Mașină electrică de casă. Mașină electrică bricolajă, principii generale ale structurii unei mașini electrice Desene de bricolaj a unei mașini electrice

Epuizarea combustibililor cu hidrocarburi, degradarea mediului și o serie de alte motive, mai devreme sau mai târziu, vor obliga producătorii să dezvolte modele de vehicule electrice care vor deveni disponibile populației generale. Între timp, rămâne doar să așteptăm sau să dezvoltăm personal opțiuni pentru o tehnologie ecologică.

Dacă tot preferați să căutați soluții pe cont propriu și să nu le așteptați din exterior, atunci veți avea nevoie de cunoștințe despre ce motoare pentru un vehicul electric au fost deja inventate, cum diferă și care este cea mai promițătoare.

Motor de tracțiune

Dacă decideți să puneți un motor electric obișnuit sub capota mașinii, atunci, cel mai probabil, nu va ieși nimic din el. Și totul pentru că aveți nevoie de un motor electric de tracțiune (TED). Se deosebește de motoarele electrice convenționale prin putere mai mare, capacitatea de a furniza mai mult cuplu, dimensiuni mici și greutate redusă.

Bateriile sunt folosite pentru a alimenta motorul de tracțiune. Ele pot fi reîncărcate din surse externe („de la o priză”), de la panouri solare, de la un generator instalat într-o mașină sau în modul de recuperare (auto-încărcare).

Motoarele vehiculelor electrice sunt cel mai adesea alimentate de baterii litiu-ion. TED funcționează de obicei în două moduri - motor și generator. În acest ultim caz, completează sursa epuizată de energie electrică atunci când trece la viteza neutră.

Principiul de funcționare

Un motor electric standard este format din două elemente - un stator și un rotor. Prima componentă este staționară, are mai multe bobine, iar a doua face mișcări de rotație și transferă forța arborelui. Un curent electric alternativ este furnizat bobinelor statorului la intervale regulate, ceea ce determină apariția unui câmp magnetic, care începe să rotească rotorul.

Cu cât bobinele sunt mai des „pornit-oprit”, cu atât arborele se rotește mai repede. Motoarele pentru vehicule electrice pot fi echipate cu două tipuri de rotor:

• scurtcircuitat, pe care apare un câmp magnetic opus câmpului stator, din cauza căruia se produce rotația;
• fază - folosită pentru a reduce curentul de pornire și a controla viteza de rotație a arborelui, este cea mai comună.

În plus, în funcție de viteza de rotație a câmpului magnetic și a rotorului, motoarele pot fi asincrone și sincrone. Unul sau altul trebuie ales dintre mijloacele disponibile și sarcinile atribuite.

Motor sincron

Un motor sincron este un motor electric de tracțiune, în care viteza de rotație a rotorului coincide cu viteza de rotație a câmpului magnetic. Este recomandabil să folosiți astfel de motoare pentru vehiculele electrice numai în cazurile în care există o sursă de putere crescută - de la 100 kW.

Una dintre varietăți este înfășurarea statorului a unei astfel de instalații este împărțită în mai multe secțiuni. La un moment dat, curentul este furnizat unei anumite secțiuni, apare un câmp magnetic, care rotește rotorul la un anumit unghi. Apoi, curentul este furnizat în secțiunea următoare și procesul se repetă, arborele începe să se rotească.

Motor electric asincron

Într-un motor cu inducție, viteza de rotație a câmpului magnetic nu se potrivește cu viteza de rotație a rotorului. Avantajul unor astfel de dispozitive este mentenabilitatea - piesele de schimb pentru vehiculele electrice echipate cu aceste instalatii sunt foarte usor de gasit. Alte beneficii includ:

1. Construcție simplă.
2. Ușurință de întreținere și operare.
3. Cost scăzut.
4. Fiabilitate ridicată.

În funcție de disponibilitate, motoarele pot fi comutator sau fără comutator. Un colector este un dispozitiv care transformă curentul alternativ în curent continuu. Periile sunt folosite pentru a transfera energie electrică către rotor.

Motoarele fără perii pentru vehiculele electrice sunt mai ușoare, mai compacte și mai eficiente. Se supraîncălzesc mai rar și consumă mai puțină energie electrică. Singurul dezavantaj al unui astfel de motor este prețul ridicat al unei unități electronice, care îndeplinește funcțiile unui colector. În plus, este mai dificil să găsești piese de schimb pentru vehiculele electrice echipate cu motoare fără perii.

Producători de motoare electrice

Majoritatea vehiculelor electrice de casă sunt proiectate cu un motor periat. Acest lucru se datorează disponibilității, costurilor reduse și întreținerii ușoare.

Un producător proeminent al liniei acestor motoare este compania germană Perm-Motor. Produsele sale sunt capabile de frânare regenerativă în modul regenerativ. Este utilizat în mod activ pentru a echipa scutere, bărci cu motor, mașini, dispozitive electrice de ridicare. Dacă sunt instalate în fiecare mașină electrică, prețul acestora ar fi mult mai mic. Acum costă în intervalul 5-7 mii de euro.

Un producător popular este Etek, care este angajat în producția de motoare fără perii și cu perii. De regulă, acestea sunt motoare trifazate cu magnet permanenți. Principalele avantaje ale instalatiilor:

• precizie de control;
• ușurința organizării recuperării;
• fiabilitate ridicată datorită designului simplu.

Lista producătorilor este completată de uzina Advanced DC Motors din SUA, care produce motoare electrice cu perii. Unele modele au o caracteristică excepțională - au un al doilea ax, care poate fi folosit pentru a conecta echipamente electrice suplimentare la o mașină electrică.

Ce motor să alegi

Pentru ca achiziția să nu vă dezamăgească, trebuie să comparați caracteristicile modelului achiziționat cu cerințele pentru mașină. Atunci când alegeți un motor electric, în primul rând, aceștia sunt ghidați de tipul acestuia:

• Instalațiile sincrone au o structură complexă și sunt costisitoare, dar au o capacitate de suprasarcină, sunt mai ușor de controlat, nu se tem de căderile de tensiune și sunt folosite la sarcini mari. Sunt instalate pe mașina electrică Mercedes.
• Modelele asincrone se disting prin dispozitivul lor simplu și cu costuri reduse. Sunt ușor de întreținut și de operat, dar puterea lor este mult mai mică decât cea a unei instalații sincrone.

Pentru o mașină electrică, prețul va fi semnificativ mai mic dacă motorul electric este asociat cu un motor cu ardere internă. Pe piață, astfel de plante combinate sunt mai populare, deoarece costul lor este de aproximativ 4-4,5 mii de euro.

Așa că haideți să aruncăm o privire pas cu pas asupra muncii efectuate.
Băieții din Lituania au luat vechiul Vaz-2106, chiar au demonstrat că funcționează - au instalat o baterie și au pornit un motor cu ardere internă.

Cel mai probabil băieții au folosit prototipul ca exemplu -.

În principiu, o alegere destul de bună de mașină, VAZ 2106 este o mașină destul de ușoară. În același timp, mașina nu este cea mai mică ca dimensiune a caroseriei, cu surplome mari față de axa roților din față și din spate. Vaz are destul de mult spațiu în compartimentul motor și în portbagaj - acolo maeștrii au instalat o întreagă baterie de baterii.

Să revenim la motor. Din câte se poate aprecia din videoclip, s-a decis să se folosească un motor DC de 12 kW pentru acționarea electrică, cel mai probabil cu o tensiune de alimentare de 110 volți. După aparență, se poate presupune că motoarele similare sunt utilizate în mașinile electrice sau dispozitivele industriale.

12 kW în termeni de aproximativ 17 CP - care cel mai probabil nu promite o dinamică mare pentru mașina asamblată. Cu toate acestea, aș dori să remarc că motorul cu ardere internă a fost demontat din mașină, ceea ce reprezintă de fapt 80 la sută din greutatea mașinii. Corpul Vaz în sine nu este greu.

Aș dori să notez un moment nu foarte pozitiv - băieții au decis să folosească propria cutie de viteze VAZ manuală. Nu se știe dacă au trebuit să refacă unele dintre caracteristicile de design ale cutiei de viteze (să zicem, scoateți sincronizatoarele), dar videoclipul arată clar că treptele sunt schimbate fără a conecta și deconecta ambreiajul.

S-a remarcat un moment foarte rău când unul dintre autori atinge arborele cutiei de viteze cu piciorul și nu îl poate opri în trepte diferite. Apoi treapta neutră este pornită și arborele se întoarce oricum. În același timp, se aude un zgomot destul de distinct și arborele continuă să se rotească, deși poate fi oprit cu puțin efort.

Toate acestea sugerează că cutia nu este într-o stare mai bună, cel mai probabil se vor observa pierderi destul de mari în ea. Având în vedere că cutia în sine va adăuga greutate mașinii, precum și rapoartele sale de transmisie, în principiu, nu sunt foarte relevante atunci când se utilizează un motor electric (cuplul la diferite turații ale motorului este aproape același) - poate că folosirea unei cutii native a fost nu este cea mai buna solutie.

Deși cutia cu blocul de ambreiaj a ușurat mult procesul de instalare.
Din câte s-a putut înțelege din videoclip, băieții au sudat discul de ambreiaj pe axa motorului electric și, de asemenea, au sudat un cadru din colț pentru a monta motorul în compartimentul motor.

Din același colț a fost asamblat și sudat un cadru cu ajutorul căruia discul de ambreiaj de pe motorul electric a fost legat de discul de ambreiaj de pe cutia de viteze.
Pe parcursul întregului videoclip, nu a fost posibil să înțelegem dacă creatorii folosesc acest clutch în scopul propus - cel mai probabil nu.

După asamblare, unul dintre autori ne demonstrează cum mașina intră singură în garaj. Cel mai probabil, pentru reîncărcare este folosită doar o baterie obișnuită și este suficient pentru ca mașina să meargă singură înapoi în garaj. Puteți vedea chiar scântei zburând atunci când motorul este conectat direct la baterie.

Acum, pentru a controla această fiară puternică, a fost necesar să asamblați un controler de putere puternic. Testul a fost efectuat de la o tensiune de 24 Volți (2 baterii de 12 Volți). Singurul lucru care se vede în videoclip este că cel mai probabil au fost folosite un fel de microcontroler și mai multe tranzistoare cu efect de câmp (sunt doar 3 dintre ele în circuitul de 24 de volți). Cel mai probabil, muncitorii de pe teren nu se încinge foarte mult, deoarece autorii videoclipului ating cu îndrăzneală radiatoarele cu mâinile când motorul electric funcționează.

Videoclipurile finale demonstrează funcționarea mașinii, inclusiv pe pistă.

Aici puteți vedea clar cum arată mașina după un ciclu complet de asamblare. Autorii au instalat 5 baterii într-un portbagaj destul de mare. Se observă că este instalat imediat un comutator pentru oprirea de urgență a tuturor bateriilor din portbagaj, poate în apropiere este instalată o siguranță de curent sau poate este un releu automat care închide contactele când sistemul pornește. În general, există soluții care sunt în esență foarte importante pentru utilizarea în siguranță a unor astfel de sisteme electrice puternice și, în același timp, nu schimbă esența funcțională a procesului.
Chiar acolo, în portbagaj, putem observa absența unei roți de rezervă – o soluție foarte corectă pentru a ușura mașina.

În compartimentul motor sunt instalate încă trei baterii. După cum am discutat mai sus, există mult spațiu în compartimentul motor al lui Vaz, dacă, pe lângă toate, ținem cont de faptul că motorul folosit în acest design este destul de mic în comparație cu motorul cu ardere internă.

Va fi foarte corect să decideți cu privire la aranjarea bateriilor în părțile din față și din spate în mod uniform, acest lucru va avea un efect foarte pozitiv asupra distribuției greutății mașinii și, prin urmare, asupra stabilității sale pe drum - manevrabilitate.

Noua unitate de control de 96 de volți arată acum destul de diferit. Este asamblat într-o carcasă frumoasă din aluminiu strălucitoare și aici se strecoară gândurile că poate fi chiar fabricat din fabrică. Chiar acolo, lângă unitatea de comandă, era ascunsă o baterie reîncărcabilă obișnuită pentru alimentarea rețelei de bord a mașinii. Acum, pentru a-l încărca, ai nevoie și de un convertor de tensiune și probabil se află în aceeași cutie a unității de control.

Acumulatoarele de putere sunt mult mai mari decât cele standard. Se poate presupune că acestea sunt cel mai probabil baterii de tracțiune întreținute (ștecherele sunt vizibile pe fiecare secțiune, celula bateriei).

Am reușit să găsim și site-ul oficial al producătorului de baterii SIAP http://www.siap.pl/firma.html - compania se ocupă în mod special de producția de baterii de tracțiune, din păcate ce tip nu este descris (cel mai probabil sunt plumb). -acid).

Capacitate totala a bateriei 110 Ah
Tensiune de funcționare 96 Volți
În același timp, după cum ne amintim, puterea motorului este de 12000 wați

Adică, fiecare baterie la o tensiune de 12 volți produce 100 de amperi pe sarcină - aproximativ echivalent cu 1200 de wați. Valori destul de acceptabile, avand in vedere ca astfel de curenti vor circula doar la sarcina maxima. Cel mai probabil, bateriile nici nu se încălzesc cu mișcare uniformă și funcționează într-un mod stabil.

În videoclipul în care mașina se oprește și pornește din nou la un semafor, puteți vedea că curentul ajunge la 178 Amperi (178 A * 96 Volți = 17080 Watt). Aceasta este chiar mai mult decât puterea nominală a motorului. Apropo, aș dori să remarc că multe motoare pot funcționa în condiții de suprasarcină pe termen scurt până la dublarea puterii nominale.

Drept urmare, conform asigurărilor autorilor, mașina electrică VAZ 2106 poate
- incarcat de la o retea de 220 Volti in 7-8 ore
- parcurge 50-60 km cu o incarcare completa
- viteza maxima 70 km/h (pe videoclip puteti urmari doar o demonstratie de miscare la o viteza de 40 km/h)

Va putea cineva să repete experiența unor astfel de maeștri talentați. Sau poate astfel de mașini vor fi puse în sfârșit în producție?

Prezența unui motor pe o barcă face viața mult mai ușoară proprietarului acesteia. Cu toate acestea, motoarele pe benzină fac mult zgomot și consumă multe resurse. O alternativă la acest tip de forță motrice sunt motoarele electrice. Acestea sunt unități silențioase care funcționează cu energie electrică ieftină și sunt ușor inferioare motoarelor de bărci pe benzină în ceea ce privește eficiența călătoriei. Această versiune a motorului va costa mai puțin, mai ales că puteți face un motor electric pentru o barcă cu propriile mâini.

Denumirea „motor electric” conține esența dispozitivului pe care îl desemnează. Un motor electric pentru bărci este o unitate care propulsează o barcă prin mișcarea palelor. Acțiunea sa se bazează pe legi fizice. O caracteristică a motoarelor electrice este resursa pe care o consumă pentru a-și îndeplini funcțiile.

Astăzi, motoarele de bărci alimentate cu combustibil sunt comune în întreaga lume. Un motor electric pentru o barcă, spre deosebire de unitățile similare, funcționează consumând energie electrică, nu benzină. Există o credință larg răspândită în rândul unor proprietari de bărci că astfel de dispozitive sunt ineficiente. Cu toate acestea, este greșit. Cu un design corect, un motor electric poate oferi suficientă forță de tracțiune pentru a deplasa barca prin apă la viteză normală.

În plus, un motor de casă are o serie de avantaje, de exemplu:

1. Costul final al creării unui astfel de dispozitiv ar fi mult sub valoarea de piață a motoarelor pe benzină din fabrică și a motoarelor electrice.
2. Legislația de mediu a țării reglementează strict utilizarea motoarelor electrice pentru bărci. Aceste reguli nu se aplică unităților auto-fabricate.
3. Aparatul funcționează cu zgomot redus sau deloc. Această caracteristică va fi utilă în special pentru pescari, deoarece orice sunet puternic poate speria o posibilă captură.
4. Electricitatea este mai ieftină decât combustibilii. În plus, dispozitivele echipate cu motoare cu ardere internă consumă incomparabil mai multe resurse decât motoarele electrice de casă.
5. Proprietarul bărcii are posibilitatea de a selecta independent puterea unității potrivite pentru el. Baza unui motor de casă este un burghiu sau un alt dispozitiv. De puterea lor depind caracteristicile viitorului motor. Ce dispozitiv alege comandantul, așa vor fi indicatorii motorului electric.
   

Realizarea unui motor electric de casă este destul de simplă. Este suficient să urmați instrucțiunile în mod clar. Cu toate acestea, veți avea nevoie de anumite materiale și instrumente. Nu ar trebui să existe probleme cu accesarea acestora. Majoritatea instrumentelor necesare sunt deja în stoc la orice proprietar. Toate materialele pot fi găsite gratuit în punctele de vânzare cu amănuntul. Nu este greu să găsești desenele necesare lucrării.

Materiale și unelte

Atunci când alegeți echipament, trebuie să acordați atenție la două lucruri: putere și tensiune. Acești parametri sunt fundamentali, iar calitatea motorului electric finit depinde de ei. Puterea depinde de burghiul selectat (în acest caz, acest instrument special este luat ca bază), prin urmare, în primul rând, trebuie să selectați acest echipament.

Atunci când alegeți un burghiu, trebuie să vă concentrați asupra puterii sale. Acest indicator trebuie să depășească o sută cincizeci de wați. Nu merită să luați un instrument cu caracteristici mai mici. În acest caz, dispozitivul finit nu va funcționa eficient în apa în mișcare (adică nu va funcționa cu o astfel de unitate pe râu). Cel mai bine este să folosiți un rotopercutor fără fir.

Perforatorul este echipat cu un revers, are mai multe moduri de funcționare. Această circumstanță este importantă pentru motorul care va deplasa vehiculul plutitor, deoarece va permite în viitor controlul vitezei motorului electric.

Al doilea parametru important este tensiunea. Nu utilizați baterii de optsprezece volți. Sunt greu de găsit și scumpe. Cea mai bună alegere este un burghiu de zece sau doisprezece volți. O astfel de baterie este comparativ mai ieftină și, cel mai important, este mult mai ușor să o găsești la reducere.

După alegerea echipamentului optim, puteți colecta materiale. Pentru a crea un motor, trebuie mai întâi să achiziționați:

1. Un burghiu electric care va actiona ca un motor.
2. Cleme cu care se va atașa burghiul.
3. Reductor. Puteți folosi un element de la o râșniță dacă intenționați să instalați motorul pe traversa bărcii.
4. Tuburi rotunde cu un diametru de douăzeci de milimetri.
5. Tevi profilate (20 * 20 mm).
6. Bară metalică rotundă. Acesta va fi folosit pentru a crea un arbore de motor electric.
7. Tabla din care vor fi confectionate suruburile.

Veți avea nevoie și de câteva instrumente:

• foarfece pentru tăierea metalelor;
• aparat de sudura;
• Bulgară;
• burghiu electric cu un set de burghie;
• șuruburi autofiletante cu o șurubelniță, dacă se va folosi lemn pentru a crea motorul.

După ce toate elementele sunt asamblate, puteți începe să creați un motor electric de barcă de do-it-yourself. Întreaga procedură constă în mai multe etape. Lucrările ar trebui să înceapă prin crearea unui mecanism de ridicare pentru rotor. Pentru ca viitorul dispozitiv să funcționeze normal, se recomandă să urmați cu atenție instrucțiunile de mai jos.

Crearea unui motor electric

După cum am menționat mai devreme, este necesar să începeți să faceți un motor electric cu propriile mâini prin crearea unui mecanism de ridicare pentru rotor. Vă va permite să ridicați acest element deasupra apei. Pentru a-l crea, este necesar să sudați un tub metalic la clemele pregătite anterior.

Pe acest tub, trebuie mai întâi să atașați o bază (un cadru care arată ca o piramidă, îndreptată de baza mai mică în direcția apei). Un cadru este atașat la o bază mare, un alt tub este sudat la marginea inferioară. Un rulment este instalat pe pat. Prin el și tubul sudat de jos, este necesar să treacă arborele.

Un tub sau un fir poate fi folosit ca arbore. Cu toate acestea, prima opțiune este mai de succes:

• în primul rând, va fi posibilă atașarea rulmenților la tub (la ambele capete), ceea ce va reduce forța de frecare;
• în al doilea rând, este de dorit ca acest arbore să fie subțire, dar puternic. În cazul sârmei, va trebui să utilizați un produs cu un diametru mare.

După ce toate acțiunile sunt finalizate, puteți trece la etapa următoare. Următorul pas este instalarea cutiei de viteze și a elicelor.

Reductor / elice

Se recomandă atașarea cutiilor de viteze pe părțile laterale ale arborelui. Este recomandabil să le creați mai întâi singur, concentrându-vă pe parametrii motorului electric. Cu toate acestea, acest proces poate dura foarte mult timp. Prin urmare, puteți cumpăra un dispozitiv sau puteți utiliza cutiile de viteze instalate pe polizor.

Pot fi necesare una sau două cutii de viteze, în funcție de motorul specific. Atunci când alegeți un dispozitiv, este necesar să vă ghidați după o regulă de bază - este de dorit ca numărul de transmisie să fie mic. Este optim dacă cutia de viteze este capabilă să reducă viteza de 5 ori. Acest lucru va permite ambarcațiunii să funcționeze fără probleme.

Cutia de viteze inferioară este necesară pentru montarea cu șurub orizontal. Dacă se folosește o cutie de viteze de la o unealtă, cum ar fi o râșniță, va fi suficient să o prindeți într-o mandrină de burghiu. Elementele altor dispozitive pot fi folosite și ca elice. Dacă nu, puteți face un șurub de casă. Este nevoie de:

1. Tăiați un pătrat (o parte are treizeci de centimetri lungime).
2. Faceți o gaură în centrul acesteia.
3. Faceți tăieturi în diagonală (distanța dintre tăieturi trebuie să fie de cel puțin cinci centimetri).
4. Lamele rezultate trebuie să fie rotunjite. Este important ca dimensiunea lamelor să fie aceeași, altfel pot apărea vibrații externe.

Elicea poate fi fixată pe arbore folosind un șurub și o piuliță. Pentru aceasta a fost făcută o gaură în centrul tablei de metal.

Ultimele îmbunătățiri

Apoi, trebuie să conectați cutia de viteze la motor, adică la burghiu. Acest lucru este ușor de făcut - doar prindeți cutia de viteze în mandrina de burghiu, așa cum am menționat mai devreme. Dacă baza nu se potrivește cu dimensiunea burghiului, trebuie folosit un tub suplimentar.

Tubul trebuie fixat strâns pe arbore. Pentru a preveni rotirea acestuia din urmă în ea, este necesară o fixare fiabilă. Acest lucru poate fi realizat făcând un orificiu traversant în tub și arbore. În plus, ambele elemente trebuie fixate cu un ac de păr. Această fixare va preveni mișcările de rotație ale arborelui.

După ce dispozitivul este gata, trebuie verificat motorul bărcii de casă. Este suficient să trageți apă în cadă și să porniți motorul electric din ea. Dacă presiunea este simțită manual, motorul funcționează normal. Puteți să-l atașați la vas și să efectuați o inspecție în iaz.

Controlul motorului și alte opțiuni constructive pentru crearea acestuia

Deși motorul electric este gata, nu este încă capabil să facă viraj. Pentru a nu se întoarce cu vâslele, este necesar să se facă modificări minore la design. Este suficient să atașați un șurub la partea centrală a monturii, pe care apoi să glisați țeava. Acest lucru va face posibilă efectuarea de viraje prin schimbarea poziției bazei și, în consecință, a motorului electric.

Încă un mâner poate fi sudat la bază, aducând regulatorul la acesta, care este responsabil pentru alimentarea cu curent a motorului. Ar fi indicat să folosiți un reostat. Cu toate acestea, în acest caz, va trebui să schimbați ușor burghiul în sine, conectând motorul situat în carcasa acestuia cu un reostat. Acest lucru va crea un design mai funcțional.

Șurubelniță ca motor

Există mai multe moduri în care puteți face un motor electric. În loc de burghiu, este permisă utilizarea unei șurubelnițe. Prin design, aproape că nu diferă de un dispozitiv cu burghiu. O caracteristică distinctivă a produsului este costul său de întreținere mai mic. Deci, o baterie de doisprezece volți va fi suficientă pentru șase ore de funcționare a dispozitivului. Cu toate acestea, va trebui să sacrifici viteza de conducere din cauza puterii mai puține.