带脉冲宽度电机控制的儿童电动车。方案、说明

采用脉宽电机控制的儿童电动车。无线电电子电气工程百科全书

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骑踏板车对于幼儿来说很有趣。但驾驶电动汽车会带来巨大的快乐。拟议的文章描述了如何将踏板车转换为电动汽车。

在公园里的游乐园里，在很多玩具店里你都可以看到外国制造的电动汽车。不幸的是，它们相对昂贵，不允许您调整骑行速度、反向移动，它们不提供方向指示器和声音信号。同时，国内尚无类似产品。

不过，还有一条出路——儿童车“Sport”（图1），由戈梅利工厂Tomselmash制造。“该车设计包括以下部件：转向柱1、大灯2、大灯按钮开关3、车灯4转向灯开关5、喇叭按钮6、护罩7、手刹8、座椅9、车轮10、链条传动11、车架12。专为3至7岁儿童设计，最大承重50公斤。

带脉宽电机控制的儿童电动车

在设计基于指定踏板车的电动汽车时，任务是通过最简单、最实惠的方式确保易用性和与“成人”汽车的足够相似性。

作为电力驱动，决定使用前几年生产的Zhiguli汽车的90W冷却风扇电动机。相同类型的现代 120W 电机就可以了。还购买了缝纫机电动脚踏控制器。它内部有一个塑料齿轮，安装在可变电阻轴上，还有一个塑料齿轮扇区，将踏板的运动传递给齿轮。

接下来，汽车进行了现代化改造。带有驱动齿轮的踏板被拆除，其紧固和链条传动的细节，地板的底部由 0,5 毫米厚的锡切割而成并焊接到车架上，旧椅子的管状腿的限制性弧被焊接到底座上焊有一层0,2毫米厚的锡衬里。所有泄漏处都用硅酮密封胶覆盖，表面经过打磨和涂漆。

将后轴焊接到从动齿轮的地方在车床上小心地车削，然后拆下齿轮，取而代之的是安装踏板轴上的齿轮，移到一侧并焊接到轴上。在汽车后部的座椅下方，有一个由 1 毫米厚的钢板弯曲而成的运输箱，其中安装了电池、带变速箱的电机和链条传动装置（图 2）。

带脉宽电机控制的儿童电动车

现在谈谈底盘的设计。由于发动机的机械特性未知（尝试在文献中找到它没有成功），因此通过实验确定了变速箱所需的最小传动比，结果为10（减速器）。

作为变速箱的基础，最初使用的是 09 年制造的 RD-1971-T 变速箱，齿轮比为 1/137。它有一个钢制后盖，有一个用于安装轴向轴承的位置，用六个螺钉拧到机身上。这样就可以去掉多余的成对齿轮，只留下一对，从而使齿轮比降低到 1/8。通过在变速箱的输出轴上安装链轮（之前位于后轴上）获得了 1/1,5 的附加传动比。变速箱通过 5 毫米长的铜管的挡块通过四个 M11 螺钉固定在发动机的侧盖上。

齿轮比的增加是因为需要通过脉冲宽度 (PW) 发动机控制实现速度的平滑变化。

发动机通过 1 毫米厚的板材制成的角安装在运输箱上，并用连接螺钉固定在发动机上。为此，需要磨掉两个硅铝发动机盖的一部分厚度，以便扎带的长度足以紧固角部。

在汽车的运行过程中，事实证明踏板原型中采用的一轮驱动方案（并转移到电动汽车上）并不是最佳的，因为它不能提供必要的抓地力并导致驱动装置的磨损增加车轮。我必须将两个后轮牢固地绑在车轴上。为此，用锉刀转动轴的自由端以形成平面，并将从驱动轮上拆下的两个带锁垫圈之一安装在先前的自由轮上。结果，两个后轮都领先。

为了增加电动车辆单次充电的运动持续时间，需要将所有摩擦副（前轮、发动机转子、变速箱轴）从滑动轴承转移到滚动轴承。

电动汽车的电气部分相对简单（图3）。它包含一个SHI发动机控制单元，SA2开关上有一个倒车单元、一个转向信号继电器单元、一个前灯开关单元和一个声音信号开关单元。 SHI 控制单元的基础是一个具有可变占空比的脉冲发生器，由 K561TL1 微电路制成。选择该微电路是因为需要提供尽可能宽的脉冲占空比调整范围，从而可以获得 0,5 至 12 V 的输出电压有效值。允许安装 K561LA7、K561LE5、K561LN1 等，其中有足够数量的逆变器，但电阻器 R1 的指定阻值的调节范围减小到 5 ... 12 V。

（点击放大）

发动机通过场效应晶体管VT1上的按键进行控制，除图中所示外，还可以打开IRFZ46N、KP912A或两个并联的KP921A来代替场效应晶体管VT2。晶体管安装在由24毫米厚、面积为2平方厘米的铝片制成的散热器上。在没有场效应晶体管的情况下，密钥可以由双极晶体管制成 - 硅和锗（图 4，a）或两个硅晶体管（图 4，b）。但与此同时，用于控制的功率损耗将会增加（并且还需要更大的散热器），这将减少电动汽车的驾驶时间。二极管 VD3 消除钥匙关闭时电机电感上的电压浪涌。

带脉宽电机控制的儿童电动车

在电磁继电器K1（RES15护照RS4.591.006）上制作了一块方向指示器。当开关SA3的可动触点转移到例如图中的左侧位置时，电容器C1开始通过灯EL2充电。一旦其上的电压达到继电器工作电压，触点 K1.1 将闭合，并向灯提供电压 - 灯将点亮。电容器将通过继电器线圈放电并释放。触点 K1.1 将打开，灯将熄灭。电容器将再次开始充电，重复该过程。结果，左转向指示灯将闪烁，直至SA3开关的动触点移至中间位置。

该电动车配备了6MTS-9摩托车电池，充电状态下的容量足以行驶约一个小时。如果安装更大容量的电池，例如汽车，行驶时间将增加到 6 ... 8 小时。将电池与 SA1 开关连接，其触点必须承受高达 25 的电流A。

声音信号 HA1 - 来自汽车，使用方向盘中央的 SB1 按钮将其打开。车内安装的电压为 2,5 V 的灯被其他电压为 13 V 的灯所取代。同时，车头灯中的原电池被拆除，并安装了部分转向信号继电器单元。

电容器 C1 - 陶瓷，C2 - 任何类型的氧化物，电压不低于图中所示。固定电阻 - MLT-0,25，可变电阻 - SPO-1。

带散热器的晶体管放置在壳体下部的踏板内，与通风孔相对。为了确保空气流通，外壳安装在距地面 5 毫米高的垫圈上。 SHI 块的其余部分也放置在踏板内，并安装在一块切割成先前放置在踏板中的板尺寸的板上。最好将微电路安装在插座中，以便在需要改变发动机上的电压范围时可以更换微电路。 SA2 开关位于转向柱顶部，SA1 开关位于底部。

作者：I.Kazakov，伏尔加格勒

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