Elcykel â Regenerering med BLDC-motor och DC/DC-omriktare

More documents

Recommendations

Info

I Figur 6.3 visas hur pulskvoten på PWM-signalerna till transistorerna ställdes in vid olika spänningar U in . Ändringen av signalernas pulskvot i både buck- och buckboostmode ser ungefär likadan ut men blir förskjuten beroende på hur stor ström, I ut , som tas ut. Eftersom effekten som tas är tre gånger så stor när I ut = 3A jämfört med när I ut = 1A måste pulskvoten ökas så att mer effekt switchas in i kretsen även om spänningarna U in och U ut är lika i de båda fallen. Där kan även ses ett samband mellan att kretsen börjar arbeta i buckboostmode och verkningsgraden i Figur 6.2 sjunker. För I ut = 1 A sker detta då U in ≈ 25V och för I ut = 3 A sker det när U in ≈ 30 V. Figur 6.3 Styrsignalerna till återladdningskretsens transistorer som funktion av Uin. Till följd av att kretsen switchas uppstår spänningsrippel på U ut . Storleken på ripplet beror på hur stor ström I ut som tas ut och skillnaden mellan U in och U ut , se Figur 6.4. Figur 6.4 Spänningsrippel på återladdnigskretsens utgång som funktion av Uin. 24
7 SLUTSATS OCH FÖRSLAG PÅ FORTSATT ARBETE I arbetet har det visats att en återladdningskrets i form av en DC/DC-omriktare tillsammans med de befintliga komponenterna på elcykeln kan möjliggöra regenerering under färd. För att möta uppsatta krav om användarvänlighet kan en 2-polig strömbrytare användas för att cyklisten smidigt ska kunna växla mellan regenerering och drift. Detta genom att den ena polen på strömbrytaren styr signalen till styrboxens ingång för elcykelns bromshandtag samtidigt som den andra polen styr enable-signalen till kontrollkretsen. Att verkningsgraden som visas i kapitel 6.1 för kretsen med intern styrning ligger 5-10% lägre än den som visas i kapitel 6.2 för kretsen med extern styrning, beror delvis på att kontrollkretsen förbrukar effekt. Men troligtvis också på att olika transistorer användes. De transistorer som från början köptes in till kretsen gick sönder och var därför tvungna att ersättas. När mätningarna på kretsen med extern styrning genomfördes fanns transistorerna åter tillgängliga. Beslut togs då om att använda dessa transistorer, eftersom syftet med mätningarna var att visa hur återladdningskretsen med intern styrning skulle ha kunnat fungera med de avsedda komponenterna. För att få en mer komplett bild av vad regenereringen innebär för cyklisten måste hela systemet, elcykelns komponenter och återladdningskretsen, kopplas ihop och testas tillsammans. I arbetet visas att verkningsgraden för återladdningskretsen i bästa fall kan hållas över 90% för regenerering i större delen av intervallet 10-50 km/h. Detta betraktas av författarna som en tillfredställande hög verkningsgrad. För att lösa problemet med värmeutvecklingen i återladdningskretsen vid lägre hastigheter kan underspänningsskyddet höjas så att kontrollkretsen startas först vid till exempel U in =15 V, det vill säga vid ca 15 km/h. Alternativt kan strömmen, I utmax , sänkas så att batteriet laddas med mindre effekt, vilket också är en lösning ifall cyklisten anser att regenereringen orsakar en allt för stor inbromsning. I det kompletta systemet tillkommer förutom förlusterna i återladdningskretsen förluster i motorn, trefaslikriktaren (i styrboxen) och batteriet. Först när hela systemet har satts ihop kan momentet som krävs på cykelns hjul för att ladda batteriet vid de olika hastigheterna bestämmas. Då kan även verkningsgraden för hela systemet bestämmas, det vill säga hur stor del av den rörelseenergin som tas upp på hjulet som kan omvandlas och lagras som elektrisk energi i batteriet. Vad som kan vara ännu mer intressant att undersöka är hur mycket av rörelseenergin som tas upp under regenereringen, lagras i batteriet och sedan genom drivsystemet kan återföras i form av rörelseenergi till hjulet. Innan systemet kan kopplas ihop och ovan nämnda undersökningar genomföras, återstår ett fortsatt utvecklingsarbete av återladdningskretsen. Det kan vara intressant att fortsätta med utveckling av både kretsen med intern styrning och den med extern styrning. När det gäller utvecklingen av den första kretsen finns troligtvis de största möjligheterna till förbättring i designen av kretskortet. Kretsen fungerade trots allt tillfredställande i buckmode och även om inte kretsen kunde lastas nämnvärt i buckboostmode reglerades spänningen korrekt vid mycket liten last. Layouten bör göras om med högre krav på minskade avstånd mellan effektkomponenterna. Även positioneringen av strömlooparna och jordledarna på kortet måste göras bättre. Kanske är switchfrekvensen på 300 kHz onödigt hög med tanke på förlusterna som följer. Det är möjligt att en lägre switchfrekvens kan väljas och ripplet ändå kan hållas nere med större utgångskondensatorer. Nämnas bör också att den övre gränsen av U in som under konstruktionen sattes till 50 V inte innebär att återladdningskretsen går sönder 25
Page 1 and 2: Elcykel - Regenerering med BLDC-mot
Page 3 and 4: Abstract The electric bicycles of t
Page 5 and 6: 1 INLEDNING En elcykel ser ut och f
Page 7 and 8: 1.2 Metod Arbetet med kandidatarbet
Page 9 and 10: 2.2 Styrboxen På utgången i styrb
Page 11 and 12: U in >U ut Buck-/Step-downmode Q1 s
Page 13 and 14: v = 2 ⋅π ⋅ r ⋅ f [ m / s] (2
Page 15 and 16: 4.2 Inducerad spänning som funktio
Page 17 and 18: Strömbegränsning Strömbegränsni
Page 19 and 20: C16 Storleken på kondensatorn best
Page 21 and 22: R13 Beroende på om återladdningsk
Page 23 and 24: med insatta värden fås C 2,37 25
Page 25 and 26: Figur 5.2 Ovansidan av återladdnin
Page 27: 6.2 Återladdningskretsen med exter
Page 31 and 32: KÄLLFÖRTECKNING Abrahamson, H. (2
Page 33 and 34: BILAGA 2. Sid 1(1) Komponentlistor
Page 35 and 36: BILAGA 3. Sid 2(2) Figur 2 Undersid
Page 37: BILAGA 4. Sid 2(2) Tabell 2 Mätdat

Elcykel â Regenerering med BLDC-motor och DC/DC-omriktare

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

Elcykel â Regenerering med BLDC-motor och DC/DC-omriktare