Kontroler silnika BLDC do pojazdu elektrycznego

Projekt który chciał bym zaprezentować powstał w cztery dni na potrzeby działalności w Kole Napędów przy Politechnice Lubelskiej. Jest to sterownik silnika BLDC do napędu pojazdu elektrycznego. Całość została wykonana w wielkim pośpiechu po to aby zastąpić docelowy moduł którego nie udało się ukończyć. Zależało nam aby pojazd mógł uczestniczyć w paradzie pojazdów elektrycznych w czasie Shell Eco Maratonu.
Sam układ falownika oparłem na gotowej kostce si9979 która jest dedykowanym sterownikiem silników BLDC do współpracy z zewnętrznymi tranzystorami mocy (wiele kostek posiada jedynie wbudowany stopień małej mocy). Sam silnik został zakupiony bez jakichkolwiek danych technicznych , moc została oceniona na 1,5kW. Jego zaletą jest wbudowana przekładnia planetarna i zestaw halotronów. Układ si9979 posiada liczne zabezpieczenia w tym przed nieprawidłowym sygnałem z halotronów oraz możliwość hamowania silnikiem poprzez zwarcie jednej połówki kluczy. Nie wykorzystaliśmy tej funkcji gdyż pojazd wyposażono w wolnobieg
prostszy do wykonania niż sprzęgło.
Cały pojazd zasilało pięć akumulatorów trakcyjnych 75Ah i prądzie ciągłym
200A ołowiowych przez co masa przekroczyła 200kg. Kontrola prądu silnika odbywała się przez jego pomiar przekładnikiem prądowym LEM. Gdy wartość prądu przekroczyła zadaną, komparator podawał sygnał na wejście nad prądowe układu SI a ten odłączał klucze na czas ustalony stałą RC. Sterowanie prędkością to zwykły PWM.
Jako manipulator zastosowaliśmy pedał gazu z jakiejś angielskiej wersji samochodu – w warsztatach dokonujących „przekładek” jest to odpad a do celów konstruktorskich w sam raz.
Do sterowania tranzystorami MOS-FET posłużyły dedykowane układy z izolacją optyczną TLP521 a do wytworzenia trzech separowanych napięć dla sterowników górnych kluczy sześć przetwornic DC-DC ze starych kart sieciowych (nic innego nie było pod ręką ) połączonych szeregowo. Cały układ zasila przetwornica 12V-5V,20V,+/-20V oparta na kostce tl494.
Obudowę dla układu pozyskałem z rozbiórki samochodowego telefonu centertel z wycofywanej sieci 450Mhz. Przegrody wewnątrz zostały wyfrezowane tak aby możliwy był montaż tranzystorów.
Niestety falownik uległ uszkodzeniu całe szczęście dopiero po powrocie ze względu na nieszczelność obudowy do elektroniki dostała się woda . Zwarcie na jednym z kluczy spowodowało
jego niemalże całkowite odparowanie i zniszczenie sporej części elektroniki. Schematu nie umieszczam gdyż tak owy nie powstał w całości , w przygotowaniu jest kolejna wersja układu z poprawionymi błędami i po jej ukończeniu opublikuję dokumentacje. Całość zamierzałem opublikować później jednak nie ukończyłem żadnego z planowanych projektów wakacyjnych a mimo to chcę wystartować w konkursie.


Film przedstawiający maszynę w akcji:

(film próbowałem załadować na forum ale wyświetla komunikat "zły plik" po kilkudziesięciu minutach ładowania)
Data jest oczywiście przekłamana - widocznie bateryjka w kamerze się skończyła


Galeria zdjęć:


Kosztorys:
Ciężko mi to ocenić gdyż elementy pochodzą w większości z zapasów koła.
Telefon centertel 25zł na giełdzie , si9979 odzyskany z wózka inwalidzkiego ze złomu za 50zł, przetwornice z kart od kumpla i z zapasów za piwo. Akumulatorów i silnika nie liczę gdyż to już nie sterownik silnika. Konsolę wskaźników wykonał kolega Łukasz i nie jest ona moim dziełem. Sama konstrukcja pojazdu to wspólna praca całego koła.