Elektroauto für Kinder mit pulsweitengesteuerter Motorsteuerung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Tretautofahren macht einem Kleinkind großen Spaß. Aber das Fahren eines Elektroautos wird große Freude bereiten. Wie man ein Tretauto in ein Elektroauto umwandelt, wird im vorgeschlagenen Artikel beschrieben.

In den Vergnügungsparks der Parks und in vielen Spielwarengeschäften können Sie im Ausland hergestellte Elektroautos sehen. Leider sind sie relativ teuer, sie erlauben keine Anpassung der Fahrgeschwindigkeit, kein Rückwärtsfahren, sie bieten keine Fahrtrichtungsanzeiger und kein Tonsignal. Gleichzeitig gibt es keine inländischen Analoga.

Es gibt jedoch einen Ausweg – das Kinderauto „Sport“ (Abb. 1), hergestellt im Gomel-Werk Tomselmash. „Das Design des Autos umfasst folgende Komponenten: Lenksäule 1, Scheinwerfer 2, Scheinwerferknopfschalter 3, Lichter 4 und Blinkerschalter 5, Hupenknopf 6, Schild 7, Handbremse 8, Sitz 9, Räder 10, Kettenantrieb 11, Rahmen 12. Es ist für Kinder ab 3 Jahren konzipiert. -x bis 7 Jahre und eine maximale Belastung von 50 kg.

Bei der Entwicklung eines Elektroautos auf Basis des vorgegebenen Tretautos bestand die Aufgabe darin, mit einfachsten und kostengünstigsten Mitteln eine einfache Bedienbarkeit und ausreichende Ähnlichkeit mit einem „erwachsenen“ Auto sicherzustellen.

Als Elektroantrieb entschied man sich für den Einsatz eines 90-W-Kühlgebläse-Elektromotors aus einem Zhiguli-Auto aus früheren Produktionsjahren. Ein moderner 120-W-Motor des gleichen Typs reicht aus. Außerdem wurde ein Fußanlasser für den elektrischen Antrieb der Nähmaschine angeschafft. Im Inneren befindet sich ein Kunststoffzahnrad, das auf einer Welle mit variablem Widerstand montiert ist, und ein Kunststoffzahnradsektor, der die Bewegung des Pedals auf das Zahnrad überträgt.

Als nächstes wurde das Auto einer Modernisierung unterzogen. Die Pedale mit dem Antriebsrad wurden entfernt, ihre Befestigungsdetails und der Kettenantrieb, die Basis des Bodens wurde aus 0,5 mm dickem Weißblech ausgeschnitten und an den Wagenrahmen geschweißt, restriktive Bögen von Rohrbeinen alter Stühle wurden an die Basis geschweißt und eine Verkleidung aus 0,2 mm dickem Weißblech daran angeschweißt. Alle Lecks werden mit Silikondichtstoff abgedeckt, die Oberflächen geschliffen und lackiert.

Die Stelle, an der die hintere Welle mit dem angetriebenen Zahnrad verschweißt war, wurde vorsichtig auf einer Drehmaschine gedreht, danach wurde das Zahnrad entfernt und stattdessen ein Zahnrad von der Pedalwelle eingebaut, zur Seite verschoben und an die Welle geschweißt. Im hinteren Teil des Autos, unter dem Sitz, befindet sich ein aus 1 mm dickem Stahlblech gebogener Trägerkasten, in dem eine Batterie, ein Motor mit Getriebe und ein Kettenantrieb eingebaut sind (Abb. 2).

Und nun zum Design des Chassis. Da die mechanischen Eigenschaften des Motors unbekannt waren (und Versuche, sie in der Literatur zu finden, erfolglos blieben), wurde die erforderliche Mindestübersetzung des Getriebes experimentell ermittelt und betrug 10. Bei dieser Übersetzung wurde mit maximaler Belastung (Fahrergewicht 48 kg, Batterie, Motor und Getriebe) gestartet.

Als Basis für das Getriebe diente ursprünglich das 09 hergestellte RD-1971-T-Getriebe mit einer Übersetzung von 1/137. Es verfügt über eine rückseitige Stahlabdeckung mit Platz für ein Axiallager, die mit sechs Schrauben am Gehäuse verschraubt ist. Dadurch war es möglich, die zusätzlichen Zahnradpaare zu entfernen, so dass nur noch ein Paar übrig blieb, was zu einem auf 1/8 reduzierten Übersetzungsverhältnis führte. Eine zusätzliche Übersetzung von 1/1,5 wurde durch den Einbau eines Kettengetriebes (bisher an der Hinterachse angebracht) auf die Abtriebswelle des Getriebes erreicht. Das Getriebe wird mit vier M5-Schrauben an den Gewindeösen durch die Anschläge aus einem 11 mm langen Kupferrohr an der Seitenabdeckung des Motors befestigt.

Die Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses war auf die Notwendigkeit zurückzuführen, mit der Pulsweiten-Motorsteuerung (PW) eine sanfte Geschwindigkeitsänderung zu erreichen.

Der Motor wird mit Hilfe von Ecken aus 1 mm dickem Blech auf dem Trägerkasten montiert und mit seinen Verbindungsschrauben am Motor befestigt. Dazu war es notwendig, einen Teil der beiden Silumin-Motorabdeckungen in der Dicke abzuschleifen, damit die Länge der Kabelbinder ausreichte, um die Ecken zu befestigen.

Während des Betriebs des Autos stellte sich heraus, dass das im Pedalprototyp übernommene (und auf das Elektroauto übertragene) Einradantriebsschema nicht optimal ist, da es nicht den nötigen Grip bietet und zu einem erhöhten Verschleiß des Antriebsrads führt. Ich musste beide Hinterräder fest an der Achse befestigen. Dazu wurde das freie Ende der Achse mit einer Feile zu einer Abflachung gedreht und eine der beiden vom Antriebsrad entfernten Unterlegscheiben mit Sicherung auf das zuvor freie Rad montiert. Dadurch wurden beide Hinterräder führend.

Um die Dauer der Fortbewegung eines Elektrofahrzeugs mit einer einzigen Batterieladung zu erhöhen, ist es wünschenswert, alle Reibpaarungen (Vorderräder, Motorrotor, Getriebeachse) von Gleitlagern auf Wälzlager zu verlagern.

Der elektrische Teil eines Elektrofahrzeugs ist relativ einfach (Abb. 3). Es enthält ein SHI-Motorsteuergerät mit einer Umkehreinheit am SA2-Schalter, eine Blinker-Relaiseinheit, eine Scheinwerfer-Schalteinheit und eine Tonsignal-Schalteinheit. Die Basis des SHI-Steuergeräts ist ein Generator mit variablem Tastverhältnis von Impulsen, der auf der Mikroschaltung K561TL1 basiert. Die Wahl dieser Mikroschaltung wurde durch die Notwendigkeit bestimmt, einen möglichst großen Bereich zur Einstellung des Tastverhältnisses der Impulse bereitzustellen, was es wiederum ermöglicht, einen effektiven Wert der Ausgangsspannung von 0,5 bis 12 V zu erhalten. Anstelle dieser Mikroschaltung ist es zulässig, K561LA7, K561LE5, K561LN1 usw. zu installieren, die in ihrer Zusammensetzung eine ausreichende Anzahl von Wechselrichtern aufweisen, jedoch wurde der Einstellbereich mit dem angegebenen Widerstandswert des Widerstands R1 auf reduziert 5 ... 12 V.

(zum Vergrößern klicken)

Die Steuerung des Motors erfolgt über einen Schlüssel am Feldeffekttransistor VT1, an dessen Stelle zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen Angaben IRFZ46N, KP912A oder zwei parallel geschaltete KP921A eingeschaltet werden können. Der Transistor ist auf einem Strahler aus 2 mm dickem Aluminiumblech mit einer Fläche von 24 cm2 montiert. Wenn kein Feldeffekttransistor vorhanden ist, kann der Schlüssel aus bipolaren Transistoren hergestellt werden - Silizium und Germanium (Abb. 4, a) oder aus zwei Siliziumtransistoren (Abb. 4, b). Gleichzeitig werden jedoch die Leistungsverluste für die Steuerung zunehmen (und es wird auch ein größerer Kühler benötigt), was die Fahrdauer eines Elektroautos verkürzt. Die Diode VD3 eliminiert Spannungsstöße an der Motorinduktivität, wenn der Schlüssel ausgeschaltet ist.

Auf dem elektromagnetischen Relais K1 (RES15-Pass RS4.591.006) ist ein Richtungsanzeigerblock angebracht. Wenn der bewegliche Kontakt des Schalters SA3 beispielsweise gemäß der Abbildung in die linke Position gebracht wird, beginnt der Kondensator C1 über die Lampe EL2 aufzuladen. Sobald die Spannung an ihr die Betriebsspannung des Relais erreicht, schließen sich die Kontakte K1.1 und versorgen die Lampe mit Spannung – sie leuchtet auf. Der Kondensator wird über die Relaisspule entladen und freigegeben. Die Kontakte K1.1 öffnen sich, die Lampe erlischt. Der Kondensator wird erneut aufgeladen, der Vorgang wiederholt sich. Dadurch blinkt die linke Blinkerleuchte, bis der bewegliche Kontakt des SA3-Schalters in die Mittelstellung gebracht wird.

Das Elektroauto ist mit einer 6MTS-9-Motorradbatterie ausgestattet, deren Kapazität im geladenen Zustand für etwa eine Stunde Fahrt reicht. Wenn Sie eine Batterie mit größerer Kapazität, beispielsweise aus einem Auto, einbauen, erhöht sich die Fahrzeit auf 6 ... 8 Stunden. Verbinden Sie die Batterie mit dem SA1-Schalter, dessen Kontakte einem Strom von bis zu 25 A standhalten müssen.

Tonsignal HA1 – schalten Sie es vom Auto aus mit der SB1-Taste in der Mitte des Lenkrads ein. Die im Auto eingebauten Lampen für eine Spannung von 2,5 V werden durch andere ersetzt – für eine Spannung von 13 V. Gleichzeitig werden galvanische Zellen aus dem Scheinwerfer entfernt und stattdessen Teile der Blinker-Relaiseinheit eingebaut.

Kondensator C1 - Keramik, C2 - Oxid jeglicher Art für eine Spannung, die nicht niedriger ist als im Diagramm angegeben. Festwiderstände – MLT-0,25, variabel – SPO-1.

Im Inneren des Pedals befindet sich im unteren Teil des Gehäuses gegenüber den Belüftungslöchern ein Transistor mit Strahler. Um den Luftzugang zu gewährleisten, wird das Gehäuse auf Dichtungen mit einer Höhe von 5 mm über dem Boden montiert. Die restlichen Teile des SHI-Blocks werden ebenfalls im Inneren des Pedals platziert und auf einem Stück Brett montiert, das auf die Größe des Bretts zugeschnitten ist, das zuvor im Pedal platziert wurde. Es ist wünschenswert, die Mikroschaltung in der Steckdose zu installieren, damit sie ausgetauscht werden kann, wenn der Spannungsbereich am Motor geändert werden muss. Der Schalter SA2 befindet sich oben an der Lenksäule, der Schalter SA1 unten.

Autor: I. Kazakov, Wolgograd

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