وحدة تحكم دراجة نارية كهربائية
1. ما هو جهاز التحكم؟
● وحدة التحكم في السيارة الكهربائية هي جهاز تحكم أساسي يستخدم للتحكم في بدء تشغيل محرك السيارة الكهربائية وتشغيله وتقدمه وتراجعه وسرعته وإيقافه والأجهزة الإلكترونية الأخرى للسيارة الكهربائية.إنه مثل عقل السيارة الكهربائية وهو عنصر مهم في السيارة الكهربائية.ببساطة، يقوم بتشغيل المحرك وتغيير تيار محرك المحرك تحت سيطرة المقود لتحقيق سرعة السيارة.
● تشمل المركبات الكهربائية بشكل رئيسي الدراجات الكهربائية، والدراجات النارية الكهربائية ذات العجلتين، والمركبات الكهربائية ذات الثلاث عجلات، والدراجات النارية الكهربائية ذات الثلاث عجلات، والمركبات الكهربائية ذات الأربع عجلات، والمركبات التي تعمل بالبطارية، وما إلى ذلك. تتمتع وحدات التحكم في المركبات الكهربائية أيضًا بأداء وخصائص مختلفة نظرًا لاختلاف الطرازات .
● تنقسم وحدات التحكم في المركبات الكهربائية إلى: وحدات تحكم مصقولة (نادرًا ما تستخدم) وأجهزة تحكم بدون فرش (شائعة الاستخدام).
● يتم تقسيم وحدات التحكم السائدة بدون فرش أيضًا إلى: وحدات التحكم ذات الموجة المربعة، وأجهزة التحكم ذات الموجة الجيبية، وأجهزة التحكم المتجهة.
وحدة التحكم في الموجة الجيبية، وحدة التحكم في الموجة المربعة، وحدة التحكم في المتجهات، كلها تشير إلى خطية التيار.
● وفقا للاتصال، فإنه ينقسم إلى التحكم الذكي (قابل للتعديل، وعادة ما يتم ضبطه من خلال البلوتوث) والتحكم التقليدي (غير قابل للتعديل، مضبوط في المصنع، إلا إذا كان صندوقًا للتحكم في الفرشاة)
● الفرق بين المحرك المصقول والمحرك بدون فرش: المحرك المصقول هو ما نسميه عادة محرك DC، والدوار الخاص به مجهز بفرش كربون مع فرش كوسيط.تُستخدم فرش الكربون هذه لإعطاء تيار للدوار، وبالتالي تحفيز القوة المغناطيسية للدوار ودفع المحرك للدوران.في المقابل، لا تحتاج المحركات بدون فرش إلى استخدام فرش الكربون، وتستخدم مغناطيس دائم (أو مغناطيس كهربائي) على الدوار لتوفير القوة المغناطيسية.تتحكم وحدة التحكم الخارجية في تشغيل المحرك من خلال المكونات الإلكترونية.
وحدة تحكم موجة مربعة
تحكم موجة جيبية
تحكم المتجهات
2. الفرق بين وحدات التحكم
| مشروع | وحدة تحكم موجة مربعة | تحكم موجة جيبية | تحكم المتجهات |
| سعر | رخيص | واسطة | مكلفة نسبيا |
| يتحكم | بسيطة وخشنة | غرامة، خطية | دقيق، خطي |
| ضوضاء | بعض الضوضاء | قليل | قليل |
| الأداء والكفاءة، وعزم الدوران | انخفاض، أسوأ قليلا، تقلب عزم الدوران الكبير، كفاءة المحرك لا يمكن أن تصل إلى القيمة القصوى | تقلب عزم الدوران العالي والصغير، لا يمكن أن تصل كفاءة المحرك إلى القيمة القصوى | ارتفاع، تقلب عزم الدوران الصغير، استجابة ديناميكية عالية السرعة، كفاءة المحرك لا يمكن أن تصل إلى القيمة القصوى |
| طلب | يستخدم في الحالات التي يكون فيها أداء دوران المحرك غير مرتفع | مدى واسع | مدى واسع |
للتحكم عالي الدقة وسرعة الاستجابة، يمكنك اختيار وحدة تحكم متجهة.من أجل التكلفة المنخفضة والاستخدام البسيط، يمكنك اختيار وحدة تحكم الموجة الجيبية.
ولكن لا يوجد تنظيم بشأن أيهما أفضل، وحدة التحكم في الموجة المربعة، أو وحدة التحكم في الموجة الجيبية، أو وحدة التحكم في المتجهات.يعتمد ذلك بشكل أساسي على الاحتياجات الفعلية للعميل أو العميل.
● مواصفات جهاز التحكم:النموذج، الجهد، الجهد المنخفض، الخانق، الزاوية، الحد الحالي، مستوى الفرامل، إلخ.
● النموذج:يتم تسميته من قبل الشركة المصنعة، وعادة ما يتم تسميته على اسم مواصفات وحدة التحكم.
● الجهد:قيمة الجهد لوحدة التحكم، في V، عادةً ما تكون جهدًا واحدًا، أي نفس جهد السيارة بأكملها، وكذلك الجهد المزدوج، أي 48 فولت-60 فولت، 60 فولت-72 فولت.
● انخفاض الجهد:يشير أيضًا إلى قيمة حماية الجهد المنخفض، أي أنه بعد انخفاض الجهد، ستدخل وحدة التحكم في حماية الجهد المنخفض.من أجل حماية البطارية من الإفراط في التفريغ، سيتم إيقاف تشغيل السيارة.
● خنق الجهد:وتتمثل المهمة الرئيسية لخط الخانق في التواصل مع المقبض.من خلال إدخال إشارة خط الخانق، يمكن لوحدة التحكم في السيارة الكهربائية معرفة معلومات تسارع السيارة الكهربائية أو فراملها، وذلك للتحكم في سرعة واتجاه قيادة السيارة الكهربائية؛عادة بين 1.1V-5V.
● زاوية العمل:بشكل عام 60 درجة و120 درجة، زاوية الدوران متوافقة مع المحرك.
● الحد الحالي:يشير إلى الحد الأقصى للتيار المسموح بالمرور.كلما زاد التيار، زادت السرعة.بعد تجاوز قيمة الحد الحالي، سيتم إيقاف تشغيل السيارة.
● الوظيفة:سيتم كتابة الوظيفة المقابلة.
3. البروتوكول
بروتوكول اتصال وحدة التحكم هو بروتوكول يستخدم لتحقيق تبادل البيانات بين وحدات التحكم أو بين وحدات التحكم والكمبيوتر.والغرض منه هو تحقيقتبادل المعلومات وقابلية التشغيل البينيفي أنظمة التحكم المختلفة.تتضمن بروتوكولات اتصال وحدة التحكم الشائعةModbus، CAN، Profibus، Ethernet، DeviceNet، HART، AS-i، إلخ.يحتوي كل بروتوكول اتصال لوحدة التحكم على وضع اتصال خاص به وواجهة اتصال.
يمكن تقسيم أوضاع الاتصال لبروتوكول اتصال وحدة التحكم إلى نوعين:الاتصالات من نقطة إلى نقطة والاتصالات الحافلة.
● يشير الاتصال من نقطة إلى نقطة إلى اتصال الاتصال المباشر بينعقدتين.كل عقدة لها عنوان فريد، مثلRS232 (القديم)، RS422 (القديم)، RS485 (المشترك) الاتصالات عبر خط واحد، الخ.
● يشير إلى الاتصالات الحافلةعقد متعددةالتواصل من خلالنفس الحافلة.يمكن لكل عقدة نشر أو استقبال البيانات إلى الناقل، مثل CAN وEthernet وProfibus وDeviceNet وما إلى ذلك.
حاليًا، الأكثر استخدامًا والبساطة هوبروتوكول ذو سطر واحد، تليها485 بروتوكول، و اليمكن البروتوكولنادرًا ما يتم استخدامه (صعوبة المطابقة ويجب استبدال المزيد من الملحقات (يستخدم عادةً في السيارات)).الوظيفة الأكثر أهمية وبساطة هي إرسال المعلومات ذات الصلة بالبطارية إلى الجهاز لعرضها، ويمكنك أيضًا عرض المعلومات ذات الصلة بالبطارية والمركبة عن طريق إنشاء تطبيق؛نظرًا لأن بطارية الرصاص الحمضية لا تحتوي على لوحة حماية، فيمكن استخدام بطاريات الليثيوم فقط (مع نفس البروتوكول) معًا.
إذا كنت ترغب في مطابقة بروتوكول الاتصال، فيجب على العميل تقديممواصفات البروتوكول، ومواصفات البطارية، وكيان البطارية، وما إلى ذلك.إذا كنت تريد أن تتطابق مع الآخرينأجهزة التحكم المركزية، تحتاج أيضًا إلى توفير المواصفات والكيانات.
أداة تحكم-بطارية
● تحقيق السيطرة على الارتباط
يمكن للاتصالات على وحدة التحكم تحقيق التحكم في الارتباط بين الأجهزة المختلفة.
على سبيل المثال، عندما يكون أحد الأجهزة على خط الإنتاج غير طبيعي، يمكن نقل المعلومات إلى وحدة التحكم من خلال نظام الاتصال، وستقوم وحدة التحكم بإصدار تعليمات إلى الأجهزة الأخرى من خلال نظام الاتصال للسماح لها بضبط حالة عملها تلقائيًا، بحيث يمكن أن تظل عملية الإنتاج بأكملها في حالة تشغيل طبيعي.
● تحقيق تبادل البيانات
يمكن للاتصالات على وحدة التحكم تحقيق مشاركة البيانات بين الأجهزة المختلفة.
على سبيل المثال، يمكن جمع البيانات المختلفة التي تم إنشاؤها أثناء عملية الإنتاج، مثل درجة الحرارة والرطوبة والضغط والتيار والجهد وما إلى ذلك، ونقلها من خلال نظام الاتصال على وحدة التحكم لتحليل البيانات والمراقبة في الوقت الفعلي.
● تحسين ذكاء المعدات
يمكن للاتصالات على وحدة التحكم تحسين ذكاء المعدات.
على سبيل المثال، في النظام اللوجستي، يمكن لنظام الاتصالات تحقيق التشغيل المستقل للمركبات غير المأهولة وتحسين كفاءة ودقة التوزيع اللوجستي.
● تحسين كفاءة الإنتاج وجودته
يمكن للاتصالات على وحدة التحكم تحسين كفاءة الإنتاج وجودته.
على سبيل المثال، يمكن لنظام الاتصالات جمع البيانات ونقلها خلال عملية الإنتاج، وتحقيق المراقبة والتغذية الراجعة في الوقت الفعلي، وإجراء التعديلات والتحسينات في الوقت المناسب، وبالتالي تحسين كفاءة وجودة الإنتاج.
4. مثال
● غالباً ما يتم التعبير عنه بالفولت، والأنابيب، والحد من التيار.على سبيل المثال: أنابيب 72v12 30A.يتم التعبير عنها أيضًا من خلال القوة المقدرة في W.
● 72 فولت، أي 72 فولت، وهو ما يتوافق مع جهد السيارة بأكملها.
● 12 أنبوبًا، مما يعني وجود 12 أنبوبًا MOS (مكونات إلكترونية) بالداخل.كلما زاد عدد الأنابيب، زادت القوة.
● 30 أمبير، مما يعني الحد الحالي 30 أمبير.
● واط الطاقة: 350 واط/500 واط/800 واط/1000 واط/1500 واط، الخ.
● الأنواع الشائعة هي 6 أنابيب، 9 أنابيب، 12 أنبوبًا، 15 أنبوبًا، 18 أنبوبًا، إلخ. كلما زاد عدد أنابيب MOS، زاد الإنتاج.كلما زادت القوة، زادت القوة، ولكن كلما كان استهلاك الطاقة أسرع
● 6 أنابيب، محدودة عمومًا بـ 16 أمبير ~ 19 أمبير، الطاقة 250 وات ~ 400 وات
● 6 أنابيب كبيرة، محدودة بشكل عام بـ 22 أمبير ~ 23 أمبير، الطاقة 450 وات
● 9 أنابيب، محدودة بشكل عام بـ 23A~28A، الطاقة 450W~500W
● 12 أنبوبًا، يقتصر بشكل عام على 30 أمبير ~ 35 أمبير، الطاقة 500 وات ~ 650 وات ~ 800 وات ~ 1000 وات
● 15 أنبوبًا، 18 أنبوبًا يقتصر عمومًا على 35A-40A-45A، الطاقة 800W~1000W~1500W
أنبوب موس
توجد ثلاثة مقابس عادية في الجزء الخلفي من وحدة التحكم، واحدة 8P، وواحدة 6P، وواحدة 16P.تتوافق المقابس مع بعضها البعض، ولكل 1P وظيفتها الخاصة (ما لم يكن لديها واحدة).الأقطاب الموجبة والسالبة المتبقية والأسلاك ثلاثية الطور للمحرك (الألوان تتوافق مع بعضها البعض)
5. العوامل المؤثرة على أداء جهاز التحكم
هناك أربعة أنواع من العوامل التي تؤثر على أداء وحدة التحكم:
5.1 تلف أنبوب طاقة وحدة التحكم.بشكل عام، هناك عدة احتمالات:
● ناجم عن تلف المحرك أو الحمل الزائد على المحرك.
● ناجم عن رداءة نوعية أنبوب الطاقة نفسه أو عدم كفاية درجة الاختيار.
● ناجم عن التركيب غير المحكم أو الاهتزاز.
● ناجم عن تلف دائرة محرك أنبوب الطاقة أو تصميم المعلمة غير المعقول.
يجب تحسين تصميم دائرة القيادة واختيار أجهزة الطاقة المطابقة.
5.2 تلف دائرة إمداد الطاقة الداخلية لوحدة التحكم.بشكل عام، هناك عدة احتمالات:
● الدائرة الداخلية لوحدة التحكم قصيرة الدائرة.
● مكونات التحكم الطرفية ذات دائرة قصيرة.
● الأسلاك الخارجية ذات دائرة قصيرة.
في هذه الحالة، يجب تحسين تخطيط دائرة إمداد الطاقة، ويجب تصميم دائرة إمداد طاقة منفصلة لفصل منطقة العمل ذات التيار العالي.يجب أن يكون كل سلك توصيل محميًا من دائرة قصر ويجب إرفاق تعليمات الأسلاك.
5.3 تعمل وحدة التحكم بشكل متقطع.بشكل عام هناك الاحتمالات التالية:
● تنحرف معلمات الجهاز في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة.
● استهلاك الطاقة التصميمي الإجمالي لوحدة التحكم كبير، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية لبعض الأجهزة بشكل كبير ويدخل الجهاز نفسه في حالة الحماية.
● ضعف الاتصال.
عند حدوث هذه الظاهرة، يجب اختيار المكونات ذات المقاومة المناسبة لدرجة الحرارة لتقليل استهلاك الطاقة الإجمالي لوحدة التحكم والتحكم في ارتفاع درجة الحرارة.
5.4 خط اتصال وحدة التحكم قديم ومهترئ، والموصل في حالة اتصال سيئة أو يسقط، مما يتسبب في فقدان إشارة التحكم.عموماً هناك الاحتمالات التالية:
● اختيار الأسلاك غير معقول.
● حماية السلك ليست مثالية.
● اختيار الموصلات ليس جيدًا، كما أن تجعيد مجموعة الأسلاك والموصل ليس ثابتًا.يجب أن يكون الاتصال بين مجموعة الأسلاك والموصل، وبين الموصلات، موثوقًا به، ويجب أن يكون مقاومًا لدرجات الحرارة المرتفعة، والماء، والصدمات، والأكسدة، والتآكل.
