Синусный контроллер что это такое
Особенности контроллеров для электровелосипедов
Зачем нужны контроллеры для электровелосипедов? Подобное оборудование применяется для того, чтобы мотор-колесо могло запуститься. Нужно отметить, что у батареи есть «плюс» и «минус», а у МК 3 фазных провода. Нельзя их подключить напрямую. В данном случае купить контроллер для электровелосипеда следует потому, что он создает вращающееся магнитное поле в обмотке статора. Тем самым он получает обратную связь о текущем положении ротора.
Помимо этого, контроллер для мотор-колеса позволяет обеспечить управление двигателем. С его помощью можно регулировать скорость вращения электродвигателя, а также контролировать процесс рекуперации. Оборудование в данном случае работает по аналогии с понижающим преобразователем. Благодаря такой особенности, фазный ток, который протекает по обмоткам, может существенно превысить ток, протекающий к контроллеру от батареи.
Нужно понимать, что контроллер для электросамоката или электровелосипеда определяет мощность, которая поступает в электродвигатель в случае с мотор-колесами номинальной мощностью 1 кВт. При правильно выбранном и исправно работающем контроллере можно кратковременно повысить значение до 2-2,5 кВт. Разумеется, для этого нужен постоянный контроль температуры.
Схема контроллера
В большинстве случаев сегодня можно купить контроллеры для электровелосипедов в виде коробки из алюминия с пучком цветных проводов. Есть модели, которые монтируются в специальные боксы, защищающие оборудование от воздействия внешней среды. Также подобная «оболочка» внешне выглядит более привлекательной.
Обобщенно схема контроллера выглядит так:
Разновидности контроллеров для электровелосипедов
Современные контроллеры по разновидности обратной связи делят на 3 категории:
Также есть классификация контроллеров по типу выходного сигнала. Так бывают те, которые создают сигналы прямоугольной формы (меандр), синусоиды и модифицированные синусоиды.
Самый доступный из них — первый. При применении меандровых контроллеров получается большая скорость вращения по сравнению с синусными. Однако при этом шум двигателя также усиливается. Это связано с появлением микровибраций обмоток двигателя из-за воздействия такого типа сигнала. Синусный контроллер тихий, однако, максимальная скорость теряется (при одинаковом напряжении аккумулятора).
Если вам предстоит выбрать универсальный контроллер для электровелосипеда, нужно знать, что различные типы устройств могут реагировать на сигналы ручки газа по-разному.
Особенности выбора контроллеров для электровелосипеда
При необходимости каждый желающий без особого труда может выбрать и купить универсальный контроллер для электровелосипеда, который подойдет для решения поставленных задач. Обычно на самом устройстве есть специальная маркировка. В ней указываются ключевые технические параметры, напрямую влияющие на эксплуатационные свойства контроллеров.
Среди параметров следует выделить:
Выбрать подходящий контроллер, зная нужные вам параметры, может каждый. Все максимально просто и понятно, особых трудностей, как правило, не возникает.
Помните, что датчики Холла должны устанавливаться в электродвигателе через каждые 60 либо 120 электрических градусов. Для определения мощности контроллера следует умножить максимальную силу тока на максимальное напряжение. Итогом станет значение максимальной мощности контроллера.
Сегодня можно купить контроллеры с различными техническими параметрами. Для различных видов техники рекомендуются определенные параметры мощности:
Контроллер для электровелосипеда и электроскутера
Контроллер управления для бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC, PMSM) – это важное звено в системе электрокомпонентов. Без контроллера электродвигатель не сможет даже запуститься, не говоря о его полноценной работе. Аккумуляторная батарея имеет 2 полюса – положительный и отрицательный, а мотор-колесо – 3 фазных провода. Поэтому подключить аккумулятор и двигатель напрямую невозможно. Для этого используется дополнительное звено – контроллер управления.
Выполняемые функции
Именно контроллер формирует в обмотке статора мотор-колеса вращающееся магнитное поле и получает ответные сигналы о позиции ротора. Сигналы поступают от датчиков Холла, а при управлении моторами без датчиков позиция роторов определяется по противо-ЭДС.
К тому же, контроллер управляет электродвигателем:
Контроллер выступает в роли понижающего преобразователя, поэтому проходящий по обмоткам мотора фазный ток может быть гораздо выше батарейного тока, поступающего от АКБ к контроллеру. Именно от него зависит мощность, поступающая на двигатель. Например, при использовании мотор-колеса номинальной мощностью 1000 Вт можно кратковременно получать значения до 2000–2500 Вт. Главное – использовать подходящий контроллер и постоянно контролировать температуру, чтобы не допустить перегрева двигателя.
Схема контроллера для электровелосипеда или электроскутера
Контроллер для электрического велосипеда или скутера имеет алюминиевый корпус, из которого выходят разноцветные провода с разъемами для подключения разных устройств. Внутри скрыты:
Схема подключения
Контроллер для электроскутера, е-байка или электросамоката подключается в соответствии с прилагаемой к нему схемой. Главное – не спешить и внимательно разобраться с назначением проводов. Лучше всего покупать контроллер в комплекте с мотор-колесом, тогда их разъемы будут гарантированно совместимыми.
Общий принцип подключения выглядит так:
Разновидности контроллеров управления
По принципу взаимодействия с электромотором
Для использования с датчиками Холла
Совместимы с мотор-колесами, оснащенными датчиками Холла.
Для работы без датчиков
Совместимы с моторами без датчиков, определяют позицию роторов по противо-ЭДС.
Могут работать и с датчиками положения, и без них.
По виду выходного сигнала
Создающие сигналы прямоугольного вида (меандр)
Цена таких моделей – ниже. При их использовании обеспечивается увеличенная скорость, но из-за вибрации обмоток двигатель шумит сильнее.
Создающие чистые синусоидальные сигналы.
Дороже. Обеспечивают тихую работу мотора и небольшое снижение максимальной скорости – по сравнению с меандровым контроллером при том же напряжении АКБ.
Сознающие сигналы в виде «модифицированной синусоиды» или сглаженного меандра.
По принципу реагирования на сигналы ручки газа
Обеспечивающие управление скоростью, мощностью или крутящим моментом.
Как выбрать контроллер для электровелосипеда?
При выборе контроллера для электровелосипеда или другого транспорта на электротяге нужно оценить рабочие характеристики устройства. Ключевые параметры обычно указаны в маркировке. По ней можно узнать:
Для расчета предельной мощности контроллера находим произведение допустимых величин напряжения и силы тока. Диапазон мощности у таких приборов широкий. Для велосипедов на электротяге обычно используются модели с номиналом мощности от 350 до 2000 Вт. Для электрических скутеров – от 1000 до 4000 Вт. Для электромотоциклов – от 5000 до 10 000 Вт. Для электромобилей – от 10 000 до 50 000 Вт и более.
О совместимости
Программируемые модели и их задачи
Программируемые контроллеры соединяются по Bluetooth со смартфоном и позволяют настраивать рабочие характеристики – от значений аккумуляторного и фазного токов до углов фазного опережения.
При выборе управляющих контроллеров учитывается и наличие второстепенных функций:
Расширение функционала
Широкий ассортимент контроллеров позволяет выбрать прибор, по максимуму подходящий под конкретные цели. Наряду с интернет-магазинами, есть специализированные мастерские, для которых не составляет проблемы вывести из контроллера управления провода под нужные заказчику функции.
Многие печатные платы имеют большой функционал, но в серийно поставляемых моделях он используется только частично. К примеру, у многих моделей не выведен провод для круиз-контроля, заднего хода, рекуперации энергии и других возможностей. Но специалисты мастерской VoltBikes могут вывести провода под конкретные задачи непосредственно при покупке контроллера.
О цене
Контроллеры можно купить в разных категориях:
Выбор контроллера. Типы контроллеров. Сравнение. Отличие встроенных контроллеров и не встроенных.
Какой контроллер выбрать для своего железного коня? Этим вопросом задаётся каждый пользователь электротранспорта в любом случае. И выбор этот очень важен. Какими контроллеры бывают?
Будем разбираться. Программирование контроллера (и наличие этой возможности) очень важная вещь. Ведь далеко не всех устраивают заводские настройки. В основном настраивают параметры скорости на различном положении селектора скоростей. Как правило их бывает три. Управление (контроль) движением при нажатии ручки газа контроллер осуществляет ограничением либо скоростью, либо мощностью в % соотношении.
При управлении скоростью контроллер «видит» её во время движения и считает в % от максимальной при 100 % значении. Как только показатель скорости достигает предельного от выбранного (заданного) вами в программе прошивки, он отключает газ и искусственно ограничивает набор скорости.
Управление мощностью. Тут всё просто. Контроллер ограничивает подачу Ампер на двигатель на полном нажатии ручки газа. Например, такая схема управления у контроллера Марк 2. Селектор на 3 скорости:
— Первая скорость 20 а.
— Вторая скорость 40а.
— Третья скорость 60 а.
Синусные и с токовым управлением. Контроллеры синусные наиболее распространены в использовании. Особенно в эконом сегменте электротранспорта. 
Они простые и дешёвые. Выбирают такие по параметрам, указанным на корпусе или по описанию от продавца. Плюс таких контроллеров — это безусловно бесшумность работы. Но учитывая небольшую цену, есть и минусы. В первую очередь речь идёт о не совсем чётком управлении и примитивности. Поэтому выражение «дёшево и сердито» в отношении них как никогда актуально. А применение таковых в аппаратах выше эконом класса, можно охарактеризовать как «на любителя». На конфигах с большой мощностью (от 3000 ватт и более) применять подобные контроллеры как правило специалисты не рекомендуют. Есть синусные контроллеры и сложные, с большим набором функций. Например, от производителя Kelly. Эти контроллеры отличаются тем, что, имея относительно скромные размеры выдают очень высокие показатели силы тока (переваривают большую мощность). Обладая огромным количеством различных функции, эти контроллеры явно нельзя назвать дешёвыми. К тому же надо помнить, что излишняя сложность и «навороченность» имеет свои недостатки. Обслуживать, настраивать и ремонтировать такие изделия крайне тяжело даже специалистам. Даже простое программирование не каждому самостоятельно дано освоить полностью.
Контроллеры с токовым управлением как правило имеют большую цену по сравнению с синусными, обладая схожими мощностными характеристиками. Они уже не являются бесшумными и в процессе работы издают характерный звук напоминающий звук троллейбуса. Однако управление на таких контроллерах более чуткое и приятное. Особенно на старте и позволяет лучше контролировать подачу и силу газа. За что их и любят настоящие ценители электротранспорта. Разумеется, ценовая категория таких изделий бывает разной. И качество токового управления может существенно отличаться у разных производителей и конкретных моделей. Типичные представители токового и синусного управления это всеми известные контроллеры: Инфинион 3 и Инфинион 4. Многие специалисты считают, что Инфинион 3 серии с натяжкой можно назвать токовым. Да он уступает по качеству управления многим аналогам в этом компоненте, однако надо помнить, что это контроллер с доступной ценой. И его соотношение цена=качество является оптимальным.
Встроенные контроллеры это такие, которые находятся непосредственно внутри корпуса двигателя. Яркий пример это набор magic pie от производителя Golden motor. Плюс такого размещения — это экономия места на раме вашего байка и отсутствие лишних разъёмов с проводами. Однако есть и существенные минусы такого расположения. Мотор, его корпус и обмотки сильно греются при нагрузках выше среднего уровня. При выставлении предельно допустимых настроек по току и жёсткой эксплуатации контроллеры не обдуваются встречными потоками воздуха. Часто происходит перегрев и выход из строя. Ремонтировать их сложно, а иногда и вовсе невозможно. А ТТХ у них крайне скромные. Это явно не вариант, для любителей отжигать» на все деньги». Если такие контроллеры сгорают их просто выкидывают и ставят обычный контроллер закрепляя на раме или помещая в отдельный корпус.
Даже если вы выбираете для своего контроллера внешний способ установки «под обдув». При езде против сильного встречного ветра, в гору, снегу или грязи он может сильно нагреваться. Если скажем производителем заявлена предельно допустимая нагрузка в 45 а. никогда не используйте и не снимайте этот максимум. А если устанавливаете контроллер в защитный корпус или кофр вместе с батареей, то используйте ещё меньший ток в настройках, и желательно поставить термодатчик для контроля за температурой в постоянном режиме.
Изначально выбирая изделие по цене смотрите на набор его функций. За что вы хотите или не хотите переплачивать. Нужен ли вам задний ход, стоп сигнал, «душилка», «противоугонка» и электронный тормоз. Устроит ли вас совместимость с обычными бортовыми компьютерами типа цикланалист v3, или вам нужна возможность подключения самых навороченных информационных приборов.
Мощный контроллер электровелосипеда 45 ампер
Всем привет. На этой странице сайта хочу провести обзор мощного синусного контроллера от компании Suzhou KUNTENG Electronics сокращённо КТ. Который я планирую протестировать на своём фэтбайке, на котором уже установлен вполне тоже мощный контроллер на 12 мосфетов и он вполне справляется со своими задачами, но имеет на выходе трапециевидную волну, в интернете ходят споры что синусная волна намного эффективнее и мотор работает тише трапециевидной и что бы проверить в практике я и приобрёл этот контроллер, впрочем на тот момент он мне попался по скидке.
В целом практически все контроллеры работают по одному принципу, мотор имеет три фазы и контроллер попеременно подаёт на эти фазы напряжение, на них образуется магнитное поле, которое притягивает ротор к следующий фазе, и чем чаще контроллер подаёт импульсы, тем быстрее крутится ротор, что бы контроллер понимал в каком положении на данный момент находится ротор в моторе зачастую установлены датчики холла их так же как и фаз три, но так же бывают моторы и без датчиков холла и контроллеры которые могут работать без них.
В чем разница между трапециевидной волной и синусной? Трапециевидная волна работает по принципу включено выключено, то есть сигнал подаётся прерывисто, а синусный работает по принципу нарастания и угасания, исходя из этого наверно стоит полагать что мотор будет работать все же тише, но так как у меня редукторный мотор я думаю, что не услышу отличий, но все же попробуем. А вот если бы был мотор прямого привода, то там наверно отличия были бы более заметны. Для этого я наверно к следующему сезону соберу с этим контроллер сборку на прямом приводе думаю возьму мотор на 1000 ватт.
Итак, вот у меня получается один из самых мощных контроллеров, правда эта модель рассчитана на работу от АКБ с максимальным вольтажом до 63 вольт
Это синусный контроллер, то что это именно синусный контроллер видно по маркировке вот этот символ S говорит о том, что этот контроллер имеет синусную волну, в контроллере с трапециевидной волной стоит символ Z
В моем случае это модель KT48SVPRK-LCD
Максимальный ток 45 ампер
Номинальное напряжение 48 вольт – максимально этот контроллер может работать от 63 вольт
Номинальный ток 22 ампера, это ток безопасной продолжительной нагрузки
Защита от низкого напряжения составляет 39 вольт, то есть 36 вольтовая батарея будет отключатся при достижении этого значения
Распиновка здесь такая
Давайте теперь посмотрим, что внутри контроллера, для этого надо открутить шесть винтов которые крепят крышку.
Вот эти силовые конденсаторы все до 63 вольт и на 470 микрофарад, поэтому если подключить аккумулятор с большим напряжением они попросту могут выйти из строя, а в некоторых случаях и взорваться.
Здесь 18 мосфетов которые поджаты к корпусу для рассеивания нагрева, между корпусом и мосфетами наклеен термостойкий скотч, который предотвращает замыкание, мосфетов по шесть на каждый фазный провод мотора, чем больше мосфетов тем большую силу тока они могут пропустить.
В этом контроллере один тип мосфетов с маркировкой TK150E09NE рабочее напряжение до 85 вольт, то есть если в контроллере заменить все силовые конденсаторы, например, на такие до 100 вольт, установить более мощный рассеивающий резистор или стабилитрон что бы на ЛМку не приходило более 40 вольт, то можно уже использовать аккумуляторную батарею например на 80 вольт, что повысит скорость электровелосипеда, но так как LCD дисплеи уже не рассчитаны на такой вольтаж то и в нем надо будет что то дорабатывать.
Вот здесь находятся аж два шунта, обычно один, залудив которые можно немного поднять мощность контроллера.
Этот резистор гасит напряжение батареи до 40 вольт, далее идёт понижающий регулятор напряжения под маркировкой LM317T который снижает напряжение до примерно 15 вольт, далее следует ещё один стабилизатор, который понижает напряжение до 5 вольт которые уже запитывают всю логику контроллера через микроконтроллер, желательно на этот регулятор LM установить какой-то дополнительный радиатор потому как он достаточно сильно нагревается.
Что бы включать электровелосипед через ключ, вот, например, установив вот такую ручк газа, нужно вот этот красный провод, который идёт на питание дисплея, подключить в разрез через выключатель на ручке газа, в нем всего 5 вольт, и если не будет питания на дисплей, то электровелосипед не включится.
Впрочем, в дисплеях серии КТ есть функция доступа через пароль, настраивается он в дисплее параметром C 9 но следует хорошо его запомнить потому как сбросить его не получится и поможет только пере прошивка дисплея.
Так же если установить где-то секретный выключатель на вот эти контакты, которые идут на датчики тормоза, при замыкании которых дисплей включится, но сам велосипед не поедет, этим можно тоже уберечь велосипед от электроугона, но не уберечь от угона обычным способом.
Для вспугивания угонщика или вредителя можно установить в скрытом месте вот такую сигнализацию, она сначала предупредит разовым сигналом, но при дальнейшем движении электровелосипеда включится на полную мощность, таким образом вы будете оповещены что к вашему транспортному средству применены противоправные действия.
Если у вас мотор прямого привода в контроллере через дисплей можно включить рекуперацию параметром С13, это позволит осуществлять некоторое торможение мотором, а также так как мотор будет работать в режиме магнето он возвратит часть энергии и при движении, например, с горки, но возвращаемая энергия очень мала и будет практически не заметна.
Что я доработаю перед тестами контроллера. Для начала пропаяю силовые дорожки с двух сторон, частично залужу шунты, и на ЛМКУ поставлю небольшую алюминиевую пластину для большего рассеивания тепла.
Кстати нашёл фото такого же контроллера, но уже на 60 вольт, и по фото видны некоторые различия, это установлен дополнительный резистор, и дополнительная ЛМКА, маркировки правда не разглядеть, что примечательно на моём контроллере в плате есть отверстия и дорожки под эти дополнительные детали.
Тем временем я пропаял силовые дорожки, залудил шунт, и поставил вот такую пластину на LM которая изогнута таким образом, чтобы через теплопроводящие силиконовые прослойки прижималась к крышке контроллера тем самым хоть немного улучшится отток тепла от неё.
Собрал все обратно, теперь можно провести тесты. Для этого я сначала измерю уровень шума работающего мотора на контроллере с трапециевидным сигналом посредством программы смартфона. И потом при тех же условиях проверю синусный контроллер, но мне кажется все это не точно. Синусный контроллер мощнее и скорее всего мотор будет крутить с большей скоростью, и соответственно будем наверно даже шумнее. Не знаю, как вам, но мне все же интересно.
Я уже провёл тесты в холостом режиме, видео будет чуть далее, сейчас хочу рассказать о своих впечатлениях, в целом по шумометру если доверять такому способу то различий нет, по мне шумность одинаковая, и мне показалось что контроллер с трапециевидной волной работает более стабильно, но на средних скоростях контроллер с синусной волной работает плавнее и тише на мой взгляд, так же при работе на синусном контроллере мне слышался какой то сбивчивый ритм работы мотор колеса, но все же оно крутилось нормально. По скорости я различий не увидел, правда, когда записывал видео дисплей завис на одной скорости и я этого не заметил пока не стал монтировать ролик, без записи видео так же крутил мотор там были показания скорости, которые схожи у обоих контроллеров. В общем вот такой неоднозначный опыт, я с этим синусным контроллером буду собирать электровелосипед на моторе с прямым приводом и там уже проведу тесты на ходу. А сейчас у меня все, надеюсь вы оцените мои труды лайком и комментарием, а возможно и подпиской, хоть и обзор получился неоднозначным, но я старался, и у меня на это ушло уйма времени. Спасибо. До свидания.