Turbo Trainer Generator: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:42

Pedal gücü ilə elektrik enerjisi istehsal etmək məni həmişə valeh etmişdir. İşdə mənim fikrim budur.

Addım 1: Unikal Satış Nöqtəsi

VESC6 motor idarəedicisindən və bərpaedici əyləc kimi işləyən 192KV gücündən istifadə edirəm. Pedal generatorları getdikcə bu olduqca bənzərsizdir, amma bu layihənin yeni olduğunu düşündüyüm başqa bir hissəsi də var.

Yolda velosiped sürərkən ətalət var və bu, inqilab boyunca pedalların fırlanmasını çox sabit saxlayır. Turbo məşqçilərdə çox az ətalət var, buna görə də pedallara basıldıqda təkər sürətlə sürətlənir/yavaşlayır və bu qeyri -təbii görünür. Bu sürət dalğalanmalarını yumşaltmaq üçün volanlardan istifadə olunur. Stasionar velosiped məşqçiləri bu səbəbdən bir ton ağırlığında.

Bu problemin alternativ bir həll yolunu düşündüm. Motor nəzarətçisi, "sabit sürət rejimində" qabaqcılları döndərmək üçün qurulmuşdur. Arduino, UART vasitəsi ilə VESC6 -ya qoşulur və motor cərəyanını oxuyur (bu təkər fırlanma anı ilə düz mütənasibdir). Arduino, ətaləti simulyasiya etmək və yolda velosiped sürmək istədiyinizi sürükləmək üçün mühərrikin RPM dəyərini tədricən düzəldir. Təkərin fırlanmaması üçün bir motor olaraq işləyərək hətta bir təpədə sərbəst hərəkət etməyi simulyasiya edə bilər.

Yuxarıdakı motor RPM -ni göstərən qrafikdən göründüyü kimi mükəmməl işləyir. 2105 saniyədən az əvvəl velosiped sürməyi dayandırdım. Növbəti 8 saniyədə görürsən ki, təkərin sürəti tədricən azalır, əgər bir az meyl etməyi dayandırsaydın.

Hələ də pedal vuruşlarında çox az sürət dəyişikliyi var. Ancaq bu həm də həyat üçün doğrudur və düzgün simulyasiya edilmişdir.

Addım 2: Güc Çıxışının Test Edilməsi

Velosiped mexaniki işlərin ən təsirli yoludur. VESC alətindən real vaxtda enerji çıxışı ölçmək üçün istifadə etdim. Tam 2 dəqiqə velosiped sürmədən əvvəl oxunuşları sıfırladım. Təxminən 30 dəqiqə saxlaya biləcəyimi düşündüyüm bir sürətlə pedal çevirdim.

2 dəqiqədən sonra 6.15 Wh istehsal etdiyimi görə bilərsiniz. 185 W gücündə bir orta gücə uyğundur, hesab edirəm ki, bu itkilər nəzərə alınmaqla kifayət qədər yaxşıdır.

Motor cərəyanlarını yuxarıdakı cədvəldə görə bilərsiniz. VEDC6 tərəfindən sürətlə tənzimlənir ki, pedalın vurduğu fırlanan torka baxmayaraq sabit bir motor devirini saxlasın.

Pedal dayandırıldıqda, motor təkərin dönməməsi üçün az miqdarda enerji sərf etməyə başlayır. Ən azından Arduino pedal çevirmədiyinizi görüb motoru tamamilə dayandırana qədər. Batareya cərəyanı, bağlanmadan bir qədər əvvəl demək olar ki, sıfıra bənzəyir, buna görə də təkəri aktiv şəkildə fırlatmaq üçün güc ən çox bir neçə vat olmalıdır.

Addım 3: Effektivliyə baxırıq

VESC6 -dan istifadə səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Mühərrikin AC gücünü DC gücünə çevirir, tam körpü düzəldicisindən xeyli üstündür. 95% -dən çox səmərəli olduğunu düşünürəm.

Sürtünmə sürücüsü, ehtimal ki, səmərəlilik baxımından ən zəif nöqtəsidir. 5 dəqiqə velosiped sürdükdən sonra termal görüntülər çəkdim.

Motor 10 dərəcəlik bir otaqda təxminən 45 dərəcəyə çatdı. Velosiped təkəri də istiliyi dağıdırdı. Kəmərlə idarə olunan sistemlər bu baxımdan bu turbo generatorunu üstələyəcək.

Ortalama 180 Vt olan ikinci 10 dəqiqəlik bir test etdim. Bundan sonra motor uzun müddət toxunmaq üçün çox isti idi. Təxminən 60 dərəcə. 3D çaplı plastikdən olan bəzi cıvatalar gevşetildi! Ətrafdakı mərtəbədə nazik qırmızı rezin tozdan ibarət bir film də vardı. Sürtünmə sistemləri pisdir!

Addım 4: Atalet və Sürüklənməni simulyasiya edin

Proqram olduqca sadədir və burada GitHub -da. Ümumi funksiya bu xətt ilə müəyyən edilir:

RPM = RPM + (a*Motor_Current - b*RPM - c*RPM*RPM - GRADIENT);

Bu, tətbiq olunan simulyasiya edilmiş qüvvəyə əsaslanaraq növbəti RPM təyin nöqtəsini (yəni sürətimizi) tədricən düzəldir. Bu saniyədə 25 dəfə işlədiyindən zamanla qüvvəni effektiv şəkildə birləşdirir. Ümumi qüvvə belə simulyasiya olunur:

Force = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

Yuvarlanma müqaviməti mahiyyət etibarilə gradient terminə daxildir.

Addım 5: Bir neçə Digər Darıxdırıcı Nöqtələr

Daha yaxşı RPM tutuşları əldə etmək üçün VESC -in PID Speed nəzarət parametrlərini tənzimləməli oldum. Bu kifayət qədər asan idi.

Addım 6: Öyrəndiklərim

Sürtünmə mexanizmlərinin pis olduğunu öyrəndim. Yalnız 20 dəqiqəlik velosiped sürdükdən sonra təkərlərin aşınmasını və rezin tozunu görə bilərəm. Həm də səmərəsizdirlər. Sistemin qalan hissəsi bir xəyal qurur. Düşünürəm ki, kəmərlə idarə olunan bir generator, daha yüksək RPM-lərlə əlavə 10-20% səmərəlilik əldə edə bilər. Daha yüksək RPM -lər motor cərəyanlarını azaldar və bu vəziyyətdə səmərəliliyi artıracağını düşünürəm.

Evdə kəmərlə idarə olunan bir sistem qurmaq üçün kifayət qədər yerim yoxdur.