РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ КАРТИНГА
Электрокарты строили и раньше, но в описанных схемах управляли скоростью движения реостатом или контактором. Первая схема грешила большими потерями на реостате, вторая - рывками при старте и во время движения при смене режимов. Стало очевидным, что необходима схема плавного регулирования двигателем постоянного тока, который использовали на карте. Помочь картингистам взялся инженер-электронщик В.Д.Лебедев, и совместными усилиями была разработана схема импульсного регулирования оборотами электродвигателя.
Принцип регулирования скорости вращения электроприводов постоянного тока основан на регулировании среднего значения напряжения, подводимого к двигателю. Импульсное регулирование позволяет создавать приводы с высокими энергетическими показателями. Из основных преимуществ, присущих импульсным регуляторам, можно отметить следующие: высокое быстродействие, когда система регулирования замкнута; высокую точность управления при сохранении устойчивости; высокий КПД; плавность регулирования скорости привода в широком диапазоне; возможность получения больших пусковых моментов при кратковременном переводе привода в режим непрерывного питания. К таким системам относится транзисторный широтно-импульсный преобразователь ШИП, разработанный для питания двигателя карта.
Это структурная схема транзисторного ШИП. Энергопитание схемы обеспечивается бортовым блоком аккумуляторов (1) с выходным напряжением 48 В и емкостью не менее 55 А•ч. Схема содержит мультивибратор (2) с переменной скважностью выходных импульсных сигналов, усилитель мощности (3), мощный токовый ключ (4), схему автоматической регулировки усиления (АРУ) (5). Включают ШИП силовым контактором К1 (положение 1). В положении 2 ШИП включается и аккумуляторная батарея подзаряжается при торможении карта и его движении по инерции.
Принципиальная схема ШИП на основе импульсного регулирования по скважности.
Мультивибратор (VT1 и VT2) в зависимости от положения движка потенциометра R3 генерирует импульсные сигналы с периодом Т. Они усиливаются в усилителе мощности VT3. В крайнем левом положении движка R3 мультивибратор генерирует импульсные сигналы малой длительности с периодом Т, поэтому средний ток, подводимый к базам токового ключа VT3-VT12, мал, и на двигатель поступает минимальное напряжение. В среднем положении движка R3 мультивибратор генерирует импульсы =/2 ( меандр), на двигатель приходит напряжение, близкое к U0/2. В крайнем правом положении движка R3 на двигатель поступает постоянное напряжение, близкое к U0. Таким образом, плавно изменяя длительность импульсов, генерируемых мультивибратором, можно плавно изменять число оборотов двигателя ПТ привода. Постоянство оборотов двигателя при изменении нагрузки на привод во всех режимах поддерживается схемой АРУ (VT4, VT5, VT6, VT7, VD2).
Прерывистость тока в якоре двигателя в импульсных режимах устраняют установкой в его цепи дросселя Др1, и сам двигатель шунтируют конденсатором С3 и диодом VD1. Транзисторы VT2, VT3, VT4 имеют индивидуальные теплоотводы. Транзисторы токового ключа расположены на общем теплоотводе.
А это привод от педали газа на потенциометр R3 (1) управления ШИП, который обеспечивает достаточную долговечность этого узла. Потенциометр крепят с помощью штатного крепежа на монтажной панели. Движок потенциометра при необходимости удлиняют и его свободный конец фиксируют в опорном подшипнике 4. На движок потенциометра вплотную к опоре 4 с помощью штифта фиксируют шкив 2. Тросик привода 7 двумя витками наматывается на шкив 2 и одним концом фиксируется на возвратной пружине 3, а другим - на радиусном секторе педали 5. Педаль 5 для возврата в исходное положение (режим рекуперации энергии) оснащают дополнительной пружиной (на рис.3 не показана). При этом происходит коммутация контактов К1 (6). Усилие пружины 3 подбирают минимально необходимым для устранения проскальзывания троса 7 на шкиве 2. Радиусы секторов педали 5 и шкива 2 подбирают экспериментально, в зависимости от необходимого углового перемещения движка потенциометра R3.
