Turbo Trainer Generator: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:45

Pedaaljõul elektri tootmine on mind alati paelunud. Siin on minu arvamus sellest.

Samm: ainulaadne müügipunkt

Ma kasutan VESC6 mootorikontrollerit ja 192 kV väljundit, mis töötab regeneratiivpidurina. See on pedaaligeneraatorite kasutamisel üsna ainulaadne, kuid minu arvates on sellel projektil veel üks osa, mis on minu arvates uudne.

Maanteel rattaga sõites on teil inerts ja see hoiab pedaalide pöörlemise kogu pöörde vältel väga ühtlasena. Turbotreeneritel on väga väike inerts, nii et pedaalidele vajutades kiirendab/aeglustab ratas kiiresti ja see tundub ebaloomulik. Hoorattaid kasutatakse nende kiiruse kõikumiste silumiseks. Statsionaarsed jalgrattatreenerid kaaluvad sel põhjusel tonni.

Olen sellele probleemile alternatiivse lahenduse välja mõelnud. Mootorikontroller on konfigureeritud pöörlema väljundit püsikiiruse režiimis. Arduino ühendub UART kaudu VESC6 -ga ja loeb mootori voolu (mis on otseselt võrdeline rataste pöördemomendiga). Arduino reguleerib järk -järgult mootori pöörete arvu, et simuleerida inertsi ja tõmmet, mida kogete maanteel rattasõitu. See võib isegi simuleerida mäest allaminekut, toimides mootorina, et ratas pöörleks.

See töötab suurepäraselt, nagu näitab ülaltoodud graafik, mis näitab mootori pööret. Lõpetasin jalgrattasõidu veidi enne 2105 sekundit. Näete järgmise 8 sekundi jooksul, et ratta kiirus väheneb järk -järgult samamoodi nagu siis, kui te lõpetate kerge kalde üles pedaalimise.

Pedaalivajutustega on endiselt väga väikesed kiiruse kõikumised. Kuid see on ka elutruu ja õigesti simuleeritud.

2. samm: väljundvõimsuse testimine

Jalgrattasõit on kõige tõhusam viis mehaanilist tööd teha. Ma kasutasin VESC tööriista reaalajas väljundvõimsuse mõõtmiseks. Nullisin näidud enne rattasõitu täpselt 2 minutiks. Pedaalisin intensiivsusega, mida oleksin arvanud, et oleksin suutnud hoida umbes 30 minutit.

2 minuti pärast näete, et toodan 6,15 Wh. Mis vastab keskmisele väljundvõimsusele 185 W. Ma arvan, et see on sellega kaasnevaid kahjusid arvestades üsna hea.

Mootorivoolu näete ülaltoodud graafikul. VESC6 reguleerib neid kiiresti, et säilitada pidev mootori pöörlemiskiirus vaatamata pedaalide avalduvale kõikuvale pöördemomendile.

Kui pedaalimine peatub, hakkab mootor ratta pöörlemise jätkamiseks tarbima natuke energiat. Vähemalt seni, kuni Arduino märkab, et te ei pedaali ja seiskab mootori täielikult. Tundub, et aku vool on vahetult enne väljalülitamist peaaegu null, nii et ratta aktiivseks pöörlemiseks peab võimsus olema maksimaalselt paar vatti.

Samm: vaadake tõhusust

VESC6 kasutamine parandab tõhusust tohutult. See muudab mootori vahelduvvoolu alalisvooluks tunduvalt paremini kui täissilla alaldi. Ma arvan, et see on üle 95% tõhus.

Hõõrdejõud on tõhususe osas ilmselt nõrk koht. Pärast 5 -minutilist jalgrattasõitu tegin mõned termopildid.

Mootor soojendas 10 kraadi ruumis umbes 45 kraadi Celsiuse järgi. Jalgrattarehv oleks ka soojust hajutanud. Rihmülekandega süsteemid edestaksid selles osas seda turbogeneraatorit.

Tegin teise 10 -minutilise testi, mille keskmine võimsus oli 180 W. Pärast seda oli mootor pikka aega puudutamiseks liiga kuum. Ilmselt umbes 60 kraadi. Ja mõned poldid läbi 3D -prinditud plasti said lahti! Ümbritseval põrandal oli ka õhuke kile punast kummitolmu. Hõõrduvad ajamisüsteemid on nõmedad!

4. samm: inertsi ja lohistamise simuleerimine

Tarkvara on üsna lihtne ja on siin GitHubis. Üldise funktsiooni määrab see rida:

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

See reguleerib järk -järgult järgmist pöörete arvu (st meie kiirust), lähtudes rakendatud simuleeritud jõust. Kuna see töötab 25 korda sekundis, integreerib see aja jooksul tõhusalt jõu. Kogu jõudu simuleeritakse järgmiselt:

Jõud = Pedaali_jõud - Laminaar_drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

Veeretakistus on sisuliselt gradiendi mõistes.

5. samm: mõned muud igavad punktid

Pöörlemiskiiruse paremaks hoidmiseks pidin VESC PID kiiruse reguleerimise parameetreid reguleerima. See oli piisavalt lihtne.

6. samm: mida ma olen õppinud

Olen õppinud, et hõõrdajami mehhanismid on imelised. Juba pärast 20 -minutilist jalgrattasõitu näen rehvide kulumist ja kummitolmu. Need on ka ebaefektiivsed. Ülejäänud süsteem töötab unenäona. Arvan, et rihmülekandega generaator saaks täiendava 10-20% efektiivsuse, eriti kõrgemate pöörete korral. Kõrgemad pöörlemiskiirused vähendaksid mootorivoolu ja tekitaksid kõrgemaid pingeid, mis minu arvates parandaksid sel juhul tõhusust.

Mul ei ole oma majas piisavalt ruumi rihmaga ajami süsteemi seadistamiseks.