 volt, og følge den med en serieregulator satt til 14 volt. Når jeg tester generatoren, ser jeg ikke mye effekt av mot EMF for å redusere kortslutningsstrøm. Jeg kan laste dynamoen til 30 ampere, og ved å kortslutte ledningene, leser jeg fortsatt 29 ampere.
Imidlertid, hvis du bruker virvelstrømmene som en parasittbelastning for å utjevne spenningen og strømmen ved høyt turtall, ser det ut til å være ganske effektiv. Når spenningen med åpen krets når 70 volt (RMS), går den ikke høyere selv når motorens turtall dobler. Shunting 20 Ampere til bakken (som gjort av fabrikkregulatorer), øker varmen i viklingen i tillegg til virvelstrømmene. Ved å redusere strømmen gjennom viklingene, bør også varmen som genereres av viklingene reduseres. Det vil ikke redusere virvelstrømmene, men bør redusere den genererte varmen generert av generatoren, forhåpentligvis bevare viklingsisolasjonen.
Med tanke på belegget på viklingene, er jeg ikke så opptatt av spenningen som genereres. Etter å ha jobbet med gjenoppbygging av elmotorer i mange år, er jeg klar over at HEAT er den verste fienden til isolasjonen. Kvaliteten på isolasjonen reduseres når driftstemperaturen øker. Ved omgivelsestemperatur kan PAV-belegg holde 100 volt 'sving-til-sving'. Men øk temperaturen med 100 C, og kanskje ikke.
Jeg er også nysgjerrig. Elektriske motorer bruker en stållegering med 3% silisium for å redusere motstanden mot magnetfelt reversering i jernet. Inkluderer de det i lamineringene eller utelater silisiumet for ytterligere å redusere økningen av spenning og strøm ved høyt turtall? Det tilfører ikke varmen, men reduserer effektiviteten til strykejernet, jo høyere turtall. Ved å øke motstanden mot magnetfeltreversering i kjernen, kan det hende at magnetfeltet ikke trenger så dypt inn i kjernen før det kreves å reversere. Så jo høyere RPM, jo mindre penetrasjon av magnetfeltet. Virvelstrømmene kan ytterligere redusere penetrasjonen.

JEG:

Analysen din gir mening og virker veldig teknisk teknisk. Å være i utgangspunktet en elektronikk fyr, min elektriske kunnskap er ikke veldig bra, så det kan være vanskelig for meg å foreslå internt arbeid og endringer i motoren. Men som du sa i de siste setningene dine ved å begrense magnetfilen, kan virvelstrømmen forhindres i å komme inn dypt. Jeg prøvde å søke om dette problemet, men fant ikke noe nyttig så langt!

Leonard:

Så etter å ha jobbet med elektriske motorer i 13 år, har jeg deg litt ulempe? Selv om studiene mine også har vært med elektronikk, og det var alt arbeidet mitt til jeg fant ut at jeg kunne tjene mer penger på å jobbe med motorer. Det betydde også at jeg ikke fulgte med integrerte kretser, og MOSFETs var delikate små ting som raskt kunne blåses ut med den minste statiske ladningen. Så når det gjelder elektronikk, har du meg i en ulempe. Jeg var ikke i stand til å følge med på ny utvikling.
Det er interessant at jeg ikke har klart å finne mye av informasjonen min på ett sted. Som om ingen av konseptene er relatert til hverandre. Likevel, når de setter dem alle sammen, begynner de å gi mening. Jo høyere frekvens, desto færre svinger kreves for å få den samme induktive reaktansen. Så jo høyere RPM, desto mindre effektivt blir magnetfeltet. Det er omtrent den eneste måten de kan holde utgangen konstant når utgangen når 70 volt.
Men når jeg ser på mønsteret i et oscilloskop, er jeg ikke imponert. En millisekund ladetid, etterfulgt av 6 til 8 millisekund jordet utgang. Kan dette være grunnen til at motorsykkelbatterier ikke varer lenge? Seks måneder til et år, mens bilbatterier fortsetter i fem år eller mer. Dette er grunnen til at jeg velger å 'klippe' spenningsnivået til jord ved en høyere spenning, og at klippet er konstant. Etterfulgt av en serieregulator for å opprettholde en konstant ladningshastighet i henhold til hva batteriet, lysene og kretsene krever. Så ved å designe den for å håndtere 50 ampere, skulle jeg aldri måtte bytte ut en regulator igjen.
Jeg jobber med en 50 Amp-vurdering, men jeg forventer at ved å bruke en 'clipper', bør Amperage være betydelig lavere enn 20 Ampere til bakken. Kanskje så lave som fire ampere. Deretter tillater serieregulatoren (omtrent) syv ampere for batteriet, lysene og kretsene for motoren. Alt innenfor komponentens wattstyrke og ikke nok spenning til å utfordre belegg av viklingene.
Du skrev en veldig god artikkel om shuntregulatorer, men 25 Ampere er bare for liten for applikasjonen min. Likevel er det god inspirasjon.

JEG:

Ja det stemmer, driftssyklus på 1/6 vil ikke lade batteriet ordentlig. Men dette kan enkelt løses gjennom en bro-likeretter og en stor filterkondensator, som vil sikre at batteriet får nok likestrøm for effektiv lading. Jeg er glad for at artikkelen min likte. Imidlertid kan 25 Amp-grensen enkelt oppgraderes ved å øke spesifikasjonene for MOSFET-forsterkeren. Eller det kan være ved å legge til flere enheter parallelt.

Leonard:

Samtidig prøver jeg å holde alt kompakt for å passe inn i tilgjengelige rom, slik at store kondensatorer for filterkondensatorer blir et problem. Det er heller ikke nødvendig hvis alle tre fasene blir klippet etter broens likeretter. All krusning klippes av, og serieregulatoren opprettholder 100% ladetid.
Kretsen din opprettholder også 100% ladetid, men strømmen du shunt til bakken vil være mye høyere fordi du klipper den ved batterispenning.

Som du kan se i bølgeformene, bør det ikke være behov for kondensator. Men ved å klippe på et høyere nivå, bør strømmen shunted til bakken være lavere. Å slippe spenningen over en serieregulator bør ikke skade noe. Det bør være mer enn nok til å holde batteriet ladet.
Ett notat. Optimal ladningsspenning for et bly / syrebatteri er faktisk 13,7 volt. Å holde den på 12 volt gir kanskje ikke batteriet nok til å starte motoren. Og kretsen min er foreløpig og kan fortsatt endres.

Fabrikken ser nesten primitiv ut, slik den fungerer. Deres krets lader batteriet til det når utløsernivået. deretter skifter den all strøm til bakken til batteriet faller under utløsernivået. Resultatet er en bølgeform med en kort, hard ladning som kan være så høy som 15 ampere. (Jeg målte det ikke) Det fulgte av en lengre linje med en svak nedoverbakke, og en annen briste.
Jeg har sett bilbatterier vare 5 til 10 år eller lenger. Som barn på en gård konverterte faren min en av de gamle traktorene fra seks volt til et tolv volt system ved hjelp av en generator fra en bil. Femten år senere startet det samme batteriet fortsatt traktoren. På skolen jeg jobber med (Underviser motorsykkel sikkerhet), må alle batteriene byttes ut innen ett år. HVORFOR ? ? ? Det eneste jeg har klart å komme med er ladesystemet. De fleste batteriene jeg har jobbet med, er kun vurdert for en 2 Amp-ladningshastighet, opptil 70 volt, som er i stand til 30 ampere, som brukes på batteripolene for korte utbrudd, kan forårsake indre skader og forkorte batteriets levetid. Spesielt i batteriene der du ikke kan kontrollere væskenivået. Det eneste problemet med batteriet kan være væskenivå, men det er ingenting du kan gjøre med det. Hvis jeg kan kontrollere og opprettholde væskenivået, forlenges batterilevetiden betraktelig.
Ledningene som kommer fra dynamoen vil være den metriske ekvivalenten til nr. 16. I følge AWG-tabellen er det bra for 3,7 ampere som overføringslinje, og 22 ampere i chassisledninger. På en 30 Amp generator med en shuntregulator? Shuntnivået og strømstyrken bør være en omvendt proporsjon, så ved å kutte spenningen i halvparten, bør jeg redusere strømstyrken betydelig. Når man ser på den utbedrede bølgeformen, er den høyeste konsentrasjonen av EMF i den nedre halvdelen. Logikk antyder at strømmen reduseres til en brøkdel. Jeg får vite når jeg tar den i bruk.
På en 1500cc motor, forventer jeg ikke å legge merke til redusert motstand på motoren, men drivstofføkonomien min kan bli bedre. Og husker jeg, tilbake da de først begynte å sette solid state regulatorer på bilgeneratorer, var det magiske tallet 13,7 volt. Imidlertid hadde jeg planer om å sette serieregulatoren min på rundt 14,2 volt. For høyt og væsken fordamper raskere. Du var langt mer nyttig enn du vet. Opprinnelig hadde jeg seks forskjellige kretsløp som jeg vurderte, og skulle brødre hver av dem. Artikkelen din eliminerte fem av dem, så jeg får spare mye tid og konsentrere meg om bare en. Det sparer meg en god jobb. Det gjør det veldig verdt tiden å kontakte deg.
Du har min tillatelse til å eksperimentere med skjematikken min og se hva du kommer på. På forskjellige fora leser jeg hvor en rekke mennesker snakker om å gå til serieregulatorer. Andre advarer mot at for høy spenning ødelegger det isolerte belegget på ledningen. Jeg mistenker at det lykkelige mediet kan være en kombinasjon av begge systemene, men ikke skyve hele produksjonen til bakken. Kretsen er fortsatt enkel, med få komponenter, men ikke arkaisk.
Tusen takk for din tid og oppmerksomhet. En av mine kilder for teknisk informasjon er: OCW.MIT.EDU Jeg har holdt ingeniørkurs der i noen år nå. Du får ingen kreditt for å gjøre det, men det er også helt gratis.