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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Auto elettrica per bambini con controllo del motore a larghezza di impulso. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici Guidare una macchina a pedali è molto divertente per un bambino. Ma guidare un'auto elettrica porterà grande gioia. Come convertire un'auto a pedali in un'auto elettrica è descritto nell'articolo proposto. Nei parchi di divertimento nei parchi, in molti negozi di giocattoli puoi vedere auto elettriche di fabbricazione straniera. Purtroppo sono relativamente costosi, non consentono di regolare la velocità della corsa, si muovono in retromarcia, non forniscono indicatori di direzione e un segnale acustico. Allo stesso tempo, non ci sono analoghi domestici. Tuttavia, c'è una via d'uscita: l'auto per bambini "Sport" (Fig. 1), prodotta dallo stabilimento di Gomel Tomselmash. "Il design dell'auto comprende i seguenti componenti: piantone dello sterzo 1, faro 2, interruttore del pulsante del faro 3, luci 4 e interruttore degli indicatori di direzione 5, pulsante del clacson 6, scudo 7, freno a mano 8, sedile 9, ruote 10, trasmissione a catena 11, telaio 12. È progettato per bambini dai 3 anni in su. -x fino a 7 anni e un massimo carico di 50 kg.
Durante la progettazione di un'auto elettrica basata sull'auto a pedali specificata, il compito era garantire la facilità d'uso e una somiglianza sufficiente con un'auto "per adulti" con i mezzi più semplici ed economici. Come azionamento elettrico, si è deciso di utilizzare un motore elettrico con ventola di raffreddamento da 90 W di un'auto Zhiguli degli anni di produzione precedenti. Andrà bene un moderno motore da 120 W dello stesso tipo. È stato inoltre acquistato un comando a pedale dall'azionamento elettrico della macchina da cucire. Ha al suo interno un ingranaggio in plastica, montato su un albero a resistore variabile, e un settore dell'ingranaggio in plastica che trasmette il movimento del pedale all'ingranaggio. Successivamente, l'auto è stata modernizzata. I pedali con l'ingranaggio di trasmissione sono stati rimossi, i loro dettagli di fissaggio e la trasmissione a catena, la base del pavimento è stata tagliata in lamiera di stagno di 0,5 mm di spessore e saldata al telaio dell'auto, gli archi restrittivi delle gambe tubolari di vecchie sedie sono stati saldati alla base e ad essi è stato saldato un rivestimento di lamiera di stagno di 0,2 mm di spessore. Tutte le perdite sono coperte con sigillante siliconico, le superfici sono levigate e verniciate. Il punto in cui l'albero posteriore era saldato all'ingranaggio condotto è stato accuratamente girato su un tornio, dopodiché l'ingranaggio è stato rimosso, e invece è stato installato un ingranaggio dall'albero del pedale, spostato di lato e saldato all'albero. Nella parte posteriore dell'auto, sotto il sedile, è presente una scatola portapacchi, piegata in lamiera d'acciaio spessa 1 mm, in cui sono installati una batteria, un motore con cambio e una trasmissione a catena (Fig. 2).
E ora sul design del telaio. Poiché la caratteristica meccanica del motore era sconosciuta (e i tentativi di trovarla in letteratura non hanno avuto successo), il rapporto di trasmissione minimo richiesto del cambio è stato determinato sperimentalmente ed è risultato pari a 10. Con questo rapporto di trasmissione, l'avviamento è stato effettuato al massimo carico (conducente del peso di 48 kg, batteria, motore e cambio). Come base per il cambio, è stato originariamente utilizzato il cambio RD-09-T, prodotto nel 1971 con un rapporto di trasmissione di 1/137. Ha un coperchio posteriore in acciaio con un posto per un cuscinetto assiale, avvitato al corpo con sei viti. Ciò ha permesso di rimuovere gli ingranaggi extra accoppiati, lasciando solo una coppia, ottenendo un rapporto di trasmissione ridotto a 1/8. Un ulteriore rapporto di trasmissione di 1/1,5 è stato ottenuto installando un ingranaggio a catena (precedentemente posizionato sull'asse posteriore) sull'albero di uscita del cambio. Il cambio è fissato al coperchio laterale del motore con quattro viti M5 agli occhielli filettati attraverso i fermi da un tubo di rame lungo 11 mm. L'aumento del rapporto di trasmissione era dovuto alla necessità di ottenere un cambio di velocità graduale con il controllo del motore a larghezza di impulso (PW). Il motore è montato sulla scatola portante con l'ausilio di angolari in lamiera di spessore 1 mm, fissati al motore con le relative viti di accoppiamento. Per fare ciò, è stato necessario levigare in spessore parte di entrambi i coperchi del motore in silumin in modo che la lunghezza delle fascette fosse sufficiente per fissare gli angoli. Durante il funzionamento dell'auto, si è scoperto che lo schema a trazione integrale adottato nel prototipo a pedali (e trasferito sull'auto elettrica) non è ottimale, poiché non fornisce il grip necessario e porta ad una maggiore usura della ruota motrice. Ho dovuto legare rigidamente entrambe le ruote posteriori all'asse. Per fare ciò, l'estremità libera dell'assale è stata girata con una lima in modo da formare un piatto, e una delle due rondelle con fermo, rimossa dalla ruota motrice, è stata montata sulla ruota precedentemente libera. Di conseguenza, entrambe le ruote posteriori sono diventate leader. Per aumentare la durata del movimento di un veicolo elettrico da una singola carica della batteria, è auspicabile trasferire tutte le coppie di attrito (ruote anteriori, rotore del motore, asse del cambio) dai cuscinetti a strisciamento ai cuscinetti volventi. La parte elettrica di un veicolo elettrico è relativamente semplice (Fig. 3). Contiene un'unità di controllo del motore SHI con un'unità di inversione sull'interruttore SA2, un'unità di relè degli indicatori di direzione, un'unità di commutazione dei fari e un'unità di commutazione del segnale acustico. La base dell'unità di controllo SHI è un generatore con un ciclo di lavoro variabile di impulsi, realizzato sul microcircuito K561TL1. La scelta di questo microcircuito è stata dettata dalla necessità di fornire il più ampio intervallo possibile per la regolazione del ciclo di lavoro degli impulsi, che a sua volta consente di ottenere un valore effettivo della tensione di uscita da 0,5 a 12 V. Al posto di questo microcircuito è consentito installare K561LA7, K561LE5, K561LN1, ecc., che hanno un numero sufficiente di inverter nella loro composizione, ma l'intervallo di regolazione con la resistenza specificata del resistore R1 era ridotto a 5 ... 12 V.
Il motore è controllato tramite una chiave su un transistor ad effetto di campo VT1, al posto del quale, oltre a quanto indicato nello schema, è consentito accendere IRFZ46N, KP912A o due KP921A collegati in parallelo. Il transistor è montato su un radiatore in lamiera di alluminio di 2 mm di spessore con un'area di 24 cm2. In assenza di un transistor ad effetto di campo, la chiave può essere realizzata su quelli bipolari: silicio e germanio (Fig. 4, a) o due silicio (Fig. 4, b). Ma allo stesso tempo aumenteranno le perdite di potenza per il controllo (e sarà necessario anche un radiatore più grande), il che ridurrà la durata della guida di un'auto elettrica. Il diodo VD3 elimina i picchi di tensione sull'induttanza del motore quando la chiave è spenta.
Sul relè elettromagnetico K1 (passaporto RES15 RS4.591.006), viene realizzato un blocco di indicatori di direzione. Quando il contatto mobile dell'interruttore SA3 viene trasferito, ad esempio, nella posizione sinistra secondo lo schema, il condensatore C1 inizia a caricarsi attraverso la lampada EL2. Non appena la tensione su di esso raggiunge la tensione di funzionamento del relè, i contatti K1.1 si chiuderanno e forniranno tensione alla lampada - si accenderà. Il condensatore si scaricherà attraverso la bobina del relè e rilascerà. I contatti K1.1 si apriranno, la lampada si spegnerà. Il condensatore ricomincerà a caricarsi, il processo si ripeterà. Di conseguenza, la spia dell'indicatore di direzione sinistro lampeggerà fino a quando il contatto mobile dell'interruttore SA3 non viene spostato nella posizione centrale. L'auto elettrica è dotata di una batteria per moto 6MTS-9, la cui capacità in stato di carica è sufficiente per circa un'ora di guida. Se si installa una batteria con una capacità maggiore, ad esempio da un'auto, il tempo di guida aumenterà a 6 ... 8 ore Collegare la batteria con l'interruttore SA1, i cui contatti devono resistere a una corrente fino a 25 A. Segnale sonoro HA1 - dall'auto, accendilo con il pulsante SB1 situato al centro del volante. Le lampade installate nell'auto per una tensione di 2,5 V vengono sostituite da altre - per una tensione di 13 V. Allo stesso tempo, le celle galvaniche vengono rimosse dal faro e al loro posto vengono installate parti dell'unità relè degli indicatori di direzione. Condensatore C1 - ceramico, C2 - ossido di qualsiasi tipo per una tensione non inferiore a quella indicata nello schema. Resistenze fisse - MLT-0,25, variabili - SPO-1. Un transistor con un radiatore è posizionato all'interno del pedale nella parte inferiore del case di fronte ai fori di ventilazione. Per garantire l'accesso dell'aria ad essi, la custodia è installata su guarnizioni alte 5 mm dal pavimento. Anche le restanti parti del blocco SHI sono posizionate all'interno del pedale e montate su un pezzo di tavola tagliato a misura della tavola precedentemente inserita nel pedale. È auspicabile installare il microcircuito nella presa in modo che possa essere sostituito se è necessario modificare l'intervallo di tensione sul motore. L'interruttore SA2 si trova sul piantone dello sterzo in alto, l'interruttore SA1 è in basso. Autore: I.Kazakov, Volgograd
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