DIY 2000 Watt PWM -hastighetsregulator: 8 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Jag har arbetat med att konvertera min cykel till en elektrisk med hjälp av en likströmsmotor för automatisk dörrmekanism och för det har jag också tillverkat ett batteri som är märkt 84v DC.

Nu behöver vi en varvtalsregulator som kan begränsa mängden energi som levereras till motorn från batteriet. De flesta hastighetsregulatorer som finns tillgängliga online är inte klassade för så mycket högspänning så jag bestämde mig för att bygga en för mig själv. Så det är det här projektet kommer att bli, att designa och bygga en skräddarsydd PWM -hastighetsregulator för att styra hastigheten för storskaliga likströmsmotorer.

Steg 1: Verktyg Material och färdigheter

För detta projekt behöver du grundläggande lödverktyg som:

• Ett lödkolv
• Parasit
• Tång och twizzers

Den schematiska, Gerber -filen och listan över komponenter finns här.

Steg 2: Designa hastighetsregulatorn

Eftersom vi strävar efter att styra hastigheten på en likströmsmotor för vilken vi kan använda två tekniska undersökningar, är en buck -omvandlare som kommer att trappa ner ingångsspänningen men den är ganska komplicerad, så det vi har bestämt oss för är PWM -kontroll (pulsbredd) Modulation). Tillvägagångssättet är enkelt, för att styra hastigheten slås batteriet på och av med hög frekvens. För att ändra hastigheten ändras driftscykeln eller omkopplarens avstängningsperiod.

Nu förväntas mekaniska omkopplare inte utsättas för så hög spänning, så ett lämpligt val för en sådan applikation är en N-Channel Mosfet som är speciellt gjord för att hantera måttlig ström vid hög frekvens.

För att byta mosfets behöver vi en PWM -signal som alstras av en 555 timer IC och kopplingssignalens driftscykel varieras med en 100k potentiometer.

Eftersom vi inte kan använda 555 -timern över 15v så införlivade vi en lm5008 Buck -omvandlare IC som stiger ingångsspänningen från 84VDC till 10VDC som används för att driva timern IC och kylfläkten.

Nu för att hantera den stora mängden ström har jag använt fyra N-Channel Mosfets som är parallellkopplade.

Dessutom har jag lagt till alla kompletterande komponenter enligt beskrivningen i databladen.

Steg 3: Designa kretskort

När jag avslutade schemat har jag bestämt mig för att designa ett dedikerat kretskort för hastighetsregulatorn, eftersom det inte bara hjälper oss att hålla allt snyggt utan jag tänkte designa den här enheten så att den kan göra ytterligare ändringar för mina andra DIY -projekt som använder stora likströmsmotorer.

Tanken med att designa ett kretskort kan tyckas kräva en hel del ansträngningar, men tro mig det är värt allt när du får tag på anpassade brädor. Så med det i åtanke konstruerade jag kretskortet för hastighetsregulatorenheten. Försök alltid att definiera specifika regioner som styrkretsarna och strömmen på andra sidan så att när du ansluter allt är det bra att gå med lämplig spårvidd speciellt på kraftsidan.

Jag har också lagt till fyra monteringshål som kommer att vara till hjälp för att montera styrenheten och även hålla ihop fläkten tillsammans med kylflänsen ovanför MOSFET: erna.

Steg 4: Beställa kretskort

Till skillnad från någon annan skräddarsydd del för ditt DIY -projekt är PCB säkert det enklaste att få. Ja Nu när vi genererat gerber -filer i vår finiliserade PCB -layout är vi bara några klick borta från att beställa våra anpassade PCB.

Vad jag gjorde är att gå till PCBWAY och efter att ha gått igenom en massa alternativ där laddade jag upp mina gerber -filer. När deisgn har kontrollerats för eventuella fel av deras tekniska team vidarebefordras din design till tillverkningslinjen. Hela processen kommer att ta två dagar att slutföra och förhoppningsvis får du dina PCB inom bara en vecka.

PCBWAY har gjort detta projekt möjligt genom deras support så ta dig tid och titta på deras webbplats. De erbjuder standard PCB, Quick-turn PCB, SMD etc så för rabatter på upp till 30% på dina PCB besök denna länk.

Gerber -filer, schematisk och BOM (Bill Of Material) för hastighetsregulatorns kretskort finns här.

Steg 5: Montering av kretskort

Som väntat kom PCB: erna inom en vecka och finishen är för bra. Kvaliteten på kretskorten är helt oklanderlig. Nu är det dags att samla alla komponenter som nämns i stycklistan (Bill of Material) och släppa dem på plats.

För att hålla saker och ting flytande måste vi börja med den minsta komponenten på kretskortet som i vårt fall är LM5008 Buck -omvandlare, en SMP -komponent. När vi väl suttrade den med hjälp av lödfläta eftersom vi inte har en het pistol för att hantera SMD -komponenten, så sottade vi induktorn bredvid den och rörde oss mot större komponenter.

När vi är färdiga att montera brädorna är det dags att släppa 555 -timern på plats med hacket i rätt riktning.

Steg 6: Kylning av saker

Med den här mängden makt som vi ska hantera förväntas det uppenbarligen att saker och ting värms upp. Så för att hantera det kommer vi att böja MOSFET: erna och montera en 12v fläkt med kylflänsen sandsträckt däremellan.

När det är gjort är besten på en PWM -hastighetsregulator redo att rulla.

Steg 7: Testa styrenheten

För att testa styrenheten använder vi ett 84v anpassat batteripaket som vi har byggt för vår elcykel. Kontrollenheten är tillfälligt ansluten till batteripaketet och motorn som är ansluten till cykeln för att driva bakhjulet.

När jag växlade omkopplaren slås regulatorn på med fläkten som blåser luft över MOSFET: erna. När jag vände potentiometern medurs började motorn rotera och gradvis ökade hastigheten proportionellt mot vredets rotation.

Steg 8: Slutresultat

I detta skede är hastighetsregulatorn klar och det gick över mina förväntningar när det gäller finishen. Kontrollenheten verkar fungera enkelt på 84v batteripaket och styr motorns hastighet smidigt.

Men för att testa denna hastighetsregulator på last måste vi avsluta vårt cykelprojekt och montera allt på plats. Så killar för belastningsprestanda, håll utkik efter den kommande projektvideon som är ett DIY -elcykelkonverteringsprojekt.

Prenumerera och håll utkik efter kommande projektvideo.

Hälsningar.

DIY King