Для чего нужен контроллер в электросамокате
Как правильно выбрать контроллер для электровелосипеда
Контроллер управления – важный узел в оснащении электровелосипеда. Он выполняет функции мозгового центра е-байка, координирует работу электромотора и аккумуляторной батареи, регулирует крутящий момент и защищает двигатель от перегрузок. Именно контроллер отвечает за включение и выключение электроники, регулировку скорости, круиз-контроль, рекуперативное торможение и другие возможности в работе электровелосипеда.
Без этого связующего звена невозможно даже запустить мотор или подключить его напрямую к аккумулятору. Мотор-колесо имеет 3 фазных провода, а АКБ – 2 полюса. Поэтому соединить их в единую электросистему можно только с использованием контроллера. Именно он создает в обмотке статора электродвигателя вращающееся магнитное поле, по получаемым сигналам отслеживает положение ротора и управляет работой мотора.
Виды и подвиды
Классификация контроллеров управления по основным критериям приведена в таблице:
Принцип связи с электромотором
Модели, работающие с установленными в моторе датчиками.
Они отслеживают положение ротора по сигналам, получаемым от датчиков Холла.
Модели, функционирующие без датчиков.
Они определяют положение ротора по противо-ЭДС.
Сочетают возможности устройств предыдущих типов – могут работать и с датчиками, и без них.
Форма выходного сигнала
Выдающие сигнал с прямоугольным графиком (меандр).
Бюджетные модели. Обеспечивают высокие скорости вращения, но из-за микровибраций обмоток электромотор работает с повышенным шумом (с характерным звуком вращения мотор-колеса).
Выдающие синусоидальный сигнал.
При их использовании двигатель работает тихо, но с меньшей максимальной скоростью (если сравнивать с меандровым контроллером при идентичном вольтаже батареи).
Выдающие сигналы в форме сглаженного меандра или модифицированной синусоиды.
Тип реакции на сигналы ручки газа
Модели, управляющие скоростью, крутящим моментом или мощностью мотора.
Возможность настройки рабочих параметров
С возможностью Bluetooth соединения и настройки рабочих параметров.
Без возможности настройки рабочих характеристик.
Производятся для внутреннего рынка Китая. У них нет большого набора функций. Такие модели просто дают возможность ехать на электротяге. Обычно они 2-режимные, с возможностью работы с датчиками Холла и без них.
Производятся в Китае для экспорта. Предусматривают возможность подключения дисплея и беспроводного управления по Bluetooth.
Производятся в Германии и США.
Как выбрать контроллер для электровелосипеда?
При выборе контроллера управления нужно учитывать характеристики электромотора и АКБ электровелосипеда, прежде всего – их напряжение и максимальный ток. Также играет роль номинальная мощность двигателя и расположение в нем датчиков Холла (при их наличии) – через 60 или 120°. Характеристики контроллеров указываются в их маркировке. Главный совет при выборе – обратить внимание на рекомендованные производителем рабочие характеристики и сопоставить их с техническими параметрами мотора и АКБ.
Контроллеры для е-байков производятся в широко диапазоне мощности – от 350 до 2000 Вт и выше. Если мощность не указана, ее можно рассчитать, умножив максимальные значения силы тока и напряжения. Что касается вольтажа и величины батарейного тока, для электромотора на 350 Вт подойдет контроллер 36 В, 15 А. Для мотора на 1000 Вт рекомендуется купить и установить контроллер вольтажом 48 В, рассчитанный на силу тока 30, 35 или 40 А.
Вопрос совместимости
Контроллер, созданный для использования с АКБ вольтажом 36 В, недопустимо подключать к батареям большего вольтажа. Вначале нужно проверить, рассчитаны ли на подобные нагрузки силовые транзисторы и конденсаторы, находящиеся внутри устройства. Возможно, придется заменить и резистор в делителе напряжения. Более гибкие в этом плане универсальные модели с расширенным диапазоном входного напряжения: 48–72 В, 24–100 В и т.п.
О токе и мощности
Контроллер выполняет функции понижающего преобразователя. Это значит, что фазный ток, который проходит по обмоткам электромотора, может быть в разы больше тока, поступающего к контроллеру от аккумулятора. Так, при наличии электромотора с номинальной мощностью 1 кВт можно кратковременно получать величины до 2–2,5 кВт. Но это возможно только при наличии подходящего контроллера управления. А чтобы избежать перегрева мотора, важно реализовать постоянный контроль температуры.
Дополнительные функции
Дополнительные функцииПечатные платы многих контроллеров имеют широкий функционал, который обычно реализован частично. Но во многих случаях есть возможность вывести провода под решение дополнительных задач. Например, можно вывести провод для заднего хода, круиз-контроля, рекуперации, отдельного питания светотехники и других функций. При покупке контроллера в интернет-магазине VoltBikes его функционал может быть расширен по запросу, с учетом пожеланий заказчика.
Контроллер для электровелосипеда и электроскутера
Контроллер управления для бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC, PMSM) – это важное звено в системе электрокомпонентов. Без контроллера электродвигатель не сможет даже запуститься, не говоря о его полноценной работе. Аккумуляторная батарея имеет 2 полюса – положительный и отрицательный, а мотор-колесо – 3 фазных провода. Поэтому подключить аккумулятор и двигатель напрямую невозможно. Для этого используется дополнительное звено – контроллер управления.
Выполняемые функции
Именно контроллер формирует в обмотке статора мотор-колеса вращающееся магнитное поле и получает ответные сигналы о позиции ротора. Сигналы поступают от датчиков Холла, а при управлении моторами без датчиков позиция роторов определяется по противо-ЭДС.
К тому же, контроллер управляет электродвигателем:
Контроллер выступает в роли понижающего преобразователя, поэтому проходящий по обмоткам мотора фазный ток может быть гораздо выше батарейного тока, поступающего от АКБ к контроллеру. Именно от него зависит мощность, поступающая на двигатель. Например, при использовании мотор-колеса номинальной мощностью 1000 Вт можно кратковременно получать значения до 2000–2500 Вт. Главное – использовать подходящий контроллер и постоянно контролировать температуру, чтобы не допустить перегрева двигателя.
Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера
Контроллер для электрического велосипеда или скутера имеет алюминиевый корпус, из которого выходят разноцветные провода с разъемами для подключения разных устройств. Внутри скрыты:
Схема подключения
Контроллер для электроскутера, е-байка или электросамоката подключается в соответствии с прилагаемой к нему схемой. Главное – не спешить и внимательно разобраться с назначением проводов. Лучше всего покупать контроллер в комплекте с мотор-колесом, тогда их разъемы будут гарантированно совместимыми.
Общий принцип подключения выглядит так:
Разновидности контроллеров управления
По принципу взаимодействия с электромотором
Для использования с датчиками Холла
Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.
Для работы без датчиков
Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.
Могут работать и с датчиками положения, и без них.
По виду выходного сигнала
Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр)
Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.
Создающие чистые синусоидальные сигналы.
Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.
Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра.
По принципу реагирования на сигналы ручки газа
Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.
Как выбрать контроллер для электровелосипеда?
При выборе контроллера для электровелосипеда или другого транспорта на электротяге нужно оценить рабочие характеристики устройства. Ключевые параметры обычно указаны в маркировке. По ней можно узнать:
Для расчета предельной мощности контроллера находим произведение допустимых величин напряжения и силы тока. Диапазон мощности у таких приборов широкий. Для велосипедов на электротяге обычно используются модели с номиналом мощности от 350 до 2000 Вт. Для электрических скутеров – от 1000 до 4000 Вт. Для электромотоциклов – от 5000 до 10 000 Вт. Для электромобилей – от 10 000 до 50 000 Вт и более.
О совместимости
Программируемые модели и их задачи
Программируемые контроллеры соединяются по Bluetooth со смартфоном и позволяют настраивать рабочие характеристики – от значений аккумуляторного и фазного токов до углов фазного опережения.
При выборе управляющих контроллеров учитывается и наличие второстепенных функций:
Расширение функционала
Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.
Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.
О цене
Контроллеры можно купить в разных категориях:
Все про контроллеры электросамоката | Схема, проверка, ремонт
Электросамокат отличается от обычного самоката наличием дополнительных компонентов. Главные из них – встроенный в колесо бесколлекторный электродвигатель, аккумуляторная батарея и контроллер. Аккумуляторная батарея обеспечивает автономное питание мотора, а коллектор отвечает за его корректное управление и контроль работы. Среди представленных в продаже электронных компонентов есть масса готовых решений, позволяющих снабдить электроприводом как самокат, так и другие виды персонального транспорта.
Предшественники современных контроллеров напоминали массивный реостат. Теперь они компактны, не имеют движущихся элементов и регулируют передачу электроэнергии к двигателю в зависимости от длительности поступающих импульсов. Контроль и управление электросамокатом производится при помощи пульта, закрепленного на руле. Обычно на пульте есть рычаги или кнопки для включения питания и фар, выбора режимов и скорости езды.
На дисплее может отображаться текущая скорость, уровень заряда батареи, пробег и другая информация. При отсутствии дисплея минимальную информацию о работе устройства могут предоставлять светодиодные индикаторы. Многие современные электросамокаты интегрируются со смартфонами, которые берут на себя функции дисплея и пульта управления.
Принцип работы контроллера
Первостепенная задача этого элемента – подавать на электромотор энергию, получаемую от аккумуляторной батареи. Проходящий по обмоткам ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с находящимися в мотор-колесе магнитами ротора. В результате колесо приводится в движение, причем частотой вращения управляет контроллер. Принцип работы контроллера электросамоката таков: он принимает сигнал от ручки газа и с учетом продолжительности поступающих импульсов регулирует скорость вращения мотора.
Кроме основной задачи, этот контролирующий и управляющий элемент:
Схема подключения и распиновка контроллера электросамоката
К контроллеру подсоединяется электромотор и остальные электрокомпоненты самоката. Для их подключения используются многожильные соединительные провода в термостойкой изоляции из силикона. Совместимость контроллера с электродвигателем и АКБ электросамоката определяется по максимальному току, напряжению батареи и другим рабочим параметрам.
Рассмотрим схему подключения контроллера электросамоката и функции контактов на примере устройства, разработанного для управления трехфазными электромоторами с рабочими параметрами 36 В и 350 Вт. В таблице приведен перечень электрических разъемов контроллера, их назначение и цвета изоляционного покрытия используемых в них проводов.
Подключение к ручкам тормоза и стоп-сигналу. К общему жгуту проводов подключено 2 разъема.
Всё об электросамокатах: что это, зачем он нужен и как на нем кататься по всем правилам
Содержание
Содержание
Электросамокаты в последнее время настолько популярны, что сейчас идет активная работа по включению их в ПДД в качестве одного из равноправных и законных участников дорожного движения. Для них даже название придумали: «средство индивидуальной мобильности». Но пока одни уверенно рассекают по городу на самокате, другие до сих пор не понимают, зачем он нужен. В этом материале мы собрали все, что смогли найти про электросамокаты от внутреннего устройства до ПДД.
Зачем нужен электросамокат
Для чего можно использовать электросамокат кроме развлечений детей и подростков? Вот несколько примеров, наглядно показывающих, что это совсем не игрушка. Электросамокаты подходят для:
А ещё можно использовать электросамокат для того, чтобы добраться до стоящего на стоянке автомобиля или до станции метро в мегаполисе.
Как видите, вариантов много. Особенно, если учесть, что электросамокат почти так же удобен, как и велосипед, но при этом обладает большей мобильностью, так как в сложенном виде занимает меньше места.
Электросамокат неудобен в дождь или холодную погоду. Есть мнение, что электросамокаты вообще нельзя использовать в дождь и снег. Это не совсем так. Большая часть производителей самокатов допускают их использование в дождь и езду по лужам. Но нужно смотреть на класс защиты от влаги. Все электронные узлы самоката должны иметь влагозащиту. Причем райдеры (поклонники электросамокатов) часто делают еще и дополнительную герметизацию для мотора, аккумулятора и контроллера.
Не стоит забывать и о том, что в дождь и холодную погоду электросамокатом сложнее управлять, так как на дороге скользко, а значит, ухудшается управляемость и увеличивается тормозной путь.
Устройство электросамоката
Конструкция электросамоката похожа на обычный, за исключением того, что в нем появился электромотор и все, что необходимо для его работы. Основными узлами электросамоката являются:
Колеса и электродвигатель. Обычно на самокате переднее колесо является поворотным ведомым, заднее – ведущим. Впрочем, бывают и переднеприводные варианты, а также модели, у которых оба колеса являются ведущими. Ведущее колесо бывает двух типов. Первый вариант — мотор-колесо. В этом случае электропривод встроен непосредственно в колесо. Второй — ведущее колесо, приводящееся в движение цепной передачей от установленного на раме электродвигателя. Также колеса бывают камерными и бескамерными и различаются по диаметру в диапазоне от 4 до 12 дюймов.
Оптимальны колеса диаметром 8–10 дюймов. Такой самокат хорошо едет не только по асфальту, но и по грунту. При этом не слишком сильно нагружает двигатель и разряжает аккумулятор.
Кроме того, электросамокаты оснащают фарами и прочей подсветкой или отражателями, обтекателями, например, крыльями на колеса. Некоторые модели имеют сиденья. Дополнительно может потребоваться, например, держатель для телефона и бутылки с водой.
Принцип работы
Работает электросамокат следующим образом. Аккумуляторная батарея приводит в действие электродвигатель, конкретные параметры его работы зависят от установленного режима. Режимом работы управляет контроллер, который ориентируется на команды водителя, отдаваемые с рукоятки акселератора и информацию с датчиков. В качестве датчика используется гироскоп, который фиксирует угол наклона к дороге. Электродвигатель формирует вращательный момент, передающийся на колесо. Колеса вращаются, самокат движется, вы едете.
Современные электросамокаты также имеют функцию обратной связи или рекуперации. Это означает, что когда вы передвигаетесь не за счет работы электромотора, а, например, едете под горку или отталкиваетесь ногой, то колеса вращаются свободно и не расходуют заряд аккумулятора, а наоборот, подзаряжают его. Конечно, это не позволит зарядить батарею полностью, вечных двигателей в природе не существует. Но немного подзарядки и увеличение дальности поездки никому не помешает. Тем более что это одна из основных характеристик электросамоката.
Основные характеристики электросамоката
Поговорим о том, на какие характеристики нужно обратить внимание при покупке. Основными характеристиками электросамоката являются:
Если говорить о мощности, то чем мощнее двигатель, тем быстрее поедет самокат. Кроме того, чем выше мощность, тем больше его можно нагрузить. Особенно это актуально в том случае, если самокат покупается для поездок человека весом более 90 кг. В целом же принято условное деление: самокаты с мощностью до 250 Вт подходят для людей весом менее 80 кг, а вот тем, кто хочет ехать быстрее или весит больше, надо брать самокат с мощностью выше 250 Вт. Кроме того, мощность двигателя имеет прямое отношение к правилам поездок на самокатах. Об этом чуть ниже.
По поводу аккумулятора понятно, что чем выше значение его емкости, тем больше запас хода. В среднем емкость в 1000 мАч обеспечивает пробег примерно 2 км. То есть, если у самоката батарея на 8000 мАч, то человек весом около 80 кг проедет на нем по ровной асфальтовой дороге около 14–16 км. Это значит, что максимальное удаление от места старта составит около 7 км, чтобы гарантированно доехать назад, а не тащить самокат на себе.
Оптимальным размером колес для самоката считается диаметр 8 дюймов. Такой самокат достаточно универсален. На нем можно ездить не только по асфальту, но и по грунту, что затруднительно с техникой, у которой колеса меньшего размера. Кроме того, чем меньше диаметр колес, тем, как правило, слабее двигатель. Вес средней модели с такими колесами составляет около 13 кг. Еще один важный момент — электросамокаты с колесами диаметром 8 дюймов, как правило, без проблем помещаются в багажник автомобиля.
Правила дорожного движения для электросамокатов
Формально, на момент написания статьи, в ПДД электросамокаты как отдельный вид транспорта отсутствуют. Строго говоря, в ПДД существует категория прав «М», которую получают водители мопедов. В соответствии с п.1.2 к понятию «мопед» относится:
«… двух- или трехколесное механическое транспортное средство, максимальная конструктивная скорость которого не превышает 50 км/ч, имеющее … электродвигатель номинальной максимальной мощностью в режиме длительной нагрузки более 0,25 кВт и менее 4 кВт».
Таким образом, электросамокат с двигателем мощностью более 250 Вт формально попадает под понятие «мопед» и законно передвигаться на нем можно, только получив права категории «М». На текущий момент ГИБДД смотрит на этот момент «сквозь пальцы» и использует указанные нормы ПДД только в случаях, когда наказать владельца электросамоката однозначно надо. Например, в Казани недавно задержали нетрезвого водителя электросамоката, и теперь полиция пытается лишить его прав через суд на основании того, что самокат с двигателем мощностью 600 Вт по действующим ПДД относится к мопедам.
Однако Минтранс еще во второй половине 2019 года подготовил проект поправок в ПДД, в котором предлагается ввести понятие «средства индивидуальной мобильности». К ним отнесут и электросамокаты. Сейчас поправки проходят процедуру согласования, причем их критикует как ГИБДД, так и Общественная палата. Тем не менее, контуры правил, на которые следует ориентироваться, в целом определены.
Планируется, что после введения поправок на электросамокатах разрешат ездить, не получая права. При движении совместно с пешеходами потребуется соблюдать ограничение скорости в 20 км/ч.
Проект изменения ПДД разрешает кататься на электросамокатах:
В принципе на эти планируемые к внедрению правила следует ориентироваться уже сейчас. Они разумны. И, разумеется, при движении по улице правильно использовать такие средства защиты как шлем, например, велосипедный. Это повысит вашу безопасность.
Контроллер электросамоката — что это, какие бывают поломки
Электросамокаты отличаются от своих механических собратьев наличием электродвигателя, аккумуляторной батареи и контроллера. Последний компонент представляет собой управляющую плату, размещенную в защитный корпус, выполненный из металла, реже — из пластика. Если провести аналогию электросамокатов с компьютерами, то контроллеры можно рассматривать как центральный процессор. Вся электроника начиная от освещения до мотор-колеса завязана на нем. Одной из серьезных поломок, случающихся с компактным электротранспортом, является выход из строя его контроллера. Каковы причины таких ситуаций и что необходимо предпринимать для выхода из них, читайте в этой статье.
Причины поломок
По мнению профессионалов, ежедневно сталкивающихся в сервисных центрах с неисправностями компактного электротранспорта, основных факторов, приводящих к выходу из строя контроллеров, всего два.
Особенности ремонта контроллеров
Для восстановления залитого контроллера требуются серьезные навыки инженера-электронщика. Ведь важно провести ремонт так, чтобы не повторился процесс выгорания компонента транспортного средства. Восстановление или ремонт не всегда целесообразны, а определить это сможет только опытный мастер после осмотра и диагностики компонента. Поэтому очень важно при появлении проблем с техникой обращаться к профессионалам. С информацией о надежном сервисном центре, осуществляющим все виды ремонта электросамокатов, можно ознакомиться здесь.
Если необходима замена
В случае, когда восстановление или ремонт контроллера невозможны, приходится его менять на новый. На первый взгляд этот процесс достаточно прост. Для этого необходимо разобрать транспортное средство, освободить контроллер и все провода от него, которые после этого присоединить уже к новому компоненту. Далее произвести все действия в обратном порядке. Но мастера предупреждают, что у отдельных моделей электросамокатов для выполнения данной операции требуется полная разборка аппарата, вплоть до винтика. В мастерских такая работа считается рядовой и в среднем проводится за 2 часа. После замены контроллера проводится проверка всех систем транспортного средства.
В случаях выхода из строя контроллеров электросамокатов производится их ремонт или замены. Для выполнения таких работ, имеющих ряд особенностей, следует обращаться к проверенным специалистам.