Эта статья продолжение темы из предыдущей статьи Электросамокат из гироскутера или «каша из топора» .
Протестировав в течение пары недель предыдущую версию электросамоката я сделал некоторые выводы о возможностях электропривода на базе гироскутера. Меня в первую очередь не устроила мощность, не обеспечивающая подъем моего веса в горку.
Сначала я возложил вину на аккумулятор. Учитывая, что аккумулятор был от самоката с колесом на 350Вт было логично, что он не вытягивает колеса ориентировочно 500Вт. При этом, я чисто по человечески игнорировал тот факт, что сравнивал с самокатом iconbit street duo, который производитель оценил как 700Вт. Я верил, что смогу на «критических режимах» выжать со своих колес больше.
Было решено собирать свой аккумулятор. Купил 30 банок высокотоковых 18 650 (по 240р.). Внутреннее сопротивление банки 15–16 мОм.
В ранее использованном аккумуляторе 36 мОм. Расчетно ожидалось по 20 А с банки и 60 А с секции.
Процесс сборки, как конструктор.
Сварил свой акумулятор. Установил BMS 10s 25А (1000р).
Покатался... Изменений в мощности нет. Эффект просади напряжения оказывается есть у всех высокотоковых аккумуляторов. Да, дело не в аккумуляторе... Колеса! Как я этого не видел?
Заказал колесо от Kugoo G‑max 36В 500Вт (4000р). В данном колесе изначально нет датчиков Холла, поэтому разобрал колесо и установил датчики.Сделал измерения геометрии.
Поставил и покатался. Динамика улучшилась в гору почти тянет, но в финальной части подъема (увеличивается крутизна) самокат сдается и приходиться толкать ногой. Странно, потому что 500 + 250 это больше 700Вт.
После длительных покатушек сгорела резина на заднем (гироскутерном колесе). Из‑за рассинхрона по скорости заднее маломощное и высокоскоростное колесо постоянно перегружено и в итоге перегрелось. Данная пара работает не эффективно и на теоретические 750 Вт рассчитывать не приходится.
Полез в софт. Разделил константы максимального тока и оборотов для каждого колеса. Не помогло. Ограничение работает как отсечка причем на наклон характеристики набора скорости не влияет. Динамическая характеристика у моих колес разная. Гироскутерное колесо набирает обороты быстрее и большую часть разгона перегружено до выравнивания задаваемых контроллером скоростей. Пытался программно связать обороты (измеряем на мощном колесе текущую скорость и ставим уставку скорости на маломощном). Не работает. Скорость скачет, изменение уставки на одном кванте времени регулятора слишком резкое, колесо работает рывками. Надо сглаживать ПИД регулятором, настроенным для каждого колеса в отдельности. На данной стадии проект дрейфует от цели практического применения к цели изучения софта драйвера BLDC с разделением коэффициентов ПИДа, а сезон близится к концу. После двухнедельных экспериментов сгорели MOSFET — транзисторы и «утащили в электронный рай» 3-х фазный драйвер. Это подтвердило, что дым самый важный элемент электронных компонент, когда дым покидает микросхему она становиться бесполезной. Микросхема перемаркирована и аналога я не нашел. Пересадил микроконтроллер и все остальное на первую плату, которую сжег в первой статье. Дальнейшие эксперименты... Опять сгорели мосфеты при торможении.
Сначала подумал на ограничение обратного напряжения мосфетов. Поставил диодный мост для рекуперации в батарею в обход мосфетов. Не помогло — опять сгорели. Транзисторы с донора заканчиваются и дедлайн, установленный самому себе достигнут. Ставлю крест на гироскутерном контроллере и приобретаю два контроллера по 350Вт (2×1200р). Они не помещаются в деку самоката. Корпуса «в топку», все не востребованные провода обрезаю. Все разъемы перепаиваю.
И тут заканчивается важная веха! Последний элемент гироскутера — кнопка — покидает самокат. Потому что нужна с фиксацией, а она без фиксации. «Топор» вынули, а «каша» продолжила вариться. На этом этапе вывод: из посредственного гироскутера получится посредственный самокат.
В период переосмысления электронных проблем нарисовал и распечатал заднее крыло. Смена труда это отдых.
Соединяю параллельно провода купленных контроллеров: газ, тормоз, кнопка включения, питание от батареи. Осталось найти второе колесо 10» 36В 500Вт. И тут все застряло на 3 недели.
Там же, где купил первое колесо ответили, что я забрал последнее.
Трижды отменяли заказ в разных интернет магазинах из‑за отсутствия.
На авито продавцов можно разделить на несколько видов:
В наглую врут про мощность;
Притворяются невеждами, при этом цену ломят как за новое у дилеров (от 11 000р);
Являются невеждами (не могут ответить ни на один вопрос по характеристикам и честно признают, что продают «кота в мешке»);
И хорошие (но колеса не продают).
За время поиска я пришел к выводу, что другого колеса от G‑max в мире больше не существует или предлагают «изготовить» и привезти с Марса к новому году. Следует отметить, что на 36В 500Вт это предел для серийных колес. Рынок завален колесами Kugoo М4 на 500Вт 48В (продавцы второй категории убеждают, что на 36В будет работать). В моем понимании на 36В механическую мощность оно выдаст как 350Вт колесо и со снижением скорости на 25%.
Пришлось искать аналог на Али. Ninebot max g30p вроде бы имеет модификацию на 500Вт. Нашел продавца, заказал, прождал 2 недели. Пришло, открыл... И что вы думаете? Первый вид продавца с авито. Для объективной оценки:
Колесо G‑max — ширина магнитов 32мм, обмотка намотана в 10 проводов. Верую что 500 попугаев.
Колесо с Али — ширина магнитов 29мм, обмотка в 7 проводов. Моя оценка 350 попугаев.
Колесо гироскутера — ширина 22мм, обмотка в 5 проводов. Моя оценка 250 попугаев.
Провел измерение максимальной скорость вращения на холостом ходу. Колеса имеют близкие характеристики около 820 (g30p) и 760 (G‑max) об/мин. Для сравнения гироскутерное колесо раскручивалось до 1100 об/мин. Кстати интересный факт, что на гироскутерной плате в режиме FOC и с ослаблением поля мне не удалось раскрутить колесо G‑max больше 560 об/мин. А без контроля токов обмоток в режиме SPD и VLT с колесом G‑max у меня также горели мосфеты. Это еще одна причина почему с моими колесами я признал непродуктивным дальнейшее углубление в софт. Также я пришел к выводу, что часть сгораний связана с отсутствием диода, защищающего драйвер от отрицательного напряжения на gate мосфетов. В референс‑схемах документации на драйвер данные диоды присутствуют. Обе мои платы гироскутера собраны на драйверах из микросхем. Возможно на платах, где драйверы собраны на транзисторах эти обвязки присутствуют и проблема не воспроизведется.
Ставим Алишное колесо, пробуем.
Динамика отличная. Самокат вырывает из под ноги. Максимальная скорость выросла до 32км/ч. В сопоставлении с самокатом сына (700Вт) на старте «ухожу в горизонт», а потом он меня обходит по чуть‑чуть «после моей отсечки». В гору тащит до самых ворот дома. Победа! Но... В самом начале проекта я сказал сыну, что сделаю лучше того, что отдал ему.
Продолжение следует...
Всем добра!
