Электромобиль своими руками с асинхронным двигателем и генератором

Пока гибридные авто являются диковинкой не только в нашей стране, но и в ряде других, поэтому их пытаются собирать особо одаренные умельцы. И не только… Компания Poulsen Hybrid
также предложила свое решение по превращению обычного авто в гибридное, добившись экономии бензина почти на 20%. Сделать это предлагают при помощи Power Assist System – набора
, состоящего из двух электрических дисковидных двигателей постоянного тока. Их нужно установить, используя специальные переходники, на задние колеса. В багажник автомобиля помещается дополнительный аккумулятор и два контроллера. Заряжается батарея от розетки бытовой сети. Специалисты компании утверждают, что небольшие моторы, мощность которых 7 л.с., на протяжении 50 км могут помогать основному бензиновому двигателю ехать на электротяге, экономя топливо.

Установить электромоторы можно на большую часть выпускаемых сегодня автомобилей с колесами от 14 дюймов и выше. Каждый мотор весит не более 17 кг. Емкость литий – ионной батареи, которая их питает – 4,3 кВт/ч. Понадобится зарядное устройство 96 В/ 10 А. В результате, вес системы с аккумулятором составит 90 килограмм, а мощность — 13,5 л.с. Стоимость проекта — около 8000 «зеленых», плюс еще шестьсот, если устанавливать систему будут специалисты (официальный дилер).

Но, пока желающих, таким образом «усовершенствовать» свой любимый автомобиль, немного. А большая группа специалистов считает проект весьма сомнительным. Ждем, что покажет время.

Один из вариантов установки электродвигателя на обычный автомобиль

Конец девятнадцатого века – период, когда впервые появились автомобили с паровым и электрическим двигателем. К слову, именно электромобилю впервые удалось преодолеть стокилометровый рубеж скорости. И хотя пока не столь много электромобилей, зато появились гибриды, в которых одновременно используется электродвигатель и ДВС. Суть гибрида в том, что его движение начинается сразу, но даже водитель не знает (если не смотреть на монитор), на каком моторе он едет – это решает электроника. Но, стоит такое транспортное средство дорого, поэтому российский «умельцы» рассказывают, как можно собрать гибридный автомобиль своими руками. Причем, это не столь большая редкость, как может показаться.

Смета для гибридного автомобиля своими руками:

Кузов (самодельный, пластиковый, на мостах) — стоит примерно 1000 долларов. Важно выбрать его кК можно меньшего веса – это важно.

Для салона: очень неплохо подойдут два передних сидения автомобиля Порше 924. Подушку заднего сидения можно позаимствовать у Тойоты Супра. Потребуется еще метров пять ковроина, который должен «посетить» мастерскую по пошиву чехлов. Стоимость материалов и работы примерно составит 400 долларов. Ну, а, в принципе, все зависит от фантазии, а материалов в стране масса: дерево, кожа, акустические дорогие ткани и пр.

Силовой агрегат, в нашем случае тоже бывший в употреблении, – это двигатель от списанного погрузчика производства Болгария, мощность которого 3,6 кВт, а развиваемые обороты – 1400 об/мин. Двигатель можно подобрать и другой, обратившись в контору, поставляющую новые запчасти для погрузчиков. Он стоить будет ориентировочно 650 долларов.

Говоря об АКБ, стоит порекомендовать, не использовать отечественные, поскольку номинальную емкость удастся получить несколько первых раз, и все. Для АКБ нужна свежая свинцовая руда, которой нет у нас в стране, поэтому для аккумуляторов используют переплавленную из старых батарей. Идеальный вариант – тяговые аккумуляторы для погрузчиков. Но их цена вторе выше, чем стартерные итальянские, которых потребуется семь штук. Их стоимость в магазинах составит 4000 рублей, а в оптовой компании – 2600 за штуку.

Ну, и все, что можно назвать «разное». Сюда входят колеса (их ширина должна быть небольшой, чтобы к минимуму свести трение качения), блок управления мотором (вновь можно использовать тот, что применяется в погрузчиках – релейный на шесть скоростей, стоимостью до 400 $, или тиристорный стоимостью втрое большей, зато с плавным регулированием), фланец, предназначенный для соединения трансмиссии и двигателя (например, КПП ВАЗ 2101) – 70 долларов, планшайба с соосностью не хуже 0,02 мм (для соединения КПП и мотора), чтобы не пришлось часто менять подшипники (можно изготовить самостоятельно).

В общей сложности на все по все уйдет до 3000 долларов
и триста часов времени инженера средней квалификации, который выступить в роли сварщика, слесаря, электрика.

За эту сумму можно стать владельцем четырехместного авто, вес которого составляет 850 кг, а батарея имеет характеристики — 84Вх200 А ч. Скорость по прямой машина развивает до 75 км/час и до 90 – кратковременную (для обгона, например или, когда нужно ехать под гору).

Количество циклов перезаряда – 800, стоимость заряда одного 12,5 копеек на километр, что сравнить можно с ВАЗ 2101, расход у которого 8 литров на сто километров, т.е. 80 копеек на километр.

Технико-экономическое обоснование

Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании — 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.

Кажется, вопросов нет – выгода налицо. Правда, будут вопросы с ГАИ, но все, в конце концов, решается.

Также нет проблем со сборкой своими руками заднеприводного гибрида, у которого электромотор закреплен под днищем машины на карданном валу. Установленный в салоне бортовой компьютер работает в связке с компьютерсистемой, установленной в подкапотном пространстве. Конечно, не обойтись без электромотора, контроллера, корпуса для аккумуляторов, аккумуляторов проводов и разъемов.

Совет: мотор нужно установить на авторизованном сервисном центре, чтобы правильно выдержать угол наклона. Также нужно позаботиться о жестком закреплении на раме аккумуляторов. Для этого устанавливают под днищем специальные направляющие рельсы, благодаря которым и электродвигатель и батарея закрепляются надежно.

Рассчитывать это авто (если батарея на 200 Ач), может на пробег в одну милю.

Как мы делали электромобиль 2

а вот и оно – продолжение…..

На первой машине мы покатались два сезона (сейчас она пылится в гараже). По началу она казалась такая красивая, теперь же трезво оценив её вид, мы ужасаемся. Сын вырос, у него поменялся взгляд на эстетическую сторону машины, может какие еще причины, но машина-1 уже не подходила, а кататься хочется…Денег у родителей как обычно нет (нет мы не жадные, просто цены опять выросли). Короче, пора делать машину-2.

Было несколько нюансов:
1.
Машина должна быть максимально большая и мощная и одновременно входить в обычный лифт, проходить в двери обычной квартиры и быть легкой.
2.
Потреблять мало энергии.
3.
Быть красивой.
4.
Другие несовместимые между собой требования.
5.
Суммарная мощность двигателей – не менее 180 ватт.
6.
Имея опыт машины-1 было решено – тормоза ОБЯЗАТЕЛЬНО.
7.
Плавный «газ», т.е. нужна была электронная схема регулировки двигателей.
8.
Колеса надувные.

Сначала были приобретены колеса. Колеса от обычной садовой тележки. Выбирались на вид, размер и ВЕС. Был сегодня на рынке и купил колеса для машины диаметра — 350 мм ширина — 80 мм вес — примерно 600 гр одно (т.е. на удивление легкое…что и нужно) два подшипника. За 4 штуки просили 2000 руб….отдали за 1800 …ну просто нет слов…..и эта зеленое создание (в смысле жаба) …. Ох. Чем больше дети, тем дороже игрушки. Теперь о грустном вскрыл колеса (которые купил за 450 руб за шт.), посмотрел подшипники…..Нет слов от негодования огромный люфт, некачественное железо (обычным гвоздем можно сделать глубокую царапину), шумят при движении….отстой полный, а не подшипники придется тратиться и покупать 8 новых подшипников….А это дополнительные рублей 250. Да уж, Китайские подшипники это…..ну короче не ожидал такого. Купил 8 подшипников 204 для колес, 4 — 101 для подвески, 3 — 100 для тормозов — всего отдал 290 руб. Подшипники удовлетворили — люфта нет и гвоздем не царапаются. Затем выбирались двигатели. Учитывая все накопленные знания и окружающую обстановку в сфере наличия на рынке двигателей, остановились на двигателях системы охлаждения от легкового автомобиля.

250 ваттные (очень заманчивые по мощности) от УАЗа или «Волги» не подошли по двум причинам. 1. дорого (1000 руб. штука). 2. потребляемый ток – довольно таки большой.

Остались 110 ваттные от ВАЗа, их то и купили по 450 руб. за шт.

После покупки двигателей стал вопрос, а как же будет передаваться крутящий момент на колеса?

После многочисленных экспериментов было решено, что резиновой лентой вырезанной из камеры легкового автомобиля.И потому бы на заводе у токаря были заказаны шкивы на колеса и на двигателя.Согласно отданному мной чертежу.Токарь МОНСТРАНУЛ и из листа железа с помощью станка и горелки сотворил вот такие шкивы.

Хочу предупредить тех, кто будет повторять мои деяния. Как оказалось, для плоскоременной передачи нужны БОЧКООБРАЗНЫЕ шкивы, иначе ремень выползает наружу со шкивов…переделывать я ничего не хотел да и несобирался и вышел из этой ситуации разрезав один широки ремень на 4 тонких

Что же делать с регулировкой оборотов двигателя? Заказал Регулятор яркости ламп накаливания 12 В/50 A — NM4511 …попросили 250 руб. обещали привезти в течение двух недель максимум.

Этот регулятор работает в импульсном режиме, точно такой же режим на шуруповертах. Получил комплект управления двигателями.
первые впечатления — И эта сопля будет управлять двигателями в 600 Ватт???
Вот пока не сделаю и не убедюсь — не поверю.

Cхема всего автомобиля была доработана под использование в качестве регулятора двигателей, добавленные некоторые элементы. Силовой транзистор был посажен на радиатор от процессора.

Руль….нужен был маленький руль…где его взять?
Всякие думки думали, но пришлось сходить на авторынок раскошелиться на500 руб. на настоящий спортивный руль от настоящего автомобиля.

Теперь об важном – тормоза. сначала задумывались дисковые от велосипедов, но их цена 1400 за один комплект…а так было бы вообще шикарно
пришлось искать более дешевый вариант… и он был увиден на заводском 4-х колесном взрослом велосипеде — колеса тормозятся простым прижиманием планки к резине колеса сверху.

Теперь надо докупить фанеры, болтов еще, радиодеталей, датчиков… ну очень еще много всего и мелкого…А некоторое в нашем городе вообще не найдешь – приходится заказывать.Сварить педали…,купить краски, работы, жуть короче.

Но зато уже можно варить раму!

Ставить и потихоньку собирать машину…

Электросхеме тоже уделено не один день…

После отпиления лишнего и обработки напильником повезли в гараж…

Это мы уже в гараже (мамка детей выгнала из дому, дабы не воняли краской) грунтуем машину. Осталось натянуть куски резинового шланга на бампера (дорогой собака)

и установить велокомпьютер (показывает скорость, пройденный путь….и кучу всяких данных…размер колеса настраивается, так что показывает довольно точно),

и поставить аккумулятор 75 А/ч.,

и творение – машина-2 готова!

Бывает мы с сыном вдвоем катаемся на ней — т.е. нагрузка под 100 кг.

Электромобиль для ребенка сделанный своими руками: фото и описание самоделки.

Умелец Антон из Владивостока сделал своими руками электромобиль для маленькой дочки, предлагаем вашему вниманию посмотреть подробный фото отчёт о строительстве самодельного детского электромобиля.

Использованы материалы:

• Электромотор от дворников Toyota.
• Звёзды сделаны из шкива от помпы 3SFE и шкива коленвала 5AFE.
• Ремень от Subaru Forester, (его пришлось дважды укорачивать и склеивать-сшивать).
• Аккумулятор от мотоцикла — 12V 9Ah 45A.
• Колёса от тележки (диаметр 210 мм).
• Профильная труба.
• Текстолит.
• Крепёжные элементы.

Сидение сделано следующим образом. Из картона собрал шаблон. Купил банку смолы 800 гр 650 руб и две пачки стекловолокна 150руб*2шт, и налепил на уже готовый и обклееный скотчем шаблон, работа заняла примерно неделю. Далее зашпаклевал, зашкурил, загрунтовал и обтянул в кожезаменитель разумеется подложив поролон 10 мм.

Руль сделан из фанеры.

Закрепил электромотор, установил звёзды и ремень.

Рулевое управление. Карданчик оптимально подошел от Toyota Probox NCP50, а линки стабилизатора, выполняющие роль рулевой тяги с наконечниками, были изготовлены из узлов Toyota Voxy AZR60.

Педаль от автомобиля обрезал и приварил к ней поворотную гайку, выполняющую роль подшипника, и ограничитель хода. К раме приварил возвратную пружину. под педалью установил микровыключатель подачи тока на электродвигатель.

Установил тумблер меняющий полярности тока, чтобы машина могла двигаться взад и в вперед в зависимости от выбранной передачи.

Электромобиль своими руками за ТРИ ДНЯ! Видео пошаговая инструкция создания самодельного электромобиля!

Команда энтузиастов из Австралии поставила задачу по переделки обычного автомобиля в электромобиль. Задача вроде бы не сложная (когда знаешь как), но вот сроки поражают…

День первый

Обычно конвертация автомобиля в электромобиль занимает от 6 до 12 месяцев. Мы задались целью сделать это за неделю. Хотелось бы чтобы на дорогах было больше электромобилей, но для этого нужно найти способы снизить время и затраты на переделку. В будущем было бы неплохо увидеть авто сервисы по переделке обычных авто в электрические.

Над проектом я работал вместе со своим другом Майклом из Гилонга, штат Виктория. Мы решили переделать его Daihatsu Charade (та же модель что и у меня) при помощи недорогого пакета запчастей для переделки, китайского производства.

Несколько последних месяцев мы готовились к проекту, закупая необходимые запчасти, и изготавливая недостающие компоненты (такие как муфта и адаптер подключения электродвигателя к коробке передач). При наладке постоянного предприятия по переделке, такие вещи могут быть автоматизированы. Например адаптер КПП уже переведен в CAD формат, поэтому может быть налажено производство этих деталей с помощью лазерной резки. Также мы подготовили детальный план работ и смету, которые будут опубликованы в помощь другим энтузиастам.

Я также пригласил многих заинтересованных в электромобилях людей чтобы они приняли участие в нашем проекте по переделке. Многие согласились приехать и вчера у нас было около 10 человек, при помощи которых мы сделали намного больше работы чем планировалось. Все были очень организованны и самостоятельно находили себе занятие в проекте, а навыки некоторых были просто удивительны. У нас были механики, инженеры, маляры, видео и фото операторы, электрики, а моя жена Rodemary готовила на всех еду!

В первый день мы удалили из автомобиля двигатель внутреннего сгорания и все системы с ним связанные, такие как выхлопная и топливная. Также мы установили электродвигатель и коробку передач, подключенные друг к другу. А также смонтировали крепление двигателя к корпусу автомобиля и начали изготавливать платформу для установки аккумуляторов. По моим подсчетам и при помощи такой замечательной команды мы сделали работу на которую было отведено 3 дня.

Командная работа была отличной, многие из тех кто нам помогал взяли отгул на работе и получили море положительных эмоций. Командная работа по созданию электромобиля — это круто!

Видео — день первый:

День второй

Утро субботы, только что проснулся после очень длинного дня в пятницу. вместе с нами под одной крышей ночевало еще 6 человек:

Мы закончили установку набора батарей в задней части авто и даже соединили их между собой. Задняя часть автомобиля выглядит как законченный продукт, что не может не радовать!
Более сложная конструкция рамы для аккумуляторов в передней части почти готова (будут еще сварочные работы внутри отсека для выравнивания поддона). Сегодня мы установим поддон, зачистим и покрасим.
Изготовлена проводка для приборов и установлен вольтметр. Спасибо Joel!
Двигатель и коробка передач установлены, закреплены и проверены. Michael, John и команда — отличная работа!
Erick установил вакуумный насос, осталось подключить его.
Скобы для проводки кабелей под днищем авто установлены осталось закончить проводку.

Сегодня нам предстоит установить конвертер постоянного тока, выключатель вакуумного насоса, зарядку батарей, аварийный тормоз и блок управления. Потом все это подключим.

Прогресс второго дня был менее заметен, т.к. в основном это были “доделки” первого дня, проводка и установка мелкого оборудования внутри машины. Визуально это не так впечатляет как демонтаж ДВС и монтаж электродвигателя с коробкой.

Как бы то ни было эти шаги могут занять несколько месяцев у конструкторов-одиночек.

Если сравнивать этот проект к проектом моего первого электромобиля то тут за первый день было сделано столько же сколько я сделал за первые 6 месяцев! Во второй день мы сделали работу следующих 5 месяцев моей самостоятельной работы. Сейчас мы на стадии завершения проводки — я был на этой стадии за 3 дня до тест драйва. Сегодня я надеюсь мы выведем этого малыша на прогулку!

Изначально я планировал закончить проект за неделю и немного нервничал по поводу того как много людей отозвалось помочь. Я думал все это отвлечет меня от самих работ по конвертации. Несмотря на это произошло полностью противоположное — благодаря всем этим людям мы так много сделали. Я не думаю что это было бы возможным если бы работали только Майк и я. Можно сделать вывод о том что работы по изготовлению некоторых деталей занимают много времени. Для следующего проекта надо будет разработать план работ по ускорению таких работ. Например сделать шаблон для изготовления поддонов для батарей.

Видео — день второй

День третий

После длинного рабочего дня, к 11 часам вечера мы выехали на первый тест-драйв в новом электромобиле Майкла. Всего через 3 дня после начала работ!

Вчера я почти весь день разбирался с подключением трубок электро-насоса и для этого потребовалось изготовить несколько переходников. Также мы сделали проводку силовых кабелей под дном автомобиля. Эндрю сделал отличную работу по подключению всех 12 вольтовых и 96 вольтовых. Плата контроллера, которая пришла вместе китайским набором отлично встала на свое место и мы ее быстро подключили.

Утром мы зачистили и покрасили поддон для передних аккумуляторов и установили его уже после ланча. Все работы по металлу выполнены превосходно. А покраска выполнена очень профессионально, поэтому все выглядит просто супер!

Нам многие помогали в этот день. На каком то этапе одна группа делали проводку под автомобилем, другая заливала масло в трансмиссию, а третья изготавливала недостающие детали.

К вечеру мы были так близко к завершению что все добавили темп. Наконец завершены все соединения под капотом и установлена вся электрика. Первым делом мы проверили все 12 вольтовые приборы чтобы убедиться что все работает при включенном “зажигании”, после этого подключили 96 В источник питания и проверили ваккумный насос тормозной системы и конвертер постоянного тока. После небольших настроек переключателя вакуумного насоса тормоза заработали как надо. После чего подключили конвертер к 12 В системе, он работал отлично.

В итоге мы подключили последний кабель двигателя и запустили мотор. К счастью он крутил колеса в нужном направлении на стэнде. Несмотря на сильный дождь мы не могли удержаться от первой поездки. Сначала сделали несколько кругов вокруг здания — все работает отлично, несмотря на увеличившийся вес, благодаря новой подвеске Майка. Двигатель работает очень тихо и можно очень быстро переключать передачи без сцепления. Все были очень довольны первым тест-драйвом.

Оставалось еще пару небольших проблем таких как небольшая утечка масла из трансмиссии, а также ускорение автомобиля казалось слабым (пиковый ток был менее 100А) скорее всего из-за какой нибудь ошибки в подключении. В воскресенье мы отдыхаем а понедельник думаю решим эти проблемы. Также предстоит уборка и косметические работы перед тем как проходить официальный техосмотр авто.

В итоге у нас получился отличный проект который завершился на много быстрее чем планировалось.

Внешне обычная «Нива», как только подъезжает ближе – понимаешь, что с ней что-то не так. Автомобиль работает бесшумно. Все объясняется, как только водитель открывает капот – под ним отсутствует обычное для машины с ДВС оборудование.

«Эта сама батарея, верее ее часть – другая часть находится в багажнике, при этом багажник полностью свободный, — поясняет Юрий Логвин, показывая «внутренности» самодельного электрокара. – Это бачок отопителя, машина снабжена гидравлическим отопителем, как на «Запорожце», только там воздух нагревается, а здесь греется тосол и уже тосол обогревает салон. В этом случае стоит батарея из Nissan Leaf , они уже появились в Украине и, в принципе, можно купить «бэушную» за вполне приемлемые деньги».

Юрий отмечает, что выбрал именно такой вид батареи, исходя из практических соображений: «Свинцовая батарея ходит в электромобиле максимум два-три года — это уже проверили практикой многие наши коллеги. А эта должна ходить лет десять, как минимум. У меня вторая машина «Славута», вот я на ней уже третий год езжу и никакого снижения емкости не заметил».

Вместо бензина «Нива» питается электричеством, соответственно и топливный бак в ней отсутствует. «При желании можно сделать трехфазный разъем, тогда можно взять не 3 кВт, а около 9 — 10 кВт, — показывает харковчанин штепсель для подзарядки под бывшим лючком топливного бака. — То есть, если это такси – тогда, наверное, есть смысл со всем этим «заморачиваться». Для бытового использования – у большинства максимальный ввод около 5 кВт».

«Максимальная скорость около 120 км/ч, то есть чем быстрее едешь, тем быстрее тратишь. Если ехать со скоростью 60 км/ч, то можно проехать, примерно, 110 км, если будешь ехать 120 км/ч – то я думаю заряда хватит где-то на километров 70, — рассказывает о технических характеристиках электромобиля украинский рационализатор. – Машина тормозит рекуперативно – потерь энергии при этом нет, колодки не нагреваются. Можно настроить по-разному: сейчас установлен «комфортный» режим, при котором торможение не очень сильное, когда машина останавливается слишком быстро – народ сзади начинает нервничать».

Влияет на работу электромобиля и температура воздуха, поясняет Юрий Логвин. Запас хода уменьшается, но не так значительно. Это происходит за счет того, что в батарее немного возрастает сопротивление. Зимой можно ездить вполне комфортно с хорошей печкой. «На небольших подъемах автомобиль разгоняется достаточно уверенно, — говорит Юрий, — правда звук при этом как у вертолета, или самолета, не знаю. Хороший плюс, что колеса большие – по харьковским дорогам не так ощущаешь эти «колдобины» и на бордюры достаточно уверенно «залезает»».

В середине салона все на своих местах, но это на первый взгляд: на торпеде замечаются дополнительные индикаторы, которые показывают напряжение в системе, температуру мотора и уровень бензина в бачке отопителя. Также присутствует регуляторы управления печкой. Все остальное – стандартные элементы приборной панели «Нивы».

Это уже не первый , который собрал своими руками Юрий Логвин. По его словам, он на бензиновый автомобиль уже не пересядет. Переоснащение обычной машины на электрическую обойдется в 7 – 10 тысяч евро. Помимо денег на технические работы, потребуется еще несколько тысяч гривен на регистрацию переоснащенного автомобиля в ГАИ. «Зарегистрировать замену агрегата, стоит, приблизительно, 3 тысячи гривен. Все вполне официально, то есть составляется реферат в киевском институте, от подтверждается и на базе этого, здесь в ГАИ можно поставить на учет», — говорит харьковчанин.

Видео: Фабрика идей: вот такой он – электромобиль «сделай сам»!

А нужно, для переделки бензинового автомобиля в электрический, всего то немного, заменить двигатель ДВС на электро. Как справился с этой задачей мастер-самодельщик, мы и узнаем из этой статьи. Раньше он уже делал такой автомобиль и у его есть много материала на эту тему. Для интересующихся, можно посмотреть несколько видео перейдя по ссылке . Это не инструкция в чистом виде, это, скорее, указатель направления.

Инструменты и материалы:

-Автомобиль;
-Различный инструмент и оборудование (ключи, отвертки, сверлильный станок и т.д.);
-Двигатель от электропогрузчика;
-Аккумуляторы;
-Соединительная муфта;
-Контроллер;
-Провода;
-Домкрат;

Шаг первый: автомобиль

Первое, что вам нужно сделать, это правильно выбрать автомобиль. Они не все одинаково подходят для переделки в электромобиль. Нужно что-то легкое и энергоэкономичное.

Более тяжелые автомобили нуждаются в большем количестве энергии при движении, и таким образом, батареи быстрее разряжаются. Не нужны так же гидро или электроусилитель руля и тормозов, электростеклоподъемники и электрозамки. В общем нужно как можно меньше электропотребляющих приборов.

В итоге мастер приобрел Geo Metro за 500 долларов. Двигатель работал нормально, и кузов был в нормальном состоянии. Не работало сцепление, но в электромобиле оно и не нужно, впрочем, как и штатный двигатель.

Шаг второй: демонтаж

Нужно удалит все, что связано с системой внутреннего сгорания бензина. Демонтировать: бензобак, выхлопную систему, глушитель, катушку, стартер, радиатор, топливопроводы и т.д. Удаление всех лишних деталей уменьшит вес и упростит последующий монтаж оборудования. Подушки безопасности и другие элементы пассивной и активной защиты мастер не трогал.

Если все аккуратно демонтировать, то можно продать запчасти покрыть расходы. Мастер купил машину за 500 долларов, но затем продал двигатель, бензобак и радиатор за 550 долларов.

Шаг третий: переходная пластина

Двигатель демонтирован, но штатная коробка будет использована в дальнейшем. Вопрос в том, как прикрепить мотор к коробке передач? Мастер нашел выход и изготовил переходную пластину из куска алюминиевого листа. Мастер извлек коробку передач из машины и затем обрисовал ее карандашом и отметил все отверстия. Затем разрезал алюминиевую пластину до нужного размера и формы. Центр приводного вала двигателя и центр приводного вала трансмиссии должны идеально совмещаться.

Перед тем, как прикрутить двигатель и трансмиссию вместе с переходной пластиной, необходимо сделать муфту, которая будет соединять оба вала.

Шаг четвертый: муфта

Можно соединить валы двигателя и коробки разными способами, но мастер решил использовать муфту от какого-то механизма.

С таким соединением машина проработала все лето. Затем произошла поломка. Мастер думает, что не совсем была соблюдена соосность. Тогда муфта была немного переделана.

Шаг пятый: мотор

Мастер купил свой мотор за 50 долларов в гараже какого-то парня. Это был мотор от вилочного погрузчика. Мотор был очень старым и ржавым, но рабочим. Мастер очистил его, снял катушки и распылил на них изоляционную эпоксидную смолу, проверил подшипники. Также заменил щетки, собрал все вместе и покрасил.

Шаг шестой: батареи

Этот автомобиль использует 6 батарей по 12В. Это настоящие гелиевые батареи Deka Dominator. Они не требуют обслуживания. Мастер смог купить использованные батареи по 12 долларов за штуку.

Недостатком этих батарей является то, что они требовательны к зарядке. Мастер приобрел зарядное устройство на 72 В, предназначенное для этих батарей, за 200 долларов.

Четыре батареи находятся в багажнике автомобиля, а две — спереди, где раньше был радиатор.
Для задних аккумуляторов мастер разрезал две части каркаса кровати, чтобы они лежали на запасном колесе, и закрепил рамку болтами к раме автомобиля.

Для установки передних батарей был демонтирован бампер. Затем сварен каркас и закреплен на месте радиатора. Теперь нужно установить батареи и поставить бампер на место.

В магазине мастер купил «вход питания зарядного устройства». Это электрический разъем с резиновой крышкой. Так как бензобак уже был снят, он разъем на место горловины бензобака.

Заряжаются батареи в течении ночи.

В дальнейшем мастер менял конфигурацию батарей. Максимальное количество аккумуляторов 12 штук что дало мастеру 144 В. На этих батареях он смог разогнаться до 117 км/ч.

Так же он работает над подогревателем для батарей в зимнее время.

Шаг седьмой: контроллер

Контроллер является важной частью электромобиля. Контроллер представляет собой электронный блок, который регулирует работу электродвигателя.

Мастер использует пиковый ШИМ-контроллер Curtis на 400 А, разработанный для использования с последовательно включенными двигателями. Он может работать в диапазоне от 48 до 72В.
Чем больше сила тока, тем лучше будет ускорение (тяга). Чем выше напряжение, тем лучше максимальная скорость и экономичность автомобиля.

Контроллер на 72 В, оказался, хорошим компромиссом стоимости и эффективности. Мастер купил его на E-Bay за 300 долларов.
Для подключения следуйте схемам, имеющимся у производителя контроллера, для подключения батарей к контроллеру и двигателю используйте толстые кабели, такие, как сварочный кабель.

В качестве дросселя мастер использует потенциометр 5 кОм. Потенциометр устанавливается в связке со штатной педалью газа.

Шаг восьмой: итоги

Этот автомобиль может проехать 32 км на зарядке, и имеет максимальную скорость 75 км/ч. Этого вполне достаточно для поездки на работу и обратно. При необходимости можно добавить батареи.

Этот проект обошелся мастеру примерно в 1200 долларов, включая покупку машины. Если бы мастер все делал сам, то потратил бы всего 800 долларов на все. Этот автомобиль заряжается в частном доме мастера через программу возобновляемой энергии. Все электричество поступает из ветра, биогаза и других возобновляемых источников энергии.

Как мы делали электромобиль 2

а вот и оно – продолжение…..

На первой машине мы покатались два сезона (сейчас она пылится в гараже). По началу она казалась такая красивая, теперь же трезво оценив её вид, мы ужасаемся. Сын вырос, у него поменялся взгляд на эстетическую сторону машины, может какие еще причины, но машина-1 уже не подходила, а кататься хочется…Денег у родителей как обычно нет (нет мы не жадные, просто цены опять выросли). Короче, пора делать машину-2.

Было несколько нюансов:
1.
Машина должна быть максимально большая и мощная и одновременно входить в обычный лифт, проходить в двери обычной квартиры и быть легкой.
2.
Потреблять мало энергии.
3.
Быть красивой.
4.
Другие несовместимые между собой требования.
5.
Суммарная мощность двигателей – не менее 180 ватт.
6.
Имея опыт машины-1 было решено – тормоза ОБЯЗАТЕЛЬНО.
7.
Плавный «газ», т.е. нужна была электронная схема регулировки двигателей.
8.
Колеса надувные.

Сначала были приобретены колеса. Колеса от обычной садовой тележки. Выбирались на вид, размер и ВЕС. Был сегодня на рынке и купил колеса для машины диаметра — 350 мм ширина — 80 мм вес — примерно 600 гр одно (т.е. на удивление легкое…что и нужно) два подшипника. За 4 штуки просили 2000 руб….отдали за 1800 …ну просто нет слов…..и эта зеленое создание (в смысле жаба) …. Ох. Чем больше дети, тем дороже игрушки. Теперь о грустном вскрыл колеса (которые купил за 450 руб за шт.), посмотрел подшипники…..Нет слов от негодования огромный люфт, некачественное железо (обычным гвоздем можно сделать глубокую царапину), шумят при движении….отстой полный, а не подшипники придется тратиться и покупать 8 новых подшипников….А это дополнительные рублей 250. Да уж, Китайские подшипники это…..ну короче не ожидал такого. Купил 8 подшипников 204 для колес, 4 — 101 для подвески, 3 — 100 для тормозов — всего отдал 290 руб. Подшипники удовлетворили — люфта нет и гвоздем не царапаются. Затем выбирались двигатели. Учитывая все накопленные знания и окружающую обстановку в сфере наличия на рынке двигателей, остановились на двигателях системы охлаждения от легкового автомобиля.

250 ваттные (очень заманчивые по мощности) от УАЗа или «Волги» не подошли по двум причинам. 1. дорого (1000 руб. штука). 2. потребляемый ток – довольно таки большой.

Остались 110 ваттные от ВАЗа, их то и купили по 450 руб. за шт.

После покупки двигателей стал вопрос, а как же будет передаваться крутящий момент на колеса?

После многочисленных экспериментов было решено, что резиновой лентой вырезанной из камеры легкового автомобиля.И потому бы на заводе у токаря были заказаны шкивы на колеса и на двигателя.Согласно отданному мной чертежу.Токарь МОНСТРАНУЛ и из листа железа с помощью станка и горелки сотворил вот такие шкивы.

Хочу предупредить тех, кто будет повторять мои деяния. Как оказалось, для плоскоременной передачи нужны БОЧКООБРАЗНЫЕ шкивы, иначе ремень выползает наружу со шкивов…переделывать я ничего не хотел да и несобирался и вышел из этой ситуации разрезав один широки ремень на 4 тонких

Что же делать с регулировкой оборотов двигателя? Заказал Регулятор яркости ламп накаливания 12 В/50 A — NM4511 …попросили 250 руб. обещали привезти в течение двух недель максимум.

Этот регулятор работает в импульсном режиме, точно такой же режим на шуруповертах. Получил комплект управления двигателями.
первые впечатления — И эта сопля будет управлять двигателями в 600 Ватт???
Вот пока не сделаю и не убедюсь — не поверю.

Cхема всего автомобиля была доработана под использование в качестве регулятора двигателей, добавленные некоторые элементы. Силовой транзистор был посажен на радиатор от процессора.

Руль….нужен был маленький руль…где его взять?
Всякие думки думали, но пришлось сходить на авторынок раскошелиться на500 руб. на настоящий спортивный руль от настоящего автомобиля.

Теперь об важном – тормоза. сначала задумывались дисковые от велосипедов, но их цена 1400 за один комплект…а так было бы вообще шикарно
пришлось искать более дешевый вариант… и он был увиден на заводском 4-х колесном взрослом велосипеде — колеса тормозятся простым прижиманием планки к резине колеса сверху.

Теперь надо докупить фанеры, болтов еще, радиодеталей, датчиков… ну очень еще много всего и мелкого…А некоторое в нашем городе вообще не найдешь – приходится заказывать.Сварить педали…,купить краски, работы, жуть короче.

Но зато уже можно варить раму!

Ставить и потихоньку собирать машину…

Электросхеме тоже уделено не один день…

После отпиления лишнего и обработки напильником повезли в гараж…

Это мы уже в гараже (мамка детей выгнала из дому, дабы не воняли краской) грунтуем машину. Осталось натянуть куски резинового шланга на бампера (дорогой собака)

и установить велокомпьютер (показывает скорость, пройденный путь….и кучу всяких данных…размер колеса настраивается, так что показывает довольно точно),

и поставить аккумулятор 75 А/ч.,

и творение – машина-2 готова!

Бывает мы с сыном вдвоем катаемся на ней — т.е. нагрузка под 100 кг.

Привычные для нас автомобили, работающие на бензине, постепенно отходят на второй план. Это вызвано тем, что электромобили набирают в обществе всё большую популярность. Действительно, машины, работающие от электричества, проще изготовить, использовать и управлять ими. К тому же автомобиль такого типа не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива, а значит, бережет экологию. Учитывая все преимущества электромобиля, актуальной становится проблема его самостоятельного производства.

Изготовить электромобиль — означает создать прекрасную замену машине, работающей на бензине

. С помощью современных технологий очень просто решить проблему затрат на топливо. Ведь, однажды вложив кругленькую сумму денег на элементы вашего электромобиля, в будущем сэкономите значительно больше на топливе.

Сегодня многие автомобильные гиганты выпускают электромобили или гибридные машины. Но их стоимость недоступна для широких масс, поэтому создание авто, работающего на электрическом двигателе, является идеальным выходом для всех желающих его приобрести.

Как сделать электромобиль? С чего начать?

Итак, вы твердо решили создать автомобиль с электрическим двигателем своими руками? Тогда необходимо обзавестись некоторыми составляющими будущего механизма. Во-первых
, автомобиль. Определенная модель, служащая базой будущего электромобиля. То есть, создание машины, работающей на электричестве, своими руками — переоборудование, а не изготовление с нуля.

Во-вторых
, электрический двигатель. Естественным является то, что электромобиль не может существовать без сердца.

В-третьих
, аккумуляторы их зарядка и корпус. Электромобиль необходимо питать. С этой задачей и справятся с легкостью аккумуляторы.

В-четвертых
, регулятор напряжения и синхронизаторы. Ваше изобретение может функционировать только на электрическом токе определенного напряжения. Постоянные его перепады могут привести к коротким замыканиям и полностью вывести из строя электромобиль.

В-пятых
, электропедаль газа. Так как авто и его работа построены по иному принципу, нужна специальная педаль, которая приведет в движение ваше конечное изобретение.

Целесообразным будет рассмотрение каждой составляющей будущего электромобиля.

Модель авто

Базой вашего будущего авто может быть практически любая машина. Для этого лучше всего подходят небольшие машины, ведь одной из характеристик электромобиля является легкость. На это свойство прямо влияют размеры и материал базового авто.

Лучше всего на роль основы для создания электромобиля подходят наши ВАЗ, Запорожец, ОКА и Славута, а также зарубежные Fiat 126 и малолитражки, выпущенные до 2000 года.

Вы можете создать своими руками специфичный кузов, но учитывайте, что это трудоёмкая и дорогостоящая затея.

Сердце электромобиля

Электродвигатель нужно приобретать с учётом габаритов машины и способом его подключения к авто.

Если такой двигатель подключается к коробке передач, то подойдёт даже мотор с небольшой мощностью. 5-7 киловатт вполне хватит, чтобы сдвинуть авто с места. Если же подключение электродвигателя осуществляется через главный мост, то нужен мотор мощнее. Существует закономерность: мощность двигателя напрямую зависит от габаритов и веса машины. Немощный электродвигатель на небольшой машине обеспечит скорость передвижения не больше 75-80 км/ч, при подсоединении к коробке передач.

Стоит отметить, что затраты электроэнергии независимы от мощности мотора и пройденного расстояния. Зависимость есть только от скорости езды. Чем быстрее едет авто, тем быстрее разряжается аккумулятор. Так что смело выбирайте мотор помощнее.

Элемент питания

При создании авто нового поколения своими руками, остановите свой выбор на литиевом аккумуляторе. Именно этот вид источника питания может функционировать без подзарядки на скорости 80 км/ч на протяжении 5 часов. Такие аккумуляторы довольно живучие — в среднем могут работать 5 лет. Но, энергоносители с литиевым наполнителем — недешевые.

Более экономным вариантом являются свинцовые батареи. Они прослужат меньше двух лет, и функционируют во время интенсивного движения всего около часа.

Чтобы продлить срок эксплуатации аккумулятора, нужно подбирать их в правильном объеме. Небольшие источники питания умирают раньше, из-за сильного изнашивания, так как быстро и полностью разряжаются при движении авто. Поэтому выгоднее купить большой энергоноситель с обширным ресурсом.

Отопление

Если, создавая электромобиль своими руками, вы планируете использовать его в холодные времена года, стоит подумать о системе отопления.

Греть машину электроэнергией — дорогое удовольствие. В таких условиях заряженного аккумулятора недостаточно даже для осуществления одной поездки. Исходя из этого, стоит установить обогреватель, работающий на бензине или систему обогрева сидений. Для электротехники лучше купить отдельный аккумулятор.

Регулятор мощности

Регулятор мощности — одна из главных составляющих электромобиля, которая регулирует тягу двигателя. Наиболее надежные приборы от американских производителей. Можно обзавестись и более дешевым аналогом из Китая.

Регулятор нужно выбирать с учётом мощности тока. Для ежедневных путешествий можно приобрести стандартный, 150-ти вольтовой прибор.

Кроме того, в электромобиль, созданный своими руками, нужно подсоединить вместо генератора преобразователь с тождественными функциями.

Как изготовить электромобиль: инструкция

Чтобы продуктивно и быстро работать, привлеките к своей затее других. Помощь знакомых и друзей никогда не помешает, а если они еще и обладают полезными знаниями и умениями, результат превзойдет все ожидания! Если у вас самого достаточно знаний в сфере инженерии, механики и можете справиться со всем, с друзьями процесс пойдёт значительно быстрее;

Составьте алгоритм и план работы, которого стоит точно придерживаться. А также создайте чертежи и схемы будущего электромобиля и приготовьте нужные материалы и инструменты;

• Изымите из авто бензиновый двигатель и все, чему не место в авто, работающем от электричества;

Установите электродвигатель и подсоедините к нему коробку передач. Подготовьте место для аккумуляторов, установите источники питания в задней части авто и соедините их. Создайте проводку и подключите приборы и вольтметр;

Подключите аварийные тормоза, вакуумный насос, преобразователь, элемент управления и т.д. Силовые кабели нужно проложить под дном авто, поэтому предварительно изготовьте несколько скоб;

Создайте платформу для источников питания в передней части машины. Установите аккумуляторы, залейте масло в трансмиссию.

Проверьте приборы: 12-ти вольтовые при зажигании, вакуумный насос, конвертер при 96 вольтовом питании. Проверьте работу двигателя при напряжении 12 вольт. Если все работает — автомобиль удался!

Детские электромобили

Можно создать своими руками электромашину для собственного ребенка, но так ли это необходимо? Сегодня на рынке представлено множество детских автомобилей, работающих от аккумулятора. Они красивы, ярки, удобны и практичны в применении.

Решать, конечно, вам. Но приобрести детский электромобиль значительно выгоднее, чем его изготавливать.

Стоимость

Картина самостоятельного изготовления электромобиля будет неполной без описания затрат на его производство. Если учитывать стоимость всех комплектующих будущей электромашины, то получается 5000-8000 долларов. Но вся эта сумма окупается при эксплуатации электромобиля на протяжении 2 лет.

Поэтому, если вы имеете соответствующие навыки, возможности и желание, можете попробовать сделать электромобиль своими руками. Ведь это будущее всех транспортных средств.

Выводы

Если вам надоели нестабильные цены на топливо и дорогостоящее техническое обслуживание авто, можете создать своими руками электромобиль.

Электромобиль — машина, работающая от электрического двигателя, который функционирует от аккумуляторов, в отличие от распространенных бензиновых авто. Движения машины основано на электричестве. Существенным достоинством такого автомобиля является то, что зарядить его можно от стандартного напряжения с помощью обычной розетки. Таким образом, вы можете сэкономить, так как электрическая энергия сегодня значительно дешевле топлива. Обслуживать электромобиль просто, так как не нужно следить за уровнем масла и тосола и их периодически заменять.

На таком авто очень удобно перемещаться по городу. Постоянная смена рельефа увеличивает расход топлива, а на электромобиль прерывистое движение совершенно не влияет.

Электромобиль постепенно начинает движение и бесшумен за счет небольшого количества элементов, которые двигаются. Такая машина не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива. Это транспорт будущего!

Д
вигатель болгарин насосный 6,5kW 75вольт

Батарейки CSB 125Ah 7шт

Печка Webasta BBW46 4,6kW

Электромобиль
на
базе
«Таврии
» 1994 года
выпуска
. Электромобиль
выполнен
по
следующей
схеме
:

На
родную
КПП насажен
через
оригинальный
переходник
тяговый
электродвигатель
от
болгарского
электрокара
.

Основные
характеристики
:
Напряжение
96 В 100 А/ЧАС
Двигатель
электромобиля
5 кВт (при 58 А)
Управление
: ШИМ контроллер
120 В, 400 А
Скорость
до
70 км
/ч.
Запас
хода
до
80 км
.
Аккумуляторы
электромобиля
— стартерные
итальянские
Aktiva
, они допускают
глубокий
разряд
. Однако
, после
анализа
ситуации
с применением
стартерных
АКБ на
электромобиле
, можно
прийти
к закономерному
выводу
, что в качестве
тяговых
они себя
не
окупают
!

Блок
управления
— ШИМ контроллер
собран
по
оригинальной
схеме
собственной
разработки
. Напряжение
до120в
, ток до
400А
, ограничения
по
току
, защита
от
линейного
режима
MOSFET
.
Схема
простого
контроллера

Электромобиль
«Таврия
– Электро
» (модернизация
). Проект
№2

Основой
нового
проекта
модернизации
электромобиля
стал
приобретенный
мною
через
Интернет
б/у комплект
на
базе
электродвигателя
Advanced D.C. Motors 8″ 4001А
15 кВт 6000об
/мин, пиковая
мощность
60 кВт вес 50 кг
.

В комплекте
также
: контроллер
Curtis PMC models 1231C
550 А, 120 В.
DC-DC конвертор
TODD PC40-LV
14 В. 40 А и бортовое
зарядное
устройство
Zivan
3 кВт 108 В. удобно
разместились
на
спинке
заднего
сиденья
электромобиля
.

Начал
проводить
балансировку
соединительной
муфты
на
базе
штатного
сцепления
Таврии
.
Почему
в электромобиле
все-таки
остается
сцепление
? Потому
, что это идеальная
муфта
, с точки
зрения
передачи
высокого
момента
, в то
же
время
обеспечивается
гибкость
соединения
и как следствие
увеличение
жизни
подшипников
.

Фото узлов электромобиля делаю камерой сотового, по этому просьба не ругать за качество;-))
Выкладываю заводскую схему силовой части электромобиля:

Вынул
старый
мотор
. Видно
как была
сделана
переходная
муфта

Контроллер
разместился
на
месте
штатного
радиатора

Для точной центровки двигателя электромобиля с коробкой была изготовлена центровочная втулка на базе шлицевой части от штатного сцепления Таврии.

Для центровки
коробку
ставлю
в вертикальное
положение
и надеваю
двигатель
на
шлицы
коробки
сверху
.
После
чего
включаю
двигатель
на
12 В и добиваюсь
наиболее
легкого
вращения
совместно
с коробкой
.

После
этого
сверлю
отверстия
сквозь
план-шайбу
двигателя
— в коробку
радиально
, в районе
стяжных
болтов
и вгоняю
в отверстия
коробки
направляющие
штифты
(как в корзине
сцепления
).

Следующим этапом сверлю
отверстия
под стяжные болты. Сочленение двигателя
с коробкой
электромобиля
завершено. Далее — изготовление муфты
.

Муфта доработана. Выполнена статическая и динамическая балансировка муфты в сборе.
Двигатель и коробка стянуты и готовы к установке в моторный отсек электромобиля.

Ну, вот наконец-то агрегат в сборе переместился в моторный отсек Таврии
и….. насколько он меньше родного, на столько он и мощнее его!!!

И вот, наконец-то приобрел батарейки.. 9 штук 12 В 120 А/ЧАС китайские гелиевые необслуживаемые с 15 летним сроком службы в стационарном режиме и до 300 циклов глубокого разряда, 500-600 50% циклов и до 1200 30% циклов.

Провел трассовые испытания. При скорости электромобиля 60км/ч потребляемый ток 40-50 А, теоретически 120-130 км запас хода. При 90 км/ч ток-75 А. Динамика электромобиля хорошая, обгоны даются легко.

Максимальная скорость на 4й передаче 130-135 км/ч ток при этом 250 А.
Компоновку электромобиля закончил полностью. Зарядное переместилось на спинку водительского сиденья, а преобразователь 14 В в моторный отсек.

Теперь готовлю батарейный ящик для заднего блока батарей. В багажнике электромобиля, по периметру готового ящика, прорежется дно.

Ящик с АКБ опуститься на место штатного бензобака, и багажник по объему останется фактически прежним.

Из-за избыточных примерно 130 кг веса число мест электромобиля сокращено до 4х. Все штатные узлы остались заводского исполнения (тормоза без вакуумного усилителя еще с завода).

На старте во время соревнований, когда все машины в несколько рядов выстраиваются перед белой линией, этот карт легко затеряется среди собратьев. Те же колеса, привычные для взгляда сиденье и руль… Вот только двигатель его не издает оглушительных стреляющих звуков, а работает с едва слышным жужжанием. Объясняется это просто — на карте вместо двигателя внутреннего сгорания стоит электрический двигатель, питаемый от знакомого всем свинцового аккумулятора… Да, перед нами первый в стране электрокарт (рис. 1). Он создан в Харьковском автомобильно—
дорожном институте, где были построены и испытаны первый спортивный электромобиль и первый спортивный электромотоцикл. Семейство «ХАДИ—
электро» на испытаниях и во время спортивных соревнований показало себя с самой лучшей стороны. Так, на электромобиле ХАДИ-11Э в 1973 году было установлено три всесоюзных рекорда скорости, один из которых превысил международный. Но вернемся к электрокарту. При его создании харьковские конструкторы использовали уже готовый обычный карт, О том, как такой карт построить, журнал «Моделист-конструктор» писал не раз. Можно брать для этой цели и стандартные карты «Эстония К-5» или АК-2 Ленинградского завода спортивного судостроения.

Переоборудование обычного карта в электрический сводится в основном к замене двигателя. Электродвигатель постоянного тока Р-2500 (мощность 2,5 кВт, потребляемый ток 40…100 А, напряжение — 24 В, номинальное число оборотов = 1800 об/мин) крепится к задней трубе рамы карта шарнирно, чтобы была возможность смещать его в пределах 50 мм для натяжения цепной передачи. Можно также использовать двигатель меньшей мощности (до 1 кВт), но обязательно постоянного тока, с последовательным возбуждением. Желательно, чтобы выбранный электродвигатель имел реверс, то есть мог изменить направление вращения. На вал двигателя надевается малая ведущая звездочка (12 зубьев). Большая ведомая (27 зубьев) закрепляется на ведущей оси. Обе звездочки соединяются мотоциклетной цепью с
шагом 12,7 мм.

Способы крепления звездочки на валу электродвигателя зависят от конструкции самого вала. Если он шлицевой, то звездочку сажают прямо на вал. Электрическое питание двигателя постоянного тока осуществляется от аккумуляторных батарей свинцового типа с номинальным напряжением 12 или 24 В. Аккумулятор, расположенный за сиденьем или сбоку от водителя, крепится в гнезде из стального уголка 15X15 мм. Чем больше батарей, тем продолжительнее пробег без перезарядки. Опыт эксплуатации электрокарта ХАДИ показал, что при напряжении 12 В максимальная скорость карта равнялась 20 км/ч, при 24 В достигала 50 км/ч. Для дистанционного включения двигателя используется контактор К-600. Он одинаково хорошо работает как при напряжении 12 В, так и при напряжении 24 В. Если контактор достать не удастся, его можно заменить мощным самодельным выключателем. При этом необходимо обязательно проконсультироваться со специалистом по электротехнике, потому что нужно не только правильно подобрать сечение шин и проводов, но и надежно изолировать выключатель от металлической рамы карта. Электрическая схема (рис. 2) карта не представляет большой сложности. Она имеет две цепи тока. Первая — цепь управления: аккумуляторная батарея Б, кнопка пуска КнП, обмотка контактора Р и шунт Rш.

Вторая цепь — силовая, которая также включает аккумуляторную батарею Б, контакты силовые КС, якорь (Я) электродвигателя (М), реверсивный переключатель (если такой есть) и шунт Rш. Реверсивный переключатель применяется для электродвигателя, имеющего реверс. Тогда электрокарт сможет двигаться вперед и назад. На приведенной схеме движению вперед соответствует 1-е положение контактов, назад — 2-е. Включение электрической схемы происходит при нажатии педали «газ», которая соединена с выключателем КнП. При этом ток управления (малый ток) из аккумуляторной батареи Б через шунт. Rш подается к катушке контактора Р. Пройдя его обмотку, малый ток замыкает силовые контакты КС, и силовой ток (100 — 200 А) из аккумулятора попадает в обмотку якоря Я, обмотку двигателя ОВ и реверсивный переключатель В, если он есть. Контроль степени разрядки батареи осуществляется при помощи амперметра А, который включен параллельно шунту Rш (шунт должен быть рассчитан на ток 100 А), для уменьшения тока, проходящего через контрольный прибор.

Рычаг реверса «вперед-назад» устанавливается на рулевой колонке. Скорость электрокарта регулируется автоматически, в зависимости от нагрузки. Электрокарт ХАДИ имеет одно неоспоримое преимущество: бесшумность и отсутствие вредных выхлопов отработанного газа. Это открывает перед картингом новые возможности: позволяет использовать для соревнований крытые площадки и помещения. Такое направление в развитии картинга будет, несомненно, способствовать его дальнейшей популяризации и росту мастерства юных картингистов.

Рис. 1. Электрокарт:
1 — шины, 2 — дисковый тормоз, 3 — аккумуляторная батарея (задний вариант размещения), 4 — дуга безопасности, 5 — анатомическое сиденье, 6 — рулевое колесо, 7 — педали управления, 8 — рулевая тяга, 9 — рама, 10 — цепная передача, 11 — электродвигатель, 12 — контактор.

Рис. 2. Электрическая схема карта ХАДИ:
КС — контакты силовые, М — электродвигатель, Я — якорь, ОВ — обмотка возбуждения, КнП — кнопки пуска (выключатель), Р — обмотка контактора, В — реверсивный переключатель, Rш — шунт, Б — аккумулятор.

Вспомним историю:

Конец XIX и начало XX веков — первые самодвижущиеся экипажи с паровыми двигателями внутреннего сгорания и (ну, ну же) электрическими! Кстати, первыми рубеж скорости в 100км/ч преодолел именно электромобиль. Однако, тогда автомоили развивались быстрее и к началу 30-х годов электромобили были забыты.

Посмотрим в день сегодняшний. С 1988 года фирма Тойота выпускает авто-электромобиль (модель Приус). Суть такова: Вы садитесь машину, поворачиваете ключ, переводите рычаг управления в положение «Drive» и сразу (!) начинаете движение. На чем вы едете — вы не знаете. Обычно небольшие поездки происходят на электротяге. Когда машина «понимает», что аккумуляторы сели, она сама заводит бензиновый двигатель и заряжает АКБ. Предусмотрен и аварийный случай — если аккумуляторы сели, бензина нет — вы дергаете красную ручку в багажнике и (о, чудо!) аккумуляторы заряжены, можно ехать.

Подобную ситуацию мне описали в НАМИ, где уже 4 года такой гибридный мобиль изучают. Попадалась данная модель и на вторичном рынке авто (ориентировочно 8,5 тыс $ за 98 ? 99г.в.). Подобные разработки есть у GM , да и Европа имеет массу мелких (1-2-х местных) электро- гибридо- мобилей, используемых в зеленых зонах или, просто, на полях для гольфа.

Вернемся все же к доминирующей черте личности автора сайта — желание съэкономить.

Платить 8,5 тыс $за праворукое японское чудо — рука не поднимается, да и кошелек не позволяет, а сколько времени, сил и денег обойдется собрать самостоятельно ТС на электротяге в самом простом варианте:

Смета: 1.Кузов (на мостах, пластиковый, самодельный, с документами) — 1000 $. — обратите внимание на вес конструкции. Моя без двигателя и АКБ весит 350кг. Это важно. — Самодельный пластиковый автомобиль не такая большая редкость, как может показаться в начале. Совсем недавно — в начале августа в газете «Из рук в руки» в разделе «другие», продавался. Кто ищет, тот всегда найдет! (В конце концов — склеит).

2.Салон. Два передних сидения от автомобиля Порше-924, подушка заднего сидения от Тойоты Супра, 4м2 ковролина из магазина и все это пропущено через мастерскую по пошиву чехлов (все сидения б.у.) — 400 $. — Ваша фантазия может быть безгранична: в стране масса ценных пород дерева, прекрасных кож и очень дорогих акустических тканей.

3.Силовой агрегат (б.у.). Двигатель от списанного и почти полностью разоренного болгарского погрузчика (3,6 кВт, 84 В, 1400 об/мин, 24 Н·м) — 200 $. — Предпочел бы использовать двигатель 10 кВт, 120 В — 650 $ — новый, на гарантии. (любая контора, поставляющая запчасти для погрузчиков).

4.АКБ. Семь штук (12 В? 200 Ач), стартерные, итальянские. В оптовой фирме — 2600 руб/шт, в магазине — 4000 руб/шт. — Не пытайтесь использовать отечественные АКБ — номинальную емкость вы получите только несколько первых раз (свинец для АКБ должен быть из свежей руды, а не иэ переплавленных старых АКБ, а в нашей стране свинцовых руд нет, во всяком случае для производителей АКБ). — В идеале нужно использовать тяговые АКБ для погрузчиков, но цена выше в 3 раза! Почему для автомобиля АКБ стоит 80 $, а для погрузчика (равной емкости) — 250$, догадайтесь сами (не сложно).

5.Разное. Колеса шириной поменьше (трение качения надо сводить к min) впрочем, на колесе указана его стандартная нагрузочная спосбность, посчитайте, выберете с небольшим запасом. Блок управления двигателем. Варианты: 1)От погрузчика новый, релейный, на 6 скоростей — 400$. 2)Тиристорный с плавным регулированием — 1100$. 3)Огромный реостат — у дедушек на Митинском радиорнке (вы будете единственный, кому он понадобится) — несколько бутылок универсальной валюты.

5)Лично я, при 110% содействии друзей электронщиков, пытаюсь построить электронный блок управления. Получится — расскажу.

Фланец, соедняющий двигатель и трансмиссию (в моем случае — КПП ВАЗ 2101). Изготовил в правильном месте — фирма «Кардан-Баланс» — 70$. Эту штуку лучше делать у профессионалов, знающих автомобильную специфику — подскажут, можно ли обойтись резиновой муфтой или вставить крестовину или еще как…

План-шайба — соединение двигателя и КПП. Мне удалось изготовить ее самостоятельно, но соостность должна быть не хуже 0,2 мм, или устанете менять подшипник первичного вала КПП и подшипники двигателя.

Итого: Приблизительно потрачено 3000$.

300 часов рабочего времени одного средней квалификации инженера. Он же сварщик, он же слесарь, он же электрик. За эти деньги и время я имею: Машина 850 кг весом (4х местная), АКБ 84 В x 200 А·ч, Пробег 200 км. Скорость: 60 — 75 км/ч по прямой, до 90 км/ч кратковременно (для обгона) или под горку. 35 км/ч трогается и разгоняется до этой скорости в гору 12%.

Технико — Экономическое обоснование. Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании — 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.

(200 А x 84 В)/(1000 n) x С = 25 рублей n — КПД заряда = 60% (0,6) С — стоимость 1 кВт · ч (90 коп)

Итак: 12,5 коп/км. Стоимость АКБ, приведенная к 1 км пути. (2600 руб · 7 шт)/ 160 000 км = 11,4 коп/км. Всего 24 коп/км.

Прообраз ВАЗ 2101 с расходом 8 л/ 100 км, АИ 92 (10 руб/л) 80 руб/100 км = 80 коп/км.

Добавьте сюда регулярную замену масла, фильтров, регулировку карбюратора, зажигания клапанов, кап. ремонт двигателя, наконец … Сколько получилось? 1,2 руб/км и 24 коп/км.

В 5 (пять) раз дешевле, господа! В 5 раз!!!

Вопросы есть?

Один вопрос предвижу: «Куда девать съэкономленные деньги?»

Еще один прогмотический вопрос: что скажет ГАИ?

Ответ: Пока не знаю. Но в НАМИ электромобили есть, они ездили по дорогам. На АЗЛК электромобили также имеются (2 модели). ВАЗы как-то, лет 20 назад, катались по Москве аккумуляторные. УАЗы для военных госпиталей существовали с электромоторами. И даже был авто- (pardon) электропробег. Сейчас есть грузовик ЗИЛ электрический с очень неплохими параметрами. Были они, есть, ездят … Чем, собственно говоря, моя машина хуже?

Итак, Вы решились на постройку электромобиля. Можем поздравить Вас с таким наинанием.

Но прежде, чем подбирать агрегаты для будующего э-мобиля, необходимо четко определиться с «техническим замыслом» э-мобиля. Этот замысел формируется из следующих пунктов:

-Кузов э-мобиля
. Варианты:
— стандартный кузов от легкового автомобиля заводского изготовления. Плюсы: минимальное количество или полное отсутствие переделок в «жестяном» направлении; стандартный вид э-мобиляи соответственно — минимальное внимание сотрудников ГИБДД к Вашему э-мобилю; возможность постройки э-мобиля «одним лицом» за небольшой промежуток времени. Минусы: большая вероятность неудачной компоновки агрегатов внутри; более тяжелый вес.
— самодельный кузов. Плюсы: бескрайнее поле для творчества внешнего вида и компоновки э-мобиля; меньшая масса; возможность применения композитных материалов и нестандартных узлов для улучшения конструкции и ходовых качеств; неординарный вид, отличающийся от основного потока транспортных средств. Минусы: расширенный инструментарий, в большинстве случаев не распространенный в даже в продвинутых домашних мастерских; повышенные трудоемкость и требования к квалификации мастера; повышенное внимание сотрудников ГИБДД к э-мобилю и соотвественно — меньшая вероятность регистрации Вашего э-мобиля с выдачей номерных знаков.

-Силовой агрегат
, Состоит из источника электроэнергии с регулятором потребления, электродвигателя и механической трансмиссии.
— источник электроэнергии. Варианты:
-аккумуляторные батареи. Следует учитывать предназначенных для них режим работы, рабочие температуры, ёмкость, стоимость, размеры и вес.
— Суперконденсаторы (ионисторы). Те же самые требования, что и к аккумуляторным батареям.
— Генераторы. Существует несколько видов генераторов электроэнергии. Основным отличием генераторов от других источников является получение электроэнергии способом, включающим механические преобразования энергии. На данный момент существуют бензиновые-дизельные-газовые (топливные) генераторы, тепловые генераторы в совокупности с элементами Пельтье, молекулярные двигатели и много других видов.
— Регулирующие потребление электроэнергии устройства. Под такими можно понимать регуляторы и преобразователи напряжения, регуляторы тока. Основные требуемые характеристики зависят от параметров электродигателя и других потребителей электроэнергии.
— Электродвигатели. Требуемые характеристики для каждого случая крайне индивидуальны. Единственное, что можно посоветовать — выбирать двигатель мощнее, чем необходимо (в пределах разумного: для э-мобиля массой до одной тонны для уверенного разгона с использоанием КПП и движением со скоростью до 100кмч вполне достаточно электродвигателя последовательного возбуждения мощностью в районе 7-8 кВт; для уверенного разгона без КПП — более 12кВт) Для выбора электодвигателя необходимо учитывать: тип электродвигателя, рабочее напряжение, мощность, потребляемый ток, тип возбуждения, номинальные обороты, крутящий момент, вес и размеры.
Существуют следующие виды электродвигателей:
— c параллельным возбуждением.
— с последовательным возбуждением.
— со смешанным возбуждением
— бесщеточные безколлектроные электродвигатели
— асинхронные, в т.ч. с векторным управлением.

Механическая трансмиссия. В основном Вы можете выбирать между трансмиссией с КПП и трансмиссией без КПП. Наличие КПП, конечно, приводит к неудобствам в управлении э-мобилем и бОльшим механическим потерям, но тем не менее позволяет трогаться и уверенно двигаться в нестандартных условиях (трогание и движение на подъем, в глубоком снегу и грязи) использовать менее мощный электродвигатель. Про увеличениеуменьшение веса намеренно ничего не приводится, т.к. мощный двигатель с редуктором-дифференциалом может весить больше, чем менее мощный с КПП.
Также стоит принять на заметку, что использование мощного электродвигателя без КПП потребует от электродвигателя управлением крутящим моментом, а не оборотами (как это кажется на первый момент). Такое регулирование могут: частично безколлекторные двигатели и в полной мере — асинхронные с векторным управлением. Использование других типов электродвигателей без КПП можно посоветовать при очень легком э-мобиле.

«12 заповедей автомобилиста-самодельщика»

Эти 12 заповедей были опубликованы в 80-е годы в журнале «Моделист-Конструктор». Написал их автосамодельщик со стажем, в свое время своей нашумевший конструкцией автомобиля, как тогда говорили «вагонной компоновки» (сейчас они превратились в «минивэны») «Минимакс» — П.С. Зак.
Некоторые из советов относятся исключительно к постройке автомобиля «с нуля», некоторые несколько устарели, однако общий смысл этих «Заповедей» как нельзя лучше подходит для «первого взгляда» на строительство и 100%-й самоделки и киткара. Главное на первом этапе — это не внешний вид, мощность двигателя или проходимость, главное — оценить себя, способен ли ТЫ на это…

I. СВЕРХЗАДАЧА — ПРЕЖДЕ ВСЕГО!

Обычно начинают с ближайшей цели: хочу сделать «вот такую» машину! О своей сверхзадаче не задумываются. Но она рано или поздно выявится сама, чаще всего — на полпути, когда уже много сделано… Разобраться в себе поможет классификация «самодельщиков».
Упрощенец Обычно исходит из распространенного заблуждения, что сделать дешевле, чем купить. Чем раньше он осознает, что это действительно заблуждение, тем меньше средств и усилий затратит напрасно. Особая категория упрощенцев — чаще малоквалифицированных, — пытается сделать «настоящий» автомобиль (то есть неотличимый от промышленного); чем раньше они поймут, что ни по пригожести, ни по потребительским качествам машины автозавод не превзойдешь, тем дешевле обойдется им это заблуждение.
Максималист Так можно назвать тех, кто мечтает непременно поразить окружающих. Сделать такое, чтоб ни у кого… Престижную машину! Чтоб или по форме — суперспорт, или по содержанию — компьютерно-комплексно-автоматизированная. В крайнем случае хотя бы с убирающимися фарами, опускающимися стеклами, кондиционером и стереоцветомузыкальным центром!
Индивидуал Это тот, для кого выпускаемые промышленностью машины не подходят, кому нужна машина специального назначения: вездеход или амфибия, самоходная дача, городская мотоколяска или джип-трактор.
Творитель Это тот, кто не может не делать. Громадное удовлетворение получает он от самого процесса творчества. В пределе даже так: сделал, а ездить — ни к чему.

Так кто же ты? Не жалей себя в самоопределении. Это поможет тебе сэкономить свой труд и время.

II. ОЗАДАЧЬСЯ!

Наберись смелости и выплесни на бумагу основные характеристики своей мечты: назначение, вместимость и грузоподъемность, скорость, тип двигателя, компоновку, ходовую часть, габариты и вес. Проставь дату и отложи в недолгий ящик. Через недельку попробуй составить второй вариант. Третий… Седьмой…

При этом «выплескивать» рекомендуется, даже если поначалу нет ощущения, что готов к этому. Еще Д. И. Менделеев утверждал, что лучше любая гипотеза, чем никакая. Вместо ошибочной в конце концов появится другая, более правильная. Со временем проявится и ее ошибочность. Этот процесс бесконечный. Но каждая новая гипотеза, как правило, лучше предыдущей. И тут уж желаем разработчику здравого смысла, чтобы вовремя остановиться, ибо суть не в постоянном поиске, а в результате.

III. HE БЕРИ ТО, БЕЗ ЧЕГО МОЖНО ОБОЙТИСЬ

Что греха таить, чудеса всех увлекают. Но необыкновенными могут стать и такие основополагающие качества, как проходимость, вместимость или маневренность, либо второстепенные — например, автоматическое управление двигателем и коробкой передач, отоплением кузова или, скажем, дорожным просветом.

Не перегружай свой проект обилием «цацок», за ними может исчезнуть и основная концепция твоего автомобиля. Как только ощутишь признаки такой опасности, составь перечень того, что тебе хочется видеть в своем творении. А потом выпиши оттуда то, без чего никак не обойтись. Итогом этой работы должен стать проект транспортного средства, содержащего необходимый комплекс «чудес».

Остальное раздели на две части. Найди в себе силы забыть навсегда большую часть, оставив лишь то, что можно сделать потом, во вторую очередь, после того, как созданный тобой агрегат поедет. Движущаяся машина поставит новые, пока еще неведомые проблемы. Учитывая их, ты составишь в очередности теперь уже более определенный (по степени их важности) перечень доработок.

Вообще говоря, с сиденья завершенной машины все гораздо видней!

IV. ЕЩЕ РАЗ ПОДУМАЙ: ЕСЛИ МОЖЕШЬ НЕ ДЕЛАТЬ — НЕ ДЕЛАЙ!

Прежде чем браться за непосредственную работу над машиной, самое время еще раз прикинуть, стоит ли твое желание той гигантской работы, на которую ты себя обрекаешь. Да еще учти, сколько непредусмотренных огорчений ждет тебя на выбранном пути! А не лучше ли все же приобрести готовый автомобиль? Если тебе просто хочется повозиться с «железом», купи старенький «Москвич» или «Запорожец». Ну а если это не так, то от души желаем тебе успеха и мужества, ибо ты теперь вступаешь в вольное братство самодельщиков.

V. ЧЕРТИ НЕ МНОГО И НЕ МАЛО, А ПО НЕОБХОДИМОСТИ!

Одну крайность среди самодельщиков (прежде всего — инженеров различных специальностей) составляют «чертежники». Они рисуют общие виды, потом — варианты, разрабатывают конструкции чуть ли не всех узлов и деталей. Как правило, за этим — страх браться за ножовку и дрель, молоток и зубило.

Другую крайность (это обычно гуманитарии и шоферы) составляют «тяпальщики». Поставят мосты — передний и задний, положат на них профили-лонжероны и начинают варить поперечины. Потом обнаруживается, что двигатель туда не компонуется… Переделывать по нескольку раз «тяпальщики» не стесняются. Завершив половину работы, оказываются подчас перед неразрешимой проблемой — задуманная машина не получается. Еще хуже, когда приходится уже готовую ходовую часть «одевать» в «парадное верхнее одеяние» — кузов, сработанный не по «фигуре»… Вряд ли такая машина понравится ГАИ.

Приемлема, как обычно, разумная середина. Компоновка в масштабе 1:5, общий вид (в трех проекциях), плазовый чертеж (желательно в натуральную величину) и объемная модель в том же масштабе — вот первый исходный минимум. Причем модель необходима здесь в той же степени, что и чертеж. Ограничиваться лишь общим видом (и компоновкой) неосмотрительно.

При создании узлов все, что можно делать без чертежей, лучше делать по месту, при необходимости вырезая из картона шаблоны. Если без чертежей узлов не обойтись — выполняй их 1:1. Учти, что масштаб 1:2 — самый обманчивый, и привыкай обходиться лишь двумя — 1:5 и 1:1. Правда, общий вид можно рисовать и 1:10, и даже 1:20. Чертежи на детали есть смысл готовить, если только их придется где-то заказывать.

VI. И ДОМАШНЕМУ «АВТОЗАВОДУ» НУЖЕН ДИРЕКТОР!

Прежде всего «производству» необходимо подобрать помещение для работы над машиной: оно должно быть отдельным и… теплым — в холоде тоже не работа. Не жалей денег на инструменты. Главными станками «автозавода» должны стать верстак с большими тисками и электродрель. Неплохим подспорьем будет и электрический абразивный резак. Не бери пример с тех, кто со строительства машины переключается на коллекционирование всевозможных приспособлений, создавая своего рода музей инструмента… Как только обнаружится, что нужный ключ проще купить в магазине, чем найти в своих закромах, это будет означать, что инструментальное хозяйство превзошло «критическую массу», и его пора безжалостно сокращать. Но действующий инструмент держи в готовности: это не работа, когда нужно зубило, а оно тупое, берешь сверло, а оно щербатое.

Основные материалы — как профильные, так и листовые — надо заготовить заранее. Можно, конечно, и по ходу дела позволить себе прервать работу, чтобы раздобыть какой-то специальный материал или крепеж, но все же лучше рабочее время на это не тратить. Надо ценить трудовой ритм, не отвлекаться на «затыкание дыр» из-за организационных неурядиц. Если работаешь не один, а вдвоем-втроем, это еще важнее, ибо подготовка к работе идет чаще индивидуально, а коллективные простои обходятся много дороже.

VII. МОДЕЛИРУЙ! МАКЕТИРУЙ!

Внешний вид машины — великое дело. И по общему виду отработать его не слишком просто. А ведь твой автомобиль будет двигаться рядом со «Спутниками» и «Тавриями», над которыми работали не только конструкторы, но и дизайнеры. И делали при этом десятки моделей, в том числе в натуральную величину! Поэтому совсем неплохо было бы последовать их примеру. Закончив свою модель, посмотри на нее строгим посторонним взглядом. Покажи сведущим людям. Сделай второй вариант, может быть, и третий. Ведь внешний вид, по существу, можно отработать только на этой стадии. Потом, будет поздно.

Затем целесообразно взяться за макет в натуральную величину. В него можно вставлять готовые узлы, которые ты собираешься использовать: ходовую часть (подвески — переднюю и заднюю), двигатель с коробкой передач, рулевое управление, сиденье, переднее стекло и т. п. Кузов воспроизводится в дереве и картоне. Рейки имитируют профили, фанера и картон — облицовку.

Макет необходим для уточнения взаимного расположения узлов, размещения водителя и пассажиров, проверки удобства посадки и высадки через двери, подходов к обслуживанию двигателя и ходовой части. И вообще позволяет зримо ощутить свое будущее творение.

Макетирование служит могучим средством и в создании отдельных узлов. Их предварительно воспроизводят в виде профильных шаблонов, продольного и поперечного. Может хватить и одного, достаточно характерного, для примерки.

VIII. ЧЕТЫРЕ СТОЛПА АВТОКОНСТРУИРОВАНИЯ — КОНСТРУКЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ГОТОВЫЕ УЗЛЫ, МАТЕРИАЛЫ

При создании любого узла можно, конечно, исходить из чисто конструктивных соображений: сделать его функциональным и прочным, минимальной массы и габаритов. И под эту конструкцию подбирать соответствующие технологию и материалы. Однако самодельщику в еще большей степени, чем конструктору автозавода, нужно предусмотреть возможность реализации своей задумки. Ведь он же сам себе отдел снабжения, сам себе технолог, рабочий. Поэтому критерий оптимальности конструкции у самодельщика особый.

Сложные в изготовлении детали не грех заимствовать. Например, пружины или рессоры подвески. А они сразу определят конструкцию всего узла. Можно во главу оптимизации поставить материал, который по какой-либо причине доступен. Например, для рамы машины очень выигрышны прямоугольные трубы.

«Четырехстолповая» устойчивость самодельщика — в гибкости использования того «столпа», который облегчает создание данного узла, перенося центр тяжести своей работы на самую сильную (в решении данной задачи) опору.

IX. ХОТЕТЬ — НЕ ДЕЛО; УМЕТЬ — ЧЕТВЕРТЬ ДЕЛА; МОЧЬ — ПОЛДЕЛА… НО ГЛАВНОЕ — ОБЛАДАТЬ ТАЛАНТОМ «ЗАВЕРШАТЕЛЯ»

Даже самое могучее желание — не сильнее неумелости. Но если слесарных навыков нет? Здесь два пути: попроще — собрать компанию, в которой специалисты дополняли бы друг друга. И потяжелее, но дающий тебе независимость, — обрести квалификацию, что лучше делать тоже под чьим-нибудь руководством или в компании.

Существует еще один фактор, не менее важный. Это — последовательность, характер, воля, заставляющие сделать над собой усилие, когда усталость, физическая и моральная, одолевает тебя. Сколько слабых духом бросили свое дело на полдороге… Но и какое удовлетворение дает преодоление временной слабости! Достигнув цели, ты получишь не только свой прямой результат, но и ощутишь радость победы над собой, и это, может быть, станет самой главной наградой.

X. ПОМНИ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И В РАБОТЕ, И НА ДОРОГЕ

В работе над своим творением придется осуществлять самые различные технологические операции. Некоторые небезопасны. На производстве есть специальная служба техники безопасности, а на домашнем «автозаводе» — только ты сам. Дисковая пила или абразивный резак могут и палец отхватить. Заточный станок — оставить без глаза, тяжелые агрегаты — придавить. А пожароопасность? Все это очень серьезно.

Не менее серьезны и элементы безопасности, необходимые в конструкции самоделки на случай дорожно-транспортного происшествия. Размещение бензобака, защита водителя и пассажиров конструкцией кузова от удара или при переворачивании машины — это вопросы так называемой пассивной безопасности. Но и такие факторы, как обзорность, тормоза, рулевое управление — тоже к безопасности имеют самое непосредственное отношение.

Учитывая жизненную важность этих вопросов, недостаточно держать их в уме. Сформулируй свои слабые места на бумаге. Найди в себе силы вовремя остеречься, если какие-то требования не выполняются, либо даже отказаться от схемы, компоновки или конструктивного решения, не обеспечивающих должной безопасности. В таком деле «авось» может плохо кончиться.

XI. «ЭПОКСИДКУ» УВАЖАЙ ДО ОПАСЕНИЯ…

Не все знают, что производство, где изделия выклеиваются из стеклоткани на эпоксидных смолах, относится к разряду особо вредных, и там обычно ведется специальный надзор за соблюдением техники безопасности: производственные участки оборудуются принудительной вытяжной вентиляцией, и приборы-автоматы с самописцами следят за содержанием в воздухе вредных и ядовитых газов.

Таких условий дома не создашь, да многие даже не подозревают об опасности тяжелых легочных заболеваний, вплоть до рака легких.

В то же время механические свойства некоторых аналогичных материалов — например, полиэфирных смол, не намного уступают коварной «эпоксидке». Вполне пригоден, кстати, и лак для паркета.

Со стеклотканью тоже надо быть осторожным, ибо мельчайшие частицы ее волокон внедряются в кожу рук и в дыхательные пути. Приемлемые заменители — хлопчатобумажные ткани, например, перкаль, брезент или достаточно прочная синтетика.

XII. ХУДЕТЬ НАДО НЕ ТОЛЬКО МОДНИЦАМ!

Уже в принципе самодельный автомобиль тяжелее покупного. Это неминуемо проявляется за счет того, что несущий кузов чересчур сложен для расчета на прочность. В автопромышленности отработка оптимального варианта дилеммы «прочность-легкость» производится экспериментально. Самодельщику это не по силам. Ему приходится либо разделять функции кузова и рамы (что ведет чуть ли не к удвоению массы этого комплекса), либо заведомо перетяжелять корпус. Уже по этой причине самодельный автомобиль будет на 20-30 % тяжелее аналогичного промышленного образца. Однако практика показывает, что если специально не следить за весом каждой детали, то самоделка оказывается в полтора раза (а порой и более!) тяжелее машины заводского изготовления аналогичного класса. А в этом — и повышенный расход горючего, и худшая динамика, и меньшая грузоподъемность, и…

Электрическими машинами
называют электромеханические преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую или механическая — в электрическую энергию. В зависимости от рода отдаваемого или потребляемого тока электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока, которые могут использоваться в качестве двигателей, генераторов или их комбинации.

По принципам создания вращающего момента электрические машины делятся на синхронные, асинхронные и постоянного тока.

В синхронных машинах частота вращения вала синхронизирована с частотой вращения электромагнитного поля, создающего вращающий момент. В синхронной машине поле возбуждения создается обмоткой, расположенной на роторе и питающейся постоянным током. Обмотка статора соединяется с сетью переменного тока. Обращенная схема, когда обмотка возбуждения расположена на статоре, встречается редко. В синхронной машине обмотка, в которой индуцируется ЭДС и протекает ток нагрузки, называется обмоткой якоря, а часть машины с этой обмоткой называется якорем. Часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения, называется индуктором. Синхронные машины применяются в качестве генераторов и двигателей.

Условием работы асинхронной машины является неравенство частот вращения электромагнитного поля статора и ротора, что собственно и создает силы, приводящие в движение электрические машины. В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Среди асинхронных машин коллекторными являются однофазные двигатели малой мощности. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.

Главной особенностью машины постоянного тока является наличие коллектора и скользящего контакта между обмоткой якоря и внешней электрической цепью. Машина постоянного тока по своему конструктивному выполнению сходна с обращенной синхронной машиной, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Благодаря своим хорошим регулировочным свойствам двигатели постоянного тока нашли широкое распространение в промышленности. Они могут работать в качестве и генераторов и двигателей.

Классификация электрических машин

по мощности

Машины большой мощности:

коллекторные машины мощностью более 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью более 100 кВт;

синхронные двигатели мощностью более 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт при напряжении более 1000 В.

Машины средней мощности:

коллекторные машины мощностью 1… 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью до 100 кВт, в том числе высокоскоростные мощностью до 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью 1… 200 кВт;

асинхронные машины мощностью 1… 400 кВт при напряжении до 1000 В, в том числе двигатели единых серий от 0,25 кВт.

К группе машин малой мощности относятся электрические машины, не входящие в первые две группы:

двигатели постоянного тока коллекторные и универсальные;

асинхронные двигатели, синхронные двигатели и др.

Основные понятия

Коэффициент полезного действия (КПД) — отношение полезной (отдаваемой) мощности и затраченной (подводимой):

для генераторов- отношение активной электрической мощности, отдаваемой в сеть, к затраченной механической мощности;

для электродвигателей- отношение полезной механической мощности на валу, кВт, к активной подводимой электрической мощности, кВт.

Коэффициент мощности (соs j) для машин переменного тока:

для генераторов- отношение отдаваемой активной электрической мощности, кВт, к полной отдаваемой электрической мощности, кВ×А;

для электродвигателей- отношение активной потребляемой электрической мощности, кВт, к полной потребляемой электрической мощности, кВ×A;

Пусковой ток (начальный пуск) — установившийся ток, потребляемый двигателем при неподвижном роторе и питании от сети с номинальными напряжением и частотой (Iп- пусковой ток).

Кратность начального пускового тока — отношение начального пускового тока к номинальному току.

Номинальный вращающий момент — вращающий момент на валу электродвигателя, соответствующий номинальной мощности и номинальной частоте вращения.

Начальный пусковой момент — вращающий момент, развиваемый двигателем при неподвижном роторе и начальном пусковом токе.

Минимальный вращающий момент — наименьшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети в диапазоне изменения частоты вращения от нуля до значения, соответствующего максимальному моменту.

Максимальный вращающий момент — наибольшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети.

Относительная продолжительность включения (ПВ) — отношение длительности работы двигателя при нагрузке, включая пуск, к длительности рабочего цикла, выраженное в процентах.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение — способ расположения составных частей машины относительно элементов крепления подшипников и конца вала.

Двигатель общего назначения — двигатель, удовлетворяющий техническим требованиям, общим для большинства случаев применения, и выполненный без учета специальных требований потребителя.

Основное исполнение двигателей — исполнение, соответствующее общетехническим требованиям по рабочим свойствам, условиям работы и применения. Основное исполнение является базой для разработки модификаций и специализированных исполнений.

Модификация — исполнение двигателя на базе основного исполнения, имеющее то же значение высот оси вращения, но отличающееся рабочими свойствами (механической характеристикой, диапазоном регулирования частот вращения и др.).

Специализированное исполнение — исполнение, удовлетворяющее повышенным требованиям потребителя в отношении условий применения. Различаются специализированные исполнения по условиям окружающей среды и по точности выполнения установочных и присоединительных размеров.

Узкоспециализированное исполнение — исполнение, предназначенное для работы в узкоспециализированной области.

В России создан уникальный двигатель для гибридных электромобилей — Российская газета

Главное его достоинство: мотор в 2,5 раза дешевле всех зарубежных аналогов. Впрочем, аналогов ему в мире нет. Разработанный российской компанией, резидентом Фонда «Сколково» мотор по своей конструкции уникален. Он предназначен для гибридных электромобилей с двигателем внутреннего сгорания и электромотором.

— Сегодня на электромобилях ставят два типа тяговых электродвигателей. Асинхронный применяют только на электромобилях Tesla, а вот синхронные моторы практически на всех остальных, таких как, например, Toyota, Honda и другие, — сказал корреспонденту «РГ» один из авторов российской разработки Игорь Федичев. — Асинхронные двигатели по принципу действия не очень подходят для автомобиля. Чтобы его сдвинуть его с места, нужны большие стартовые токи. Потому в начале работы ему требуется мощность 300 кВт, а затем едет на мощности в 30 кВт. По сути, очень дорогой мотор оправдывает свою цену только на старте, а потом используется вполсилы. Он хорош для работы на постоянной скорости, а если хотите ее изменять, нужно ставить специальные системы управления. И второй минус «асинхрона» — сильный разогрев ротора. Конструкторам приходится изощряться, чтобы отвести тепло.

У синхронных двигателей нет таких недостатков, но есть свой изъян. В его роторе установлены постоянные магниты. Такая конструкция ограничивает скорость вращения ротора, а значит, и движения машины. Не менее серьезный недостаток: цена магнитов. Они изготовлены из редкоземельных металлов, добыча которых монополизирована Китаем. Их стоимость на мировом рынке стремительно растет.

— Мы решили вопрос кардинально: вообще отказались от постоянных магнитов, — говорит Федичев. — Вместо них в роторе стоит простой соленоид, а фактически сердечник из железа и никеля. Это не только намного удешевило мотор, но и упростило его конструкцию. Но выиграв в одном, мы заработали себе головную боль в управлении мотором. Можно сказать, что наш двигатель состоит из железа, никеля и математики. Самое главное математика. Дело в том, в обычном синхронном моторе всего одна ручка управления, только магнитным полем статора, а у нас таких ручек две — для полей и статора, и ротора, которые постоянно взаимодействуют между собой.

Ученым удалось создать программу, которая оптимально управляет двумя полями, обеспечивая наибольший кпд в каждый момент времени на любой скорости. Двигатель предназначен для автомобилей массой до 3 тонн. Электродвигатель мощностью 40 кВт развивает 10 тысяч об/мин и скорость до 120 км/час, не боится перегрева и пиковых нагрузок. Все детали в этом моторе российского производства. Вес всего 45 килограмм, размеры — 220х340 миллиметров. По оценкам авторов, при серийном производстве цена нового двигателя составит около 80 тысяч рублей. Для сравнения, швейцарский двигатель MES мощностью 40 кВт в два раза тяжелее, в 1,5 раза больше, стоит 210 тысяч рублей, китайский мотор CMLA28 от Greatland Electrics стоит более 220 тысяч рублей (вес — 54,4 кг, габариты — 600х430 мм).

Сейчас изготавливается действующий прототип нового российского двигателя, который в ближайшее время должен пройти тестирование. Авторские права на уникальный двигатель защищены несколькими патентами.

rg.ru

Покупка электрокара необязательна, сделайте электроавтомобиль своими руками

Привычные для нас автомобили, работающие на бензине, постепенно отходят на второй план. Это вызвано тем, что электромобили набирают в обществе всё большую популярность. Действительно, машины, работающие от электричества, проще изготовить, использовать и управлять ими. К тому же автомобиль такого типа не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива, а значит, бережет экологию. Учитывая все преимущества электромобиля, актуальной становится проблема его самостоятельного производства.

Изготовить электромобиль — означает создать прекрасную замену машине, работающей на бензине. С помощью современных технологий очень просто решить проблему затрат на топливо. Ведь, однажды вложив кругленькую сумму денег на элементы вашего электромобиля, в будущем сэкономите значительно больше на топливе.

Сегодня многие автомобильные гиганты выпускают электромобили или гибридные машины. Но их стоимость недоступна для широких масс, поэтому создание авто, работающего на электрическом двигателе, является идеальным выходом для всех желающих его приобрести.

Как сделать электромобиль? С чего начать?

Итак, вы твердо решили создать автомобиль с электрическим двигателем своими руками? Тогда необходимо обзавестись некоторыми составляющими будущего механизма. Во-первых, автомобиль. Определенная модель, служащая базой будущего электромобиля. То есть, создание машины, работающей на электричестве, своими руками — переоборудование, а не изготовление с нуля.

Во-вторых, электрический двигатель. Естественным является то, что электромобиль не может существовать без сердца.

В-третьих, аккумуляторы их зарядка и корпус. Электромобиль необходимо питать. С этой задачей и справятся с легкостью аккумуляторы.

В-четвертых, регулятор напряжения и синхронизаторы. Ваше изобретение может функционировать только на электрическом токе определенного напряжения. Постоянные его перепады могут привести к коротким замыканиям и полностью вывести из строя электромобиль.

В-пятых, электропедаль газа. Так как авто и его работа построены по иному принципу, нужна специальная педаль, которая приведет в движение ваше конечное изобретение.

Целесообразным будет рассмотрение каждой составляющей будущего электромобиля.

Модель авто

Базой вашего будущего авто может быть практически любая машина. Для этого лучше всего подходят небольшие машины, ведь одной из характеристик электромобиля является легкость. На это свойство прямо влияют размеры и материал базового авто.

Лучше всего на роль основы для создания электромобиля подходят наши ВАЗ, Запорожец, ОКА и Славута, а также зарубежные Fiat 126 и малолитражки, выпущенные до 2000 года.

Вы можете создать своими руками специфичный кузов, но учитывайте, что это трудоёмкая и дорогостоящая затея.

Сердце электромобиля

Электродвигатель нужно приобретать с учётом габаритов машины и способом его подключения к авто.

Если такой двигатель подключается к коробке передач, то подойдёт даже мотор с небольшой мощностью. 5-7 киловатт вполне хватит, чтобы сдвинуть авто с места. Если же подключение электродвигателя осуществляется через главный мост, то нужен мотор мощнее. Существует закономерность: мощность двигателя напрямую зависит от габаритов и веса машины. Немощный электродвигатель на небольшой машине обеспечит скорость передвижения не больше 75-80 км/ч, при подсоединении к коробке передач.

Стоит отметить, что затраты электроэнергии независимы от мощности мотора и пройденного расстояния. Зависимость есть только от скорости езды. Чем быстрее едет авто, тем быстрее разряжается аккумулятор. Так что смело выбирайте мотор помощнее.

Элемент питания

При создании авто нового поколения своими руками, остановите свой выбор на литиевом аккумуляторе. Именно этот вид источника питания может функционировать без подзарядки на скорости 80 км/ч на протяжении 5 часов. Такие аккумуляторы довольно живучие — в среднем могут работать 5 лет. Но, энергоносители с литиевым наполнителем — недешевые.

Более экономным вариантом являются свинцовые батареи. Они прослужат меньше двух лет, и функционируют во время интенсивного движения всего около часа.

Чтобы продлить срок эксплуатации аккумулятора, нужно подбирать их в правильном объеме. Небольшие источники питания умирают раньше, из-за сильного изнашивания, так как быстро и полностью разряжаются при движении авто. Поэтому выгоднее купить большой энергоноситель с обширным ресурсом.

Отопление

Если, создавая электромобиль своими руками, вы планируете использовать его в холодные времена года, стоит подумать о системе отопления.

Греть машину электроэнергией — дорогое удовольствие. В таких условиях заряженного аккумулятора недостаточно даже для осуществления одной поездки. Исходя из этого, стоит установить обогреватель, работающий на бензине или систему обогрева сидений. Для электротехники лучше купить отдельный аккумулятор.

Регулятор мощности

Регулятор мощности — одна из главных составляющих электромобиля, которая регулирует тягу двигателя. Наиболее надежные приборы от американских производителей. Можно обзавестись и более дешевым аналогом из Китая.

Регулятор нужно выбирать с учётом мощности тока. Для ежедневных путешествий можно приобрести стандартный, 150-ти вольтовой прибор.

Кроме того, в электромобиль, созданный своими руками, нужно подсоединить вместо генератора преобразователь с тождественными функциями.

Как изготовить электромобиль: инструкция

• Чтобы продуктивно и быстро работать, привлеките к своей затее других. Помощь знакомых и друзей никогда не помешает, а если они еще и обладают полезными знаниями и умениями, результат превзойдет все ожидания! Если у вас самого достаточно знаний в сфере инженерии, механики и можете справиться со всем, с друзьями процесс пойдёт значительно быстрее;

• Составьте алгоритм и план работы, которого стоит точно придерживаться. А также создайте чертежи и схемы будущего электромобиля и приготовьте нужные материалы и инструменты;

• Изымите из авто бензиновый двигатель и все, чему не место в авто, работающем от электричества;

• Установите электродвигатель и подсоедините к нему коробку передач. Подготовьте место для аккумуляторов, установите источники питания в задней части авто и соедините их. Создайте проводку и подключите приборы и вольтметр;

• Подключите аварийные тормоза, вакуумный насос, преобразователь, элемент управления и т.д. Силовые кабели нужно проложить под дном авто, поэтому предварительно изготовьте несколько скоб;

• Создайте платформу для источников питания в передней части машины. Установите аккумуляторы, залейте масло в трансмиссию.

• Проверьте приборы: 12-ти вольтовые при зажигании, вакуумный насос, конвертер при 96 вольтовом питании. Проверьте работу двигателя при напряжении 12 вольт. Если все работает — автомобиль удался!

Детские электромобили

Можно создать своими руками электромашину для собственного ребенка, но так ли это необходимо? Сегодня на рынке представлено множество детских автомобилей, работающих от аккумулятора. Они красивы, ярки, удобны и практичны в применении.

Решать, конечно, вам. Но приобрести детский электромобиль значительно выгоднее, чем его изготавливать.

Стоимость

Картина самостоятельного изготовления электромобиля будет неполной без описания затрат на его производство. Если учитывать стоимость всех комплектующих будущей электромашины, то получается 5000-8000 долларов. Но вся эта сумма окупается при эксплуатации электромобиля на протяжении 2 лет.

Поэтому, если вы имеете соответствующие навыки, возможности и желание, можете попробовать сделать электромобиль своими руками. Ведь это будущее всех транспортных средств.

Выводы

Если вам надоели нестабильные цены на топливо и дорогостоящее техническое обслуживание авто, можете создать своими руками электромобиль.

Электромобиль — машина, работающая от электрического двигателя, который функционирует от аккумуляторов, в отличие от распространенных бензиновых авто. Движения машины основано на электричестве. Существенным достоинством такого автомобиля является то, что зарядить его можно от стандартного напряжения с помощью обычной розетки. Таким образом, вы можете сэкономить, так как электрическая энергия сегодня значительно дешевле топлива. Обслуживать электромобиль просто, так как не нужно следить за уровнем масла и тосола и их периодически заменять.

На таком авто очень удобно перемещаться по городу. Постоянная смена рельефа увеличивает расход топлива, а на электромобиль прерывистое движение совершенно не влияет.

Электромобиль постепенно начинает движение и бесшумен за счет небольшого количества элементов, которые двигаются. Такая машина не загрязняет атмосферу продуктами сгорания топлива. Это транспорт будущего!

ekowheel.com

Современный электродвигатель | Экологические автомобили

Для большинства экологичных машин, таких как серийные электромобили, гибриды и автомобили на топливных элементах, главная движущая сила — это электрический двигатель. В основу работы современного электродвигателя положен принцип электромагнитной индукции — явления, связанного с возникновением электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока.Тесная взаимосвязь между магнитными и электрическими явлениями открыла перед учеными новые возможности. История электрического транспорта и всего электромашиностроения в целом начинается с закона электромагнитной индукции, открытого М. Фарадеем в 1831 году, и правила Э. Ленца, согласно которому индукционный ток всегда направлен таким образом, чтобы противодействовать причине, его вызывающей. Труды Фарадея и Ленца легли в основу создания первого электродвигателя Бориса Якоби.

Современные электродвигатели, хоть и основаны на одном и том же законе, что и электромеханический преобразователь Якоби, но существенно от него отличаются. Со временем электрические моторы стали мощнее, компактнее, кроме того, их КПД значительно вырос. Коэффициент полезного действия современного тягового электродвигателя может составлять 85-95 %. Для сравнения, максимальный КПД двигателя внутреннего сгорания без вспомогательных систем едва ли дотягивает до 45 %.

Виды современных электродвигателей

Электрические двигатели различаются по роду питающего напряжения:

• Двигатель переменного тока
• Двигатель постоянного тока

по числу фаз питающей сети:

• Однофазный электродвигатель. С одной рабочей обмоткой, подключается к однофазной сети переменного тока;
• Двухфазный электродвигатель. Имеет две обмотки, сдвинутые в пространстве на 90 градусов;
• Трехфазный электродвигатель. Подключается к трехфазной сети переменного тока, имеет 3 обмотки, магнитные поля которых расположены через 120 градусов.

по конструктивному исполнению:

• Коллекторный. Переключателем тока в обмотках и датчиком положения ротора является тоже самое устройство — щёточноколлекторный узел. Работает преимущественно на постоянном токе, однако современные электродвигатели, так называемые универсальные коллекторные двигатели, могут одновременно работать на постоянном и переменном токе;
• Бесколлекторный. Вентильные двигатели постоянного тока выполнены в виде замкнутой системы с датчиком положения ротора, инвертором и преобразователем координат.

по принципу работы:

• Синхронный электродвигатель. Электромеханическая машина, в которой ротор вращается синхронно с магнитным полем переменного тока;
• Асинхронный электродвигатель. Частота вращения ротора асинхронного двигателя переменного тока не совпадает с частотой вращения магнитного поля, которое создается током обмотки статора.

и по способу возбуждения:

• с возбуждением от постоянных магнитов;
• с параллельным возбуждением;
• с последовательным возбуждением;
• с последовательно-параллельным.

Тяговый электродвигатель для электромобиля

Электрический двигатель для современного электромобиля может быть как постоянного, так и переменного тока. Его основная задача — передача крутящего момента на движитель электромобиля. Основные отличия современного тягового электродвигателя от традиционной электромеханической машины являются большая мощность и компактные размеры, вызванные ограниченностью используемого пространства. В качестве характеристик тягового электромотора, кроме мощности и максимального крутящего момента, учитываются напряжение, ток, а также частота вращения.

Мотор-колесо

В последнее время в качестве двигателя для электромобиля инженеры используют систему мотор-колесо, правда, все чаще на концепт-карах. Исключением стал Volage – спортивный электромобиль, построенный силами Venturi и Michelin, который скоро поступит в продажу. Технология Active Wheel имеет ряд преимуществ. Все активные системы безопасности, такие как ABS, ESP, Brake Assist и Traction Control можно прошить в управляющий софт, после чего они смогут воздействовать на каждое колесо в отдельности. Добавим к этому мобильность системы и способность регенерировать энергию торможения.

Конечно, есть и недостатки. Попробуйте впихнуть кучу механизмов внутрь маленького обода. Если это и получится, то вес колеса увеличится, а это плохо скажется на управляемости, повысится износ подвески, увеличится передача вибрации на кузов. Идеальный вес автомобильного колеса должен составлять 10-30 кг. Инженерам Michelin удалось вписаться в эти рамки – тяговый электродвигатель Active Wheel весит всего 7 кг, а остальная механика системы укладывается в 11 кг.

Преимущества и недостатки электродвигателя

Преимуществ перед ДВС у электродвигателя много:

• Малый вес и достаточно компактные размеры. К примеру инженеры Yasa Motors разработали мотор весом 25 кг, который может выдавать до 650 Нм.
• Долговечность, простая эксплуатация.
• Экологичность.
• Максимальный крутящий момент доступен уже с 0 об/мин.
• Высокий КПД.
• Нет необходимости в коробки передач. Хотя, по мнению специалистов, электромобилю она не помешает.
• Возможность рекуперации.

Существенных недостатков у самого электродвигателя нет. Но есть большие сложности в его питании. Несовершенство источников тока не дают пока что массово использовать электродвигатели в автомобилестроении.

Видео : (Процесс сборки электромобиля Nissan Leaf):

Новости по теме

Система Стоп-Старт

Пробка — головная боль любого мегаполиса. Плюс ко всему — это источник загрязнения окружающей среды и дырка в кармане автолюбителя….

подробнее

ecoconceptcars.ru

Преобразователь Зверев | Русский Автомобиль

К Геннадию Алексеевичу я пришёл в январе 2010 года с таким напутствием одного из его бывших коллег: ему 83, можешь не пытаться, вряд ли он что вспомнит…

Зверев жил в обычной пятиэтажке в районе Рязанского проспекта, с женой-ровесницей.

Когда договаривались о встрече, он растерянно сказал: «Даже не знаю, где мы сможем поговорить, отойти надолго я не могу – жена болеет, нельзя её оставлять. И к нам не очень удобно…».

Стало невыносимо неловко. Как может быть неловко розовощёкому молодому человеку, вторгающемуся в быт старика, пусть ненадолго, но с эгоистическими потребностями. Но Геннадий Алексеевич великодушно смикшировал эту неловкость со своей непосредственностью: «А, ладно, чего уж там, заходите ко мне! Только на бардак внимания не обращайте».

Геннадий Алексеевич Зверев стоял, что называется, у истоков советского электромобилестроения. Он конструировал один из главных элементов – системы управления тяговыми электродвигателями. В середине 1950 годов в СССР ещё не было никакого опыта такого проектирования, всё приходилось делать впервые, перенося опыт из смежных отраслей. К счастью, прогноз коллеги не сбылся: Геннадий Алексеевич помнит всё прекрасно, всем бы в его возрасте такую память. И квалификации электронщика не растерял: он достаточно легко вспоминал самые мелкие схемотехнические подробности разработки пятидесятилетней давности. А дальше он расскажет обо всё сам.

– Моя специальность — инженер-механик электрического транспорта. Поработав после института на железной дороге, я перешёл в закрытый НИИ-496, которым тогда руководил Андроник Иосифьян, член-корр и вообще большой авторитет в области электротехники. Я пошёл туда потому, что в НИИ-496 организовывал свой отдел Евгений Аватков, легендарная личность, большой энтузиаст переменного тока. Он стал моим первым начальником на новом месте. Это было в 1957 году, в декабре.

Первая страница трудовой книжки Зверева

Тогда начались работы по асинхронным двигателям для транспорта, впервые в СССР. Пожалуй, по некоторым направлениям мы были первыми в мире. Или нам так казалось – сравнить-то было не с чем, никакой западной технической литературы не было. Мы точно начинали с нуля, с чистого листа.

Институт наш находился у Красных Ворот, напротив МПС. Очень квалифицированные люди там собрались, интересные. Часть нашего отдела начала работу над электровозами на переменном токе, это было вновинку. Создали несколько групп: кто-то работал над двигателем, кто-то над преобразователем тока и системой управления — для асинхронного двигателя тогда не было никаких шаблонных решений, никаких готовых схем.

Работа по конвертации электровоза на переменный ток

Идею применения асинхронного привода настойчиво проталкивал сам Аватков. Тогда весь наш транспорт работал на двигателях постоянного тока, они сложнее конструктивно и в эксплуатации, из-за того, что там на валу стоит коллектор со щетками, за которыми необходимо следить, чистить все время. Мы бывали на разных заводах и видели, сколько машин с двигателями постоянного тока находилось в ремонте, как люди задыхались от этих ремонтов. И главная причина – изношенные коллекторы.

А асинхронный двигатель можно запечатать в короб — ему не требуется никакого обслуживания. Его можно опустить в воду, он и там будет работать. Нет коллектора, значит и удельные характеристики лучше, и в массе выигрыш. Но такие моторы производились у нас в стране только на 50 Герц, всего одна модель на весь СССР! Это был неприхотливый двигатель, применялся во множестве механизмов, но только там, где не требовалось регулировать скорость его вращения путём изменения частоты тока. Тогда просто не было силовой электроники, позволявшей это делать!

– Аватков вас сразу «бросил» на создание двигателя для электромобиля?

– Нет, первая моя работа была с моряками, делал им систему заряда батарей для подводной лодки. Там стояли свинцово-кислотные аккумуляторы: большая такая бандура получилась! У нас был комплексный испытательный стенд в Истре, даже Горшков – министр морского флота – приезжал туда. Поздравлял: мы первые сдали работу по электроагрегатам. Вот после этого Аватков меня и переключил на электромобили. В 1960 году.

– Откуда вообще возникла идея проектировать электромобиль? Был госзаказ или ваша институтская инициатива?

– Сложились вместе два обстоятельства – всплеск государственных инициатив по заботе о сохранении природы и наличие у нас почти готовой разработки по асинхронному приводу.

Я сейчас не могу точно сказать, кто конкретно выдвинул идею электромобиля, но с 1960 года эта работа была включена в план наравне с электровозной тематикой. В принципе, это была экспериментальная работа, никто не знал, что у нас получится. Асинхронный мотор изначально проектировался под напряжение в 300 Вольт, поэтому начали с его адаптации под более низкое напряжение. Пришлось перемотать обмотки, и ещё кое-какие изменения внести. Двигатель был трёхфазным, в первой фазе было по две последовательных обмотки, их мы переключили на параллельное соединение и двигатель стал работать от 190 Вольт.

первый асинхронный двигатель для электромобилей в СССР

Это не было оптимальным вариантом, но для эксперимента годилось. А на будущее мы закладывали разработку специального электродвигателя. Были сделаны расчёты – может, и не очень достоверные, но уж какие смогли. Выходило, что нам достаточно было двигателя в 15кВт. Это для полуторатонной машины, предназначенной для развоза по городу мелких товаров.

Потом стали подбирать аккумуляторы. Поначалу использовали обычные стартерные АКБ, 12-вольтовые, от «УАЗика», на 60 А-ч, подольского завода. Они нам по указанию министерства электротехнической промышленности выдали 22 батареи, вот с ними мы и работали. Потом попытались вместе с Смольковой Валентиной Сергеевной, которая тогда была директором подольского НИИСТА (института стартерных аккумуляторов), усовершенствовать их каким-то образом. Хотели сделать её устойчивой к большим зарядным токам, чтобы сократить время зарядки. В Подольске долго работали, но так ничего и не удалось им сделать… Получилась только батарея 6ЭМ-60, со слегка сглаженной характеристикой разряда.

– Вы уже работали с каким-то готовым шасси или только проектировали электрическую часть?

– У нас был УАЗ-451, как макет для компоновочных работ. Эти 22 аккумулятора мы установили в двух контейнерах по бортам, чтобы просто прикинуть расположение. Тогда ещё не было готового преобразователя напряжения и, соответственно, машина эта не ездила.

– А что собой представлял преобразователь?

– Трехфазный инвертор напряжения, для питания каждой фазы двигателя. Инвертор для силовой части в те годы можно было сделать только на тиристорах, мощных транзисторов ещё не было. А тиристоры в СССР изготавливались только на Сталинском электротехническом заводе в Таллине и были жутким дефицитом. Не помню их маркировку, увы. Это были быстродействующие тиристоры, с относительно небольшим (по тем временам) временем срабатывания.

Тиристор – это простой полупроводник, фактически управляемый диод, для открытия которого требуется короткий импульс. Но импульс этот надо гасить, а для этого применяются LC-контуры. Вам схему нарисовать?

Геннадий Алексеевич с учительским терпением рисует схему своего преобразователя и подробно объясняет принцип его работы. По всему выходит, что ему удалось из очень ограниченного набора деталей, буквально из подручных материалов соорудить довольно интересную схему. В ней для «гашения» главных тиристоров применялись другие тиристоры, коммутирующие, нагруженные на ёмкость и два дросселя. «Изюминка» этого решения именно в двух дросселях, позволяющих «перекрывать» фазы работы электродвигателя с большой точностью. И его ещё нужно было вписать в какие-то разумные габариты, а они тоже зависят от электрических характеристик, в частности, от времени восстановления тиристоров.

– Инвертор требовал охлаждения. У нас набиралось 12 тиристоров и 6 мощных диодов, и для каждой «тройки» нужен был свой воздушный радиатор, для безопасности. Ведь как ни изолируй корпуса и выводы полупроводников, опасность замыкания всё равно остаётся, тем более в автомобиле, с его вибрациями.

Сделали для преобразователя специальный ящик, в котором все тиристоры располагались с левой стороны по отношении к вводу, а блок управления справа. Тиристоры легко вынимались из этого ящика, для замены. Сам ящик охлаждался вентилятором, эту систему нам сделал другой отдел института (НИИ-496 к тому времени уже переименовали во ВНИИЭМ – институт электронного машиностроения), который, специально занимался охлаждением преобразовательных установок. Воздух засасывался с переднего края, выдувался из инвертора в двигатель, а потом и в аккумуляторную батарею, поскольку нужно было сдувать с неё кислотные пары.

– А разве нельзя было заказать нашей электронной промышленности производство транзисторов или тиристоров по вашему ТЗ?

– Нет, что вы… Для таких энтузиастов, как мы никто бы ничего не стал делать. Это же был эксперимент, опытная разработка. И хотя мы всем показывали этот электромобиль, но никто не сказал, что можно разработать тиристор с нужными нам параметрами. Это только для военных проектов можно было сделать. Ну, или для космоса. А нам и обычных, серийных порой не доставалось, Минэлектротехпром распределял элементы по каким-то ведомым только ему соображениям.

Единственный человек, кто нам очень помогал – Иосиф Гоберман, директор Главмосавтотранса. Ему нравилась сама идея электромобиля, он верил, что они могут заменить в городских перевозках УАЗы, РАФы и даже ГАЗы с ЗиЛами. Гоберман дружил с всесильным властителем Москвы Виктором Гришиным. И с его подачи даже Гришин однажды посетил нас, посмотрел наши машины. Но это было позже, в конце семидесятых.

Гришин и Гоберман на 34-ом автокомбинате, 1978 год

Я несколько раз сам ходил к Гоберману за помощью. Вот меняю я в схеме какой-то элемент (а делать это приходилось довольно часто) – значит, я должен на завод-изготовитель поехать, стоять часами на коленях, чтобы подписали разрешение на применение. А Гоберман спрашивал: «Что тебе нужно?» — и назавтра это у меня было. Даже порой представители заводов сами ко мне приезжали, чтоб я только подписал бумаги и взял этот элемент. Откуда у него было такое влияние — я не знаю, может и Гришин помогал.

– Давайте вернемся к электромобилю. Он сразу поехал или были какие-то проблемы?

– Проблемы были, конечно. Очень долго я занимался монтажом на автомобиль нашей аппаратуры. Когда мне принесли первый экземпляр преобразователя, я побежал и остановил их производство, там были серьёзные ошибки в компоновке, и качество сборки аховое. В электромобиле ведь помехи – на каждом шагу, кругом громадные и импульсные токи. Эти токи наводили в соседних проводах лишние, ненужные нам импульсы. Поэтому монтажу было особое внимание.

Первый экземпляр сделал я, второй один из наших монтажников, Грубник. А потом сборку преобразователей отдали на опытный завод ВНИИЭМ, и вот они стали делать абы как. И вот я ползал и раскладывал провода так, чтобы этот инвертор работал надёжно. На первую машину у нас ушло примерно три года.

– Справились в итоге?

– Да. А потом вышла партия машин, которая эксплуатировалась на 34 автокомбинате, это 1974-78 годы. Для них преобразователи поставлял уже Краснодарский филиал ВНИИТА, там директором был Юрий Скоков. Тот самый, который потом политиком стал.

– А зачем производство отдали в Краснодар? Ведь всего несколько штук нужно было этих преобразователей.

– Там много всего нужно делать: пайка, сварка, изготовление шин. А у нас не было людей для этого — один монтажник с помощником. Институт занимался закрытыми темами и никто из других отделов нам не помогал.

– Сколько инверторов было сделано в Краснодаре?

– На все машины, которые эксплуатировались на 34-ом комбинате. Много, даже больше, чем нужно. Так что был запас.

страничка из буклета Кванта, отпечатанного в нескольких экземплярах под грифом «ДСП».

В Краснодаре сначала была та же история с качеством монтажа. Я когда туда приехал — ужаснулся. Они так напаяли, что пришлось опять останавливать производство и идти к главному инженеру. Договорился, что привезу монтажника, который покажет, как надо. Вызвал Грубника, он две недели там сидел и показывал, как монтировать, как разводить платы. Мы уже к этому времени разработали «косу» (отмеренную и сплетённую проводку), сами делали её, отдельно от преобразователя, потом распаивали по местам.

– Преобразователь тяжёлым получился?

– Не очень, я легко поднимал его. Ну, может 50 кг вместе со всеми радиаторами. Мотор тоже перетаскивали вручную вдвоем.

– Какая система управления была у этого преобразователя?

– По две платы в каждом выдвижном блоке. Система управления была на постоянном токе, 24 Вольта. Был еще однофазный инвертор, он отдельно питал систему управления. С общей шины нельзя было питание брать, потенциал-то нельзя поделить. И если где- то «коротнёт», то всё высокое напряжение «сядет» на систему управления. Так что для надёжности я её изолировал.

Конструкция системы управления менялась по мере совершенствования элементной базы. Сначала это были маломощные транзисторы и намоточные элементы, потом появились микросхемы и мы переделали схему на них, с помощью Харьковского политехнического института.

– А что с рекуперацией? Это ведь самый сложный режим работы электромобиля.

– Рекуперацию начали отрабатывать, когда производство электроники передали в Краснодар. Этим занимались два других человека, один сейчас живёт в Америке, а второй умер на садовом участке, у меня на глазах.

Для управления машиной у нас сначала использовались две педали: движения (электрическая) и тормоза (обычная гидравлика). И дополнительно ставили тумблер на панель приборов, который нужно было включать, когда едешь накатом с горки или подтормаживаешь. Тогда двигатель переключался в генераторный режим и отдавал энергию батарее. Потом этот тумблер заменили обычной педалью, третьей. На одной штатной педали тормоза это сделать было нельзя, ведь нужно переключить частоту скольжения с добавления на вычитание.

– Как тормозила машина в режиме рекуперации? Хватало тормозного момента?

– Тормозила двигателем машина очень эффективно. Я даже сам проехался и почувствовал, хоть и не шофер, у меня и прав-то никогда не было.

Сейчас, когда я еду на троллейбусе, всегда вижу, когда они переключаются на рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть. В сеть, конечно, труднее отдавать, чем аккумуляторам — потому, что кто-то должен эту энергию принять, другой троллейбус в режиме движения или подстанция должна пропустить этот ток, а там стоят выпрямители.

Наши водители охотно пользовались рекуперацией, а вот за шофёров на автокомбинате не скажу, не знаю. С Колчиным, его директором, мы редко общались, разве только когда иностранные делегации приезжали. Таких делегаций много было, и все просили преобразователь показать. Мы как-то уходили от этого, говорили, что там всё запаяно и нельзя разобрать. Не хотели показывать, в общем. Даже из Пентагона генерал какой-то приезжал. Мы с ним выехали на улицу на электромобиле, и он говорит: «Дайте я сам проеду!». Я растерялся, но дал всё-таки. Он проехал, вышел и говорит: «Замечательно!» Я и сам удивлялся, как послушно и ровно она шла.

Но было главное ограничение — батарея. Нам хотелось заряжать её ударным током! Чтобы ток прошел моментально и зарядил батарею. Чтобы шофер не ждал. Тогда нас, кажется в 1980-м, перевели во ВНИИИТ (институт источников тока) и разместили в отделении, которое занималось молекулярными накопителями. Для его сотрудников электромобиль – ненужная забава, они на космос работали. Но и нам никакой особой помощи от них не требовалось, у нас уже всё отлично работало. Только об одном просили: сделайте нормальную батарею. Пусть даже небольшой емкости, но заряжаться она должна мгновенно. Мы с этим и к руководству института вышли: раз нас взяли (а они очень этого хотели), то помогите с разработкой аккумуляторов. Но никто так ничего путного и не сделал.

На обычных аккумуляторах, которые нам Смолькова давала, мы проезжали примерно 70-80 км. Один раз Лидоренко, директор нашего нового института, распорядился дать нам на пробу серебряно-цинковую батарею ёмкостью 180 Ампер часов, разработки самого ВНИИИТА. Она была дико дорогой, так что это было скорее удовлетворение интереса, чем серьёзный эксперимент.

Мы ее поставили на электромобиль, целый день гоняли — не могли разрядить. Проехали около 350 км, потом плюнули и поставили машину в гараж. Эта была единственная батарея, которая позволила бы нормально эксплуатировать электромобиль. И она была легче, чем свинцовая.

– Серебряно-цинковая батарея могла заряжаться большими токами?

– Не могу сказать. Мы заряжали от тех же зарядных устройств, что и обычные батареи.

– Хотя-бы о мелкосерийном производстве такой батареи нельзя было договориться?

– Мы ведь до последнего планировали не мелко-, а крупносерийное производство! Целый парк машин, эксплуатировавшихся на 34-ом автокомбинате – это большой опыт, там отработали всю схему организации перевозок. Обучили водителей, механиков, построили зарядные станции в точках разгрузки. Так что цель была – продолжить это дело, перевести на электротягу весь развозной транспорт Москвы. Гоберман именно к этому стремился, помогая нам.

– Как думаете, сейчас есть смысл вернуться к серебряно-цинковым батареям?

– Нет, конечно, сейчас на такое количество серебра вообще будет сверхцена. Никто не купит такой электромобиль.

Знаете, у меня был интересный опыт использования наших преобразователей и моторов для других целей, не транспортных. Так как мы числились в отделении молекулярных накопителей, от нас требовали, что бы мы их как-то использовали. И вот в Геленджике, где была лабораторная база ВНИИИТа, мы организовали испытательный стенд. Пробурили скважину, запустили туда насос на асинхронном двигателе и запитали всё это от солнечных батарей и молекулярных накопителей. Ночью насос питался запасённой энергией, а днём – от Солнца. Двигатель работал в воде и ничего плохого ему не делалось. Так что надёжность асинхронника была проверена ещё и в экстремальных условиях.

Мы ездили на всякие симпозиумы международные и они когда я начинал доклад — была тишина полная. Все слушали внимательно, что-то записывали, потом вопросы задавали. Тогда в моде были коллекторные моторы, асинхронные были вновинку. А сейчас в этом направлении работают почти все автомобилестроители.

– В двукратном преобразовании тока, которое нужно для питания асинхронника от батарей постоянного тока, все-таки теряется часть энергии?

– Теряется, да, и в инверторе теряется, на коммутацию, на закрытие, на открытие тиристоров. Но это мизерная энергия. Если брать высокочастотные тиристоры, то это меньше процента, я управлял импульсом в несколько микросекунд. Только в коммутирующем контуре потери. Конечно, они есть в конденсаторе, в дросселях. И в тиристоре самом. Но незначительные. Вот в троллейбусе преобразователь стоит, и что, там нет потерь? Ерунда это всё, на современной элементной базе такие потери можно даже не учитывать. Равно как и с преобразованием.

– Что, кроме отсутствия подходящих аккумуляторов, мешало внедрению ваших разработок?

– Всё было построено на связях. В ЦК, в Политбюро. У нас был Гоберман, но даже ему не под силу оказалось пробить эту стену равнодушия.

Однажды один видный функционер прямо спросил меня, знаком ли я с Гейдаром Алиевым, был такой первый зам Председателя Совета Министров СССР, он курировал наши вопросы. «Нет, конечно» — говорю. «Тогда о внедрении в серийное производство можешь забыть».

Меня тянули в партию, даже вынудили два года отучиться на философском факультете института марксизма-ленинизма. Но в КПСС я так и не вступил. В конце восьмидесятых годов у нас ввели новую схему оформления трудоустройства – годовые контракты. Год заканчивался – и могли контракт продлить. А могли и не продлить. Это так боролись за дисциплину. Так вот, вызывает меня начальник отдела и торжественно говорит: Геннадий Алексеевич, ты принят во ВНИИИТ бессрочно! Я сказал «спасибо» — и ушёл на пенсию.

– Как думаете, ваша разработка сейчас потеряла актуальность?

– Она никогда не потеряет актуальность, это будущее всего электротранспорта. Когда я ушел на пенсию, является ко мне один мой работник и говорит: «У нас состоялось научно-техническое совещание в отделе, и мы постановили: все дальнейшие работы будем вести по вашим схемам». Некая Борисова приехала и привезла мне выписку из протокола совещания. Потом наш начальник загорелся идеей делать прогулочные машины с молекулярными накопителями и солнечными батареями, якобы к нему даже заказчики потенциальные приезжали из Эмиратов. Машину такую сделали, но сделка не состоялась. Да и сама машина получилась так себе…

История электромобилей ВНИИЭМ – ВНИИИТ – НПО «Квант»

Первые электромобили на асинхронном тяговом двигателе были сделаны ВНИИЭМом в сотрудничестве с калиниградским ВНИИ электротранспорта в 1967-1970 годах. Это были два образца под именами ЭМО-1 и ЭМО-2. Параллельно этому построили два макетных образца на базах УАЗ-451 и УАЗ-452.

ЭМО-2

В 1970-72 годах в сотрудничестве с НИИАТ построили два образца развозных фургонов с пластиковым кузовом, по некоторым сведениям их дизайн принадлежит «перу» Юрия Долматовского.

Электромобили, созданные в сотрудничестве с НИИАТом.

Вот фрагмент случайно сохранившейся любительской киноплёнки, где запечатлена машина ВНИИЭМНИИАТ и её создатели:

Заметка из неведомой газеты середины 1970-х годов

В 1974-78 годах на ремонтно-производственной базе Главмосавтотранса собрали10 машин У-131, конвертированных из УАЗа-451ДМ. Там уже применялись специальные батареи НИИСТА 6ЭМ-60 с удельной энергоёмкостью 25 Втч/кг и допускавшие ускоренный заряд (в течении трёх часов не мене 60% ёмкости). Три такие машины приняли участие в ноябрьской демонстрации 1975 года, пройдя по Красной площади.

Скриншоты со случайно уцелевшей любительской киносъёмки демонстрации 1975 года

Они же были первыми, кто прошёл цикл испытаний на Дмитровском автополигоне. Максимальная скорость составила 70 км/ч, запас хода при 40 км/ч – 70 км, при движении по европейскому городскому циклу – 50 км. В 1977 году состоялись приёмочные испытания У-131 и было рекомендовано их дальнейшее производство (с рядом доработок).

У-131

У-131 были первыми машинами, поступившими в опытную эксплуатацию на 34-й автокомбинат Москвы. Там создали специальную зону для зарядки и обслуживания, а в местах разгрузки установили несколько дополнительных зарядных устройств. Средний пробег У-131 не превышал 40 км в день, так что заряда хватало, но водители автокомбината всё равно не очень любили электромобили: было несколько случаев остановки прямо в пути из-за нехватки энергии. Да и ломались они часто.

В 1978 году ВНИИЭМ совместно с РАФом конвертировал 2 экземпляра рижского микроавтобуса РАФ-22038, они тоже побывали на полигоне. Но до этого силами Главмосавторанса и ВНИИЭМа был сделан ЭлектроРАФик под условным названием «Буржуйский» Эту кличку он получил за шикарную отделку салона, сделанную на ЗиЛе, на том участке, где собирались правительственные лимузины.

РАФ-22038 Главмосавтотранса

Страница из отчёта об испытаниях электро-РАФа на Дмитровском полигоне

В 1977 году к теме подключился УАЗ, выпустивший свою первую партию электромобилей УАЗ-451МИ, представлявшего собой свободную фантазию на тему У-131. Они тоже поступили на 34-й автокомбинат, 9 октября 1978 года. РАФ тоже не остался в стороне, в 1978-79 годах собрав несколько машин 22038 и 22037 на постоянном и переменном токах. И, конечно, ВАЗ, который начал собирать развозные электорфургончики ВАЗ-2801на базе ВАЗ-2102. Но все эти работы прямого отношения к ВНИИЭМ не имели, упоминаем их лишь в контексте общей истории.

В 1980-ом, уже будучи под крылом ВНИИИТа, Зверев сотоварищи (Борис Павлушков, Николай Родионов и др.) начинают делать сильно модернизированный вариант У-131, названный УАЗ-3801. В работе участвовали завод Сатурн, УАЗ и сам ВНИИИТ в лице НПО «Квант» (именно в его структуре находились разработчики электромобилей). УАЗ-3801 было сделано более 50 шт, (58, если быть точным), большая часть из которых работала всё на том же 34-ом автокомбинате. Последнюю такую машину собрали в 1988 году. Один из «УАЗиков» сохранился в «Кванте» до настоящего времени, его можно увидеть на фотографии из депо «Москва-Киевская», на территории которого расположен один из офисов «Кванта».

УАЗ-3801

Последним электромобилем, сделанным «Квантом» при СССР стал минимобиль с солнечной батареей, который упоминает Геннадий Зверев. Он предназначался для курортных зон, для неспешных прогулок с небольшой скоростью. Если говорить совсем честно, то один из расчётов делался на закрытые черноморские санатории, в которых отдыхали тогдашние партийные бонзы и члены ЦК. У «Кванта» к тому времени уже был некоторый опыт такого «сотрудничества»: один из электроРАФиков в конце семидесятых годов обслуживал как раз таких статусных отдыхающих в Форосе. Там же работал и опытный электротрактор.

Минимобиль получился очень концептуальным, но до ума его так и не довели. Один экземпляр худо-бедно ездил, второй так и остался макетом. Он и сейчас стоит в запасниках «Кванта». Кстати, дизайн минимобиля делали на ЗиЛе, вот только выяснить фамилию этого гения пока не удалось.

Минимобиль с солнечными элементами на крыше

Дальнейшая история электромобилей «Кванта» богата на разного рода эксперименты, но их описание уже выходит за отмеренные хронологические рамки. Скажем лишь, что до настоящего момента в «Кванте» придерживаются высоковольтной схемы переменного тока.

А вот киносъёмка той самой ноябрьской демонстрации 1975 года. Оператор явно впервые держал в руки камеру; но уж что есть… Сначала идёт чёрно-белый фрагмент, потом цветной.

Нравится(2)Не нравится(0)

При использовании материала, пожалуйста, сделайте ссылку на Русский автомобиль.

rusautomobile.ru

Электромобили

Давление общества, направленное на создание транспортных средств, не использующих ископаемое топливо, постоянно увеличивается. Действительно, последние законодательные акты установили необходимость производства транспортных средств с нулевой эмиссией выбросов (zero emission vehicle — ZEV). Развитие концепций электрического автомобиля все еще находится в состоянии «свободного парения», но некоторые из основных автопроизводителей уже сегодня имеют в наличии электрические автомобили для продажи широкой публике.

В 1990 г. компания General Motors объявила, что ее электромобиль (electric vehicle — EV) Impact может ускоряться до 100 км/ч всего за 8 с, имеет максимальную скорость 160 км/ч (100 миль/ч) и пробег 240 км между заправками. Эксплуатационные расходы были вдвое больше, чем у эквивалентного по характеристикам автомобиля на ископаемом топливе, но эти расходы постепенно снижались. Автомобиль имел снижающие сопротивление шины абсолютно новой конструкции и тормоза, которые при включении действовали как генераторы (регенеративное торможение). Автомобиль снабжался энергией от 397-килограммового набора усовершенствованных свинцово-кислотных батарей с гелеевым электролитом (32 штуки по 10 В), и имел два небольших электрических мотора переменного тока для привода передних колес. Время перезарядки составляло около 2 часов, но оно могло быть сокращено до 1 часа в случае крайней необходимости. Это было очень впечатляюще, но на этом развитие не остановилось.

Представление об автомобиле с электрическим приводом

На рисунке показана общая блок-схема электрического автомобиля. Отметим, что батареи для питания двигателя часто имеют напряжение несколько сотен вольт, тогда как для системы «нормального» освещения и других систем все еще требуется источник с более низким питанием 12/24 В. Некоторые из показанных компонент являются необязательными.

Рис. Общая блок-схема электрического автомобиля

Батареи электромобиля

При конструировании электрического автомобиля возможен выбор из множества вариантов, но, рискуя чрезмерно упростить суть проблемы, скажем, что самым важным выбором является тип батареи.

В таблице представлен выбор батарей, он позволяет сделать некоторые сравнения.

Таблица. Характеристики батарей

В настоящее время главное преимущество свинцово-кислотных батарей — зрелая технология их изготовления, используемая в автомобильной промышленности. Недостатком таких батарей является их сравнительно низкая номинальная мощность, Натрий-серная батарея представляется хорошим конкурентом, но она имеет намного большую стоимость и требует применения новых технологий, чтобы справиться с иными эксплуатационными режимами типа высоких температур. Существенные разработки ведутся и в отношении батарей на основе лития. Однако на сегодня большинство батарей в широкой эксплуатации — это батареи свинцово-кислотные или на основе никеля.

Приводные моторы

Существует выбор между несколькими вариантами приводного мотора. Основной выбор — между моторами переменного и постоянного тока. Электромотор переменного тока предоставляет массу преимуществ с точки зрения управления, но требует применения инвертора для преобразования постоянного тока батарей. Электромотор постоянного тока номинальной мощностью 50 кВт с шунтирующей обмоткой возбуждения — распространенный выбор для малых транспортных средств, но моторы переменного тока, вероятно, станут со временем наиболее популярными. Приводные моторы могут быть классифицированы как моторы переменного или постоянного тока, но трудно описать различия между мотором переменного тока и бесщеточным мотором постоянного тока.

Моторы переменного тока

Вообще говоря, все моторы переменного тока устроены по одному и тому же принципу. Трехфазная обмотка распределяется по контуру статора из ламинированного железа и образует вращающееся магнитное поле, за которым «следует» ротор.

Асинхронный мотор

Асинхронный мотор обычно используется с ротором типа «беличья клетка», составленным из множества пар полюсов. Трехфазный статор мотора может иметь обмотку «треугольник» или «звезда». Вращавшееся магнитное поле в статоре вызывает э.д.с. в роторе, который представляет из себя замкнутую цепь, таким образом в цепи ротора индуцируется электрический ток. Этот ток создает магнитное поле, которое взаимодействует с первоначальным полем статора, что приводит к вращению ротора. Степень проскальзывания (различие в скорости ротора и поля) — примерно 5%, когда мотор работает в оптимальном режиме.

Рис. Асинхронный мотор с ротором «беличья клетка», составленным из множества пар полюсов

Синхронный мотор с постоянным возбуждением

Этот мотор имеет роторную обмотку, называемую индуктором, которая представляет собой катушку, намагничиваемую источником постоянного тока через два контактных кольца. Магнитное поле «цепляется» к вращающемуся магнитному полю и создает постоянный крутящий момент. Если скорость вращения меньше, чем n, возникают колебания крутящего момента, и через мотор может начать течь сильный ток, Этот мотор нуждается в специальных мерах для первоначального запуска. Его преимущество, однако, состоит в том, что он работает как идеальный генератор (на него очень похож обычный генератор переменною тока автомобиля). Схема синхронного мотора приведена на рисунке.

Рис. Схема синхронного мотора

Электронно-управляемые моторы

Моторы, управляемые с помощью электроники (electronically controlled — ЕС), занимают место между мотором переменного тока и мотором постоянного тока. Принцип действия такого мотора подобен принципу действия синхронного мотора, описанного выше, кроме ротора, который содержит постоянные магниты и, следовательно, не имеет никаких контактных колец. Его иногда называют бесщеточным мотором. Ротор управляет датчиком, который обеспечивает обратную связь со средствами управления с мощными электронными компонентами. Эта система управления создает вращающееся поле, частота которого определяет скорость мотора. Когда мотор используется как приводной двигатель, необходима коробка передач, чтобы гарантировать, что поддерживается достаточная скорость мотора, что обусловлено специфическими особенностями его вращающего момента. Некоторые «философские школы» полагают, что если мотор питается напряжением прямоугольной волны, что — мотор постоянного тока, а если питается напряжением синусоидальной волны — переменного тока. Это составляет «проблему» для описания моторов, питаемых трапециевидными сигналами!

Рис. ЕС-мотор — посередине между моторами переменного и постоянного тока

Мотор постоянного тока — последовательная (сериесная) обмотка

Мотор постоянного тока — хорошо проверенное устройство, которое использовалось много лет на электрических транспортных средствах типа молоковозов и вилочных грузоподъемников. Его главный недостаток заключается в том, что через щетки и коммутатор должен протекать сильный ток.

Мотор постоянного тока с сериесным (последовательным) возбуждением характеризуется высоким вращающим моментом при низких скоростях. На рисунке показано, как можно управлять мотором с сериесным возбуждением, используя тиристор, и также обеспечить простое регенеративное торможение.

Рис. Мотором с последовательной (сериесной) обмоткой можно управлять, используя тиристор, этот мотор может также обеспечить простое регенеративное торможение

Двигатель постоянного тока — шунтирующая обмотка с параллельным возбуждением

Чтобы изменить скорость данного мотора, его полями можно управлять или добавляя сопротивление, или используя прерывистый режим питания. Крутящий момент во время запуска может стать проблемой, но проблему можно преодолеть выбором подходящего контроллера. Этот мотор также подходит для регенеративного торможения при увеличении в соответствующий момент силы магнитного поля. Некоторые системы привода EV меняют только силу поля для нормального движения, и это может быть проблемой вследствие большого тока при медленных скоростях движения.

Будущее электромобилей

Концепция электрического автомобиля не нова, так как существенная часть технологии батареи была развита в конце 19-го столетия, и немало таких автомобилей было изготовлено уже к 1900 г. Хотя некоторые модели и достигали относительно высоких скоростей, соответствующих тому времени, электрический автомобиль был в общем то медленным и дорогим в эксплуатации. Дальность его поездок была также ограничена зависимостью от возможности перезарядки батарей. Многие из этих проблем были преодолены, но не все. Стоимость все еще остается проблемой, но «стоимость» — понятие относительное, и если поразмышлять над последствиями загрязнения среды, то «стоимость», возможно, не покажутся столь высокой.

Хотя достижения технологии батарей и увеличили дальность поездок электромобилей, максимальная скорость круиза ограничена, так же как и множество принадлежностей, которые могут быть установлены на автомобиль. С другой стороны, электрический автомобиль, как ожидают, будет механически более надежным и долговечным, нежели его эквивалент, работающий на ископаемом топливе.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Как сделать электромобиль

Если вы найдете ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо.

Создание электромобиля — это прекрасная альтернатива машине с бензиновым двигателем. Современные технологии позволяют находить новые пути решения проблем, связанных с затратами на автомобильное топливо.

Потратив деньги только на составляющие элементы будущего электромобиля, в дальнейшем можно прекрасно экономить на топливе.

Кроме того, электромоторы экологически безопасны в отличие от обычных двигателей, которые при переработке бензина выделяют углекислый газ.

Стоит заметить, что уже практически каждая автомобильная компания выпускает автомобили на электрической тяге или гибридные авто. К примеру электромобили Renault от одноименной компании.

Но цена таких экологически чистых средств передвижения остается еще недоступной для многих автолюбителей, поэтому вопрос создания электромобиля своими руками, особенно для стран СНГ еще очень актуален.

Создаем электромобиль

Для создания электромобиля своими руками необходимо приобрести:

1. Базовая модель автомобиля;
2. Электрический двигатель;
3. Аккумуляторы, корпусы для них и зарядку;
4. Электропедаль газа, а также регулятор напряжения и синхронизаторы.

Базовая модель авто

Под базовой моделью автомобиля подразумевается любая машина, которая будет взята за основу при изготовлении электромобиля.

Так как в основе любого электромобиля лежит его легкость, на которую прямо пропорционально влияют габариты, материал из которого он изготовлен, то желательно за основу брать не большие автомобили.

Согласитесь, трудно будет из Toyota Land Cruiser Prado сделать электромобиль.

Хорошо для таких целей подойдут отечественные ВАЗ –ы, знаменитые запорожцы, Славута, ОКА.

Из зарубежных Fiat 126 и другие малолитражки до 2000 года выпуска.

Можно сделать и свой оригинальный кузов, но сложность работ и их дороговизна многих отталкивает от данной идеи.

Электродвигатель

Электродвигатель выбирают в зависимости от размеров автомобиля и варианта его подключения в машине.

Если подключать его к коробке передач, то электродвигатель даже с небольшой мощностью (5 – 7 К Ватт) сможет сдвинуть автомобиль с места.

При подключении через ведущий мост понадобиться более мощный электродвигатель. И чем выше габаритный вес машины, тем большей мощности должен быть будущий мотор.

Электродвигатель с минимальной мощностью, установленный на машине небольших габаритов, имеет скоростной лимит в 75-80 км/ч (при условии непосредственного подключения мотора к коробке передач).

Приобретая электродвигатель с большей мощностью, не нужно беспокоиться о дополнительных расходах электроэнергии. Эти затраты никак не зависят от пройденного километража и мощности электромотора.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ: Существуют ли автомобили с водородными двигателями?

Аккумулятор

При выборе аккумулятора лучше остановить свое внимание на энергоносители с литием.

Они могут использоваться без подзарядки в течение 5 часов беспрерывного движения на максимальной скорости в 80 км/ч.

Общий срок службы таких аккумуляторов в среднем достигает 5 лет. Литиевые энергоносители – это недешевый вариант.

Как менее дорогостоящую альтернативу можно выбрать свинцовые аккумуляторы. Такие энергоносители имеют меньший срок эксплуатации (в среднем 1-2 года) и разряжаются уже спустя час интенсивного движения.

Для того чтобы аккумуляторы не изнашивались так быстро, необходимо правильно подбирать их в соответствующем объеме.

Небольшие по размеру энергоносители выходят из строя раньше, так как они сильно изнашиваются, полностью разряжаясь в процессе движения. Поэтому лучше приобрести один большой аккумулятор с увеличенным ресурсом.

Система отопления

Если владелец электромобиля рассчитывает пользоваться им в холодное время года, необходимо продумать систему отопления.

Обогрев автомобиля с помощью электроэнергии двигателя-дело очень затратное. В этом случае зарядки аккумулятора не хватит даже на одну поездку.

Поэтому лучше установить бензиновый обогреватель или систему для подогрева кресел. Для всей остальной электротехники в салоне лучше приобрести отдельный энергоноситель.

Регулятор мощности

Очень важная деталь в электромобиле — это регулятор мощности, необходимый для регулировки тяги электродвигателя.

Самыми надежными считаются регуляторы американского производства. Ввиду ограниченности финансов можно приобрести его китайский аналог.

Регуляторы выбирают в зависимости от мощности силы тока. Для каждодневных поездок подойдет стандартный регулятор на 150 вольт.

Также в электромобиль на место снятого генератора нужно вмонтировать преобразователь, выполняющий аналогичные функции.

Электромобили для детей

Конечно, можно сделать и электромобиль для своего ребенка, но стоит ли овчинка выделки? Ведь сейчас уже во всю продаются детские автомобили на аккумуляторах, которые красивые (а это важно для ребенка) и обладают достойными эксплуатационными характеристиками.

Решать каждому, но наверное проще купить электромобиль для детей, чем делать самому.

Затраты

Если рассматривать общую стоимость всех комплектующих электромобиля, в среднем выходит от 5000 до 8000 долларов. Но вложения в переоборудованный транспорт окупаются буквально через полтора—два года.

Поэтому, если есть желание и возможность, можно попробовать самому сделать электромобиль. Такие конструкции — это будущее для многих транспортных средств.

Если в статье есть видео и оно не проигрывается, выделите любое слово мышью, нажмите Ctrl+Enter, в появившееся окно введите любое слово и нажмите «ОТПРАВИТЬ». Спасибо.

ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛЕЗНЫМ:

ПОДЕЛИТЬСЯ НОВОСТЬЮ С ДРУЗЬЯМИ:

autotopik.ru

Двигатели для электромобилей | AvtoSpiral

Двигатели для электромобилей предназначены для того, чтобы приводить в движение транспортные средства. Так, моторы для электромобилей должны отвечать определенным техническими требованиям:

• должны обладать эргономичной конструкцией;
• обеспечивать надежность в процессе эксплуатации;
• обладать умеренной стоимостью;
• быть компактных размеров;
• ЭД должен быть прост в управлении;
• соответствовать темпам технического прогресса;
• обладать высокими энергетическими показателями при работе в разных режимах;

Выбираем двигатель для электромобиля в зависимости от рабочих параметров

Каким образом можно грамотно выбрать электрический двигатель в зависимости от оптимальной работы системы «двигатель-нагрузка»? Как в целом добиться высоких показателей надежности? Какие условия необходимо учесть в самую первую очередь? Это далеко не все вопросы, которые возникают у будущих владельцев электромобилей. В представленном обзоре будет изложена максимальная информация на данную темы. Остается только надеяться, что статья поможет вам справиться со всеми возникающими проблемами в ходе эксплуатации как новых, так и старых электродвигателей.

Далее будет приведен ряд рекомендаций по осуществлению грамотного выбора этого устройства. Так, на первом этапе следует выбрать тип электрического мотора.

Классификация двигателей для электромобилей

Среди электродвигателей можно выделить следующие типы:

1. ЭД постоянного тока — среди основных достоинств можно отметить свойство, которое определили их повсеместное использование. Речь идет о простоте регулировки скорости в широкой амплитуде. Однако в ходе развития полупроводникового производства и с появлением относительно бюджетных моделей преобразователей процент частоты их использования постоянно уменьшается. Сегодня они заменятся приводами на базе асинхронных двигателей.
2. Синхронные ЭД — такие устройства отличаются высокой устойчивостью к колебаниям в сети. Максимальный момент такого ЭД, как правило, пропорционален напряжению, а момент асинхронного двигателя — квадратному напряжению. Из-за сложности конструкции и высокой стоимости используются редко.
3. Асинхронные ЭД — все используемые ЭД такого типа относятся к числу асинхронных с короткозамкнутым ротором. Являются наиболее часто используемыми в силу простоты конструкции, эксплуатации, а также благодаря высоким показателям надежности и сравнительно невысокой стоимости. Отрицательным моментом является чрезмерный пусковой ток и малый пусковой момент. Также весьма чувствительны к сетевым сбоям.

avtospiral.com

Вспомним историю:

Конец XIX и начало XX веков — первые самодвижущиеся экипажи с паровыми двигателями внутреннего сгорания и (ну, ну же) электрическими! Кстати, первыми рубеж скорости в 100км/ч преодолел именно электромобиль. Однако, тогда автомоили развивались быстрее и к началу 30-х годов электромобили были забыты.

Посмотрим в день сегодняшний. С 1988 года фирма Тойота выпускает авто-электромобиль (модель Приус). Суть такова: Вы садитесь машину, поворачиваете ключ, переводите рычаг управления в положение «Drive» и сразу (!) начинаете движение. На чем вы едете — вы не знаете. Обычно небольшие поездки происходят на электротяге. Когда машина «понимает», что аккумуляторы сели, она сама заводит бензиновый двигатель и заряжает АКБ. Предусмотрен и аварийный случай — если аккумуляторы сели, бензина нет — вы дергаете красную ручку в багажнике и (о, чудо!) аккумуляторы заряжены, можно ехать.

Подобную ситуацию мне описали в НАМИ, где уже 4 года такой гибридный мобиль изучают. Попадалась данная модель и на вторичном рынке авто (ориентировочно 8,5 тыс $ за 98 ? 99г.в.). Подобные разработки есть у GM , да и Европа имеет массу мелких (1-2-х местных) электро- гибридо- мобилей, используемых в зеленых зонах или, просто, на полях для гольфа.

Вернемся все же к доминирующей черте личности автора сайта — желание съэкономить.

Платить 8,5 тыс $за праворукое японское чудо — рука не поднимается, да и кошелек не позволяет, а сколько времени, сил и денег обойдется собрать самостоятельно ТС на электротяге в самом простом варианте:

Смета: 1.Кузов (на мостах, пластиковый, самодельный, с документами) — 1000 $. — обратите внимание на вес конструкции. Моя без двигателя и АКБ весит 350кг. Это важно. — Самодельный пластиковый автомобиль не такая большая редкость, как может показаться в начале. Совсем недавно — в начале августа в газете «Из рук в руки» в разделе «другие», продавался. Кто ищет, тот всегда найдет! (В конце концов — склеит).

2.Салон. Два передних сидения от автомобиля Порше-924, подушка заднего сидения от Тойоты Супра, 4м2 ковролина из магазина и все это пропущено через мастерскую по пошиву чехлов (все сидения б.у.) — 400 $. — Ваша фантазия может быть безгранична: в стране масса ценных пород дерева, прекрасных кож и очень дорогих акустических тканей.

3.Силовой агрегат (б.у.). Двигатель от списанного и почти полностью разоренного болгарского погрузчика (3,6 кВт, 84 В, 1400 об/мин, 24 Н·м) — 200 $. — Предпочел бы использовать двигатель 10 кВт, 120 В — 650 $ — новый, на гарантии. (любая контора, поставляющая запчасти для погрузчиков).

4.АКБ. Семь штук (12 В ? 200 Ач), стартерные, итальянские. В оптовой фирме — 2600 руб/шт, в магазине — 4000 руб/шт. — Не пытайтесь использовать отечественные АКБ — номинальную емкость вы получите только несколько первых раз ( свинец для АКБ должен быть из свежей руды, а не иэ переплавленных старых АКБ, а в нашей стране свинцовых руд нет, во всяком случае для производителей АКБ). — В идеале нужно использовать тяговые АКБ для погрузчиков, но цена выше в 3 раза! Почему для автомобиля АКБ стоит 80 $, а для погрузчика (равной емкости) — 250$, догадайтесь сами (не сложно).

5.Разное. Колеса шириной поменьше (трение качения надо сводить к min) впрочем, на колесе указана его стандартная нагрузочная спосбность, посчитайте, выберете с небольшим запасом. Блок управления двигателем. Варианты: 1)От погрузчика новый, релейный, на 6 скоростей — 400$. 2)Тиристорный с плавным регулированием — 1100$. 3)Огромный реостат — у дедушек на Митинском радиорнке (вы будете единственный, кому он понадобится) — несколько бутылок универсальной валюты.

5)Лично я, при 110% содействии друзей электронщиков, пытаюсь построить электронный блок управления. Получится — расскажу.

Фланец, соедняющий двигатель и трансмиссию (в моем случае — КПП ВАЗ 2101). Изготовил в правильном месте — фирма «Кардан-Баланс» — 70$. Эту штуку лучше делать у профессионалов, знающих автомобильную специфику — подскажут, можно ли обойтись резиновой муфтой или вставить крестовину или еще как…

План-шайба — соединение двигателя и КПП. Мне удалось изготовить ее самостоятельно, но соостность должна быть не хуже 0,2 мм, или устанете менять подшипник первичного вала КПП и подшипники двигателя.

Итого: Приблизительно потрачено 3000$.

300 часов рабочего времени одного средней квалификации инженера. Он же сварщик, он же слесарь, он же электрик. За эти деньги и время я имею: Машина 850 кг весом (4х местная), АКБ 84 В x 200 А·ч, Пробег 200 км. Скорость: 60 — 75 км/ч по прямой, до 90 км/ч кратковременно (для обгона) или под горку. 35 км/ч трогается и разгоняется до этой скорости в гору 12%.

Технико — Экономическое обоснование. Количество циклов перезаряда до полной емкости при правильном использовании — 800 раз (у передовых итальянских, за разумные деньги). 800 раз x 200 км = 160 000 км. Стоимость одной зарядки, приведенная к 1 км пути.

(200 А x 84 В)/(1000 n ) x С = 25 рублей n — КПД заряда = 60% (0,6) С — стоимость 1 кВт · ч (90 коп)

Итак: 12,5 коп/км. Стоимость АКБ, приведенная к 1 км пути. (2600 руб · 7 шт)/ 160 000 км = 11,4 коп/км. Всего 24 коп/км.

Прообраз ВАЗ 2101 с расходом 8 л/ 100 км, АИ 92 (10 руб/л) 80 руб/100 км = 80 коп/км.

Добавьте сюда регулярную замену масла, фильтров, регулировку карбюратора, зажигания клапанов, кап. ремонт двигателя, наконец … Сколько получилось? 1,2 руб/км и 24 коп/км.

В 5 (пять) раз дешевле, господа! В 5 раз!!!

Вопросы есть?

Один вопрос предвижу: «Куда девать съэкономленные деньги?»

Еще один прогмотический вопрос: что скажет ГАИ?

Ответ: Пока не знаю. Но в НАМИ электромобили есть, они ездили по дорогам. На АЗЛК электромобили также имеются (2 модели). ВАЗы как-то, лет 20 назад, катались по Москве аккумуляторные. УАЗы для военных госпиталей существовали с электромоторами. И даже был авто- (pardon) электропробег. Сейчас есть грузовик ЗИЛ электрический с очень неплохими параметрами. Были они, есть, ездят … Чем, собственно говоря, моя машина хуже?

* * *

Итак, Вы решились на постройку электромобиля. Можем поздравить Вас с таким наинанием.
Но прежде, чем подбирать агрегаты для будующего э-мобиля, необходимо четко определиться с «техническим замыслом» э-мобиля. Этот замысел формируется из следующих пунктов:

-Кузов э-мобиля. Варианты:
— стандартный кузов от легкового автомобиля заводского изготовления. Плюсы: минимальное количество или полное отсутствие переделок в «жестяном» направлении; стандартный вид э-мобиляи соответственно — минимальное внимание сотрудников ГИБДД к Вашему э-мобилю; возможность постройки э-мобиля «одним лицом» за небольшой промежуток времени. Минусы: большая вероятность неудачной компоновки агрегатов внутри; более тяжелый вес.
— самодельный кузов. Плюсы: бескрайнее поле для творчества внешнего вида и компоновки э-мобиля; меньшая масса; возможность применения композитных материалов и нестандартных узлов для улучшения конструкции и ходовых качеств; неординарный вид, отличающийся от основного потока транспортных средств. Минусы: расширенный инструментарий, в большинстве случаев не распространенный в даже в продвинутых домашних мастерских; повышенные трудоемкость и требования к квалификации мастера; повышенное внимание сотрудников ГИБДД к э-мобилю и соотвественно — меньшая вероятность регистрации Вашего э-мобиля с выдачей номерных знаков.

-Силовой агрегат, Состоит из источника электроэнергии с регулятором потребления, электродвигателя и механической трансмиссии.
— источник электроэнергии. Варианты:
-аккумуляторные батареи. Следует учитывать предназначенных для них режим работы, рабочие температуры, ёмкость, стоимость, размеры и вес.
— Суперконденсаторы (ионисторы). Те же самые требования, что и к аккумуляторным батареям.
— Генераторы. Существует несколько видов генераторов электроэнергии. Основным отличием генераторов от других источников является получение электроэнергии способом, включающим механические преобразования энергии. На данный момент существуют бензиновые-дизельные-газовые (топливные) генераторы, тепловые генераторы в совокупности с элементами Пельтье, молекулярные двигатели и много других видов.
— Регулирующие потребление электроэнергии устройства. Под такими можно понимать регуляторы и преобразователи напряжения, регуляторы тока. Основные требуемые характеристики зависят от параметров электродигателя и других потребителей электроэнергии.
— Электродвигатели. Требуемые характеристики для каждого случая крайне индивидуальны. Единственное, что можно посоветовать — выбирать двигатель мощнее, чем необходимо (в пределах разумного: для э-мобиля массой до одной тонны для уверенного разгона с использоанием КПП и движением со скоростью до 100кмч вполне достаточно электродвигателя последовательного возбуждения мощностью в районе 7-8 кВт; для уверенного разгона без КПП — более 12кВт) Для выбора электодвигателя необходимо учитывать: тип электродвигателя, рабочее напряжение, мощность, потребляемый ток, тип возбуждения, номинальные обороты, крутящий момент, вес и размеры.
Существуют следующие виды электродвигателей:
— c параллельным возбуждением.
— с последовательным возбуждением.
— со смешанным возбуждением
— бесщеточные безколлектроные электродвигатели
— асинхронные, в т.ч. с векторным управлением.

— Механическая трансмиссия. В основном Вы можете выбирать между трансмиссией с КПП и трансмиссией без КПП. Наличие КПП, конечно, приводит к неудобствам в управлении э-мобилем и бОльшим механическим потерям, но тем не менее позволяет трогаться и уверенно двигаться в нестандартных условиях (трогание и движение на подъем, в глубоком снегу и грязи) использовать менее мощный электродвигатель. Про увеличениеуменьшение веса намеренно ничего не приводится, т.к. мощный двигатель с редуктором-дифференциалом может весить больше, чем менее мощный с КПП.
Также стоит принять на заметку, что использование мощного электродвигателя без КПП потребует от электродвигателя управлением крутящим моментом, а не оборотами (как это кажется на первый момент). Такое регулирование могут: частично безколлекторные двигатели и в полной мере — асинхронные с векторным управлением. Использование других типов электродвигателей без КПП можно посоветовать при очень легком э-мобиле.

***

«12 заповедей автомобилиста-самодельщика»

Эти 12 заповедей были опубликованы в 80-е годы в журнале «Моделист-Конструктор». Написал их автосамодельщик со стажем, в свое время своей нашумевший конструкцией автомобиля, как тогда говорили «вагонной компоновки» (сейчас они превратились в «минивэны») «Минимакс» — П.С. Зак.
Некоторые из советов относятся исключительно к постройке автомобиля «с нуля», некоторые несколько устарели, однако общий смысл этих «Заповедей» как нельзя лучше подходит для «первого взгляда» на строительство и 100%-й самоделки и киткара. Главное на первом этапе — это не внешний вид, мощность двигателя или проходимость, главное — оценить себя, способен ли ТЫ на это…

I. СВЕРХЗАДАЧА — ПРЕЖДЕ ВСЕГО!
Обычно начинают с ближайшей цели: хочу сделать «вот такую» машину! О своей сверхзадаче не задумываются. Но она рано или поздно выявится сама, чаще всего — на полпути, когда уже много сделано… Разобраться в себе поможет классификация «самодельщиков».
Упрощенец Обычно исходит из распространенного заблуждения, что сделать дешевле, чем купить. Чем раньше он осознает, что это действительно заблуждение, тем меньше средств и усилий затратит напрасно. Особая категория упрощенцев — чаще малоквалифицированных, — пытается сделать «настоящий» автомобиль (то есть неотличимый от промышленного); чем раньше они поймут, что ни по пригожести, ни по потребительским качествам машины автозавод не превзойдешь, тем дешевле обойдется им это заблуждение.
Максималист Так можно назвать тех, кто мечтает непременно поразить окружающих. Сделать такое, чтоб ни у кого… Престижную машину! Чтоб или по форме — суперспорт, или по содержанию — компьютерно-комплексно-автоматизированная. В крайнем случае хотя бы с убирающимися фарами, опускающимися стеклами, кондиционером и стереоцветомузыкальным центром!
Индивидуал Это тот, для кого выпускаемые промышленностью машины не подходят, кому нужна машина специального назначения: вездеход или амфибия, самоходная дача, городская мотоколяска или джип-трактор.
Творитель Это тот, кто не может не делать. Громадное удовлетворение получает он от самого процесса творчества. В пределе даже так: сделал, а ездить — ни к чему.

Так кто же ты? Не жалей себя в самоопределении. Это поможет тебе сэкономить свой труд и время.

II. ОЗАДАЧЬСЯ!
Наберись смелости и выплесни на бумагу основные характеристики своей мечты: назначение, вместимость и грузоподъемность, скорость, тип двигателя, компоновку, ходовую часть, габариты и вес. Проставь дату и отложи в недолгий ящик. Через недельку попробуй составить второй вариант. Третий… Седьмой…

При этом «выплескивать» рекомендуется, даже если поначалу нет ощущения, что готов к этому. Еще Д. И. Менделеев утверждал, что лучше любая гипотеза, чем никакая. Вместо ошибочной в конце концов появится другая, более правильная. Со временем проявится и ее ошибочность. Этот процесс бесконечный. Но каждая новая гипотеза, как правило, лучше предыдущей. И тут уж желаем разработчику здравого смысла, чтобы вовремя остановиться, ибо суть не в постоянном поиске, а в результате.

III. HE БЕРИ ТО, БЕЗ ЧЕГО МОЖНО ОБОЙТИСЬ
Что греха таить, чудеса всех увлекают. Но необыкновенными могут стать и такие основополагающие качества, как проходимость, вместимость или маневренность, либо второстепенные — например, автоматическое управление двигателем и коробкой передач, отоплением кузова или, скажем, дорожным просветом.

Не перегружай свой проект обилием «цацок», за ними может исчезнуть и основная концепция твоего автомобиля. Как только ощутишь признаки такой опасности, составь перечень того, что тебе хочется видеть в своем творении. А потом выпиши оттуда то, без чего никак не обойтись. Итогом этой работы должен стать проект транспортного средства, содержащего необходимый комплекс «чудес».

Остальное раздели на две части. Найди в себе силы забыть навсегда большую часть, оставив лишь то, что можно сделать потом, во вторую очередь, после того, как созданный тобой агрегат поедет. Движущаяся машина поставит новые, пока еще неведомые проблемы. Учитывая их, ты составишь в очередности теперь уже более определенный (по степени их важности) перечень доработок.

Вообще говоря, с сиденья завершенной машины все гораздо видней!

IV. ЕЩЕ РАЗ ПОДУМАЙ: ЕСЛИ МОЖЕШЬ НЕ ДЕЛАТЬ — НЕ ДЕЛАЙ!
Прежде чем браться за непосредственную работу над машиной, самое время еще раз прикинуть, стоит ли твое желание той гигантской работы, на которую ты себя обрекаешь. Да еще учти, сколько непредусмотренных огорчений ждет тебя на выбранном пути! А не лучше ли все же приобрести готовый автомобиль? Если тебе просто хочется повозиться с «железом», купи старенький «Москвич» или «Запорожец». Ну а если это не так, то от души желаем тебе успеха и мужества, ибо ты теперь вступаешь в вольное братство самодельщиков.

V. ЧЕРТИ НЕ МНОГО И НЕ МАЛО, А ПО НЕОБХОДИМОСТИ!
Одну крайность среди самодельщиков (прежде всего — инженеров различных специальностей) составляют «чертежники». Они рисуют общие виды, потом — варианты, разрабатывают конструкции чуть ли не всех узлов и деталей. Как правило, за этим — страх браться за ножовку и дрель, молоток и зубило.

Другую крайность (это обычно гуманитарии и шоферы) составляют «тяпальщики». Поставят мосты — передний и задний, положат на них профили-лонжероны и начинают варить поперечины. Потом обнаруживается, что двигатель туда не компонуется… Переделывать по нескольку раз «тяпальщики» не стесняются. Завершив половину работы, оказываются подчас перед неразрешимой проблемой — задуманная машина не получается. Еще хуже, когда приходится уже готовую ходовую часть «одевать» в «парадное верхнее одеяние» — кузов, сработанный не по «фигуре»… Вряд ли такая машина понравится ГАИ.

Приемлема, как обычно, разумная середина. Компоновка в масштабе 1:5, общий вид (в трех проекциях), плазовый чертеж (желательно в натуральную величину) и объемная модель в том же масштабе — вот первый исходный минимум. Причем модель необходима здесь в той же степени, что и чертеж. Ограничиваться лишь общим видом (и компоновкой) неосмотрительно.

При создании узлов все, что можно делать без чертежей, лучше делать по месту, при необходимости вырезая из картона шаблоны. Если без чертежей узлов не обойтись — выполняй их 1:1. Учти, что масштаб 1:2 — самый обманчивый, и привыкай обходиться лишь двумя — 1:5 и 1:1. Правда, общий вид можно рисовать и 1:10, и даже 1:20. Чертежи на детали есть смысл готовить, если только их придется где-то заказывать.

VI. И ДОМАШНЕМУ «АВТОЗАВОДУ» НУЖЕН ДИРЕКТОР!
Прежде всего «производству» необходимо подобрать помещение для работы над машиной: оно должно быть отдельным и… теплым — в холоде тоже не работа. Не жалей денег на инструменты. Главными станками «автозавода» должны стать верстак с большими тисками и электродрель. Неплохим подспорьем будет и электрический абразивный резак. Не бери пример с тех, кто со строительства машины переключается на коллекционирование всевозможных приспособлений, создавая своего рода музей инструмента… Как только обнаружится, что нужный ключ проще купить в магазине, чем найти в своих закромах, это будет означать, что инструментальное хозяйство превзошло «критическую массу», и его пора безжалостно сокращать. Но действующий инструмент держи в готовности: это не работа, когда нужно зубило, а оно тупое, берешь сверло, а оно щербатое.

Основные материалы — как профильные, так и листовые — надо заготовить заранее. Можно, конечно, и по ходу дела позволить себе прервать работу, чтобы раздобыть какой-то специальный материал или крепеж, но все же лучше рабочее время на это не тратить. Надо ценить трудовой ритм, не отвлекаться на «затыкание дыр» из-за организационных неурядиц. Если работаешь не один, а вдвоем-втроем, это еще важнее, ибо подготовка к работе идет чаще индивидуально, а коллективные простои обходятся много дороже.

VII. МОДЕЛИРУЙ! МАКЕТИРУЙ!
Внешний вид машины — великое дело. И по общему виду отработать его не слишком просто. А ведь твой автомобиль будет двигаться рядом со «Спутниками» и «Тавриями», над которыми работали не только конструкторы, но и дизайнеры. И делали при этом десятки моделей, в том числе в натуральную величину! Поэтому совсем неплохо было бы последовать их примеру. Закончив свою модель, посмотри на нее строгим посторонним взглядом. Покажи сведущим людям. Сделай второй вариант, может быть, и третий. Ведь внешний вид, по существу, можно отработать только на этой стадии. Потом, будет поздно.

Затем целесообразно взяться за макет в натуральную величину. В него можно вставлять готовые узлы, которые ты собираешься использовать: ходовую часть (подвески — переднюю и заднюю), двигатель с коробкой передач, рулевое управление, сиденье, переднее стекло и т. п. Кузов воспроизводится в дереве и картоне. Рейки имитируют профили, фанера и картон — облицовку.

Макет необходим для уточнения взаимного расположения узлов, размещения водителя и пассажиров, проверки удобства посадки и высадки через двери, подходов к обслуживанию двигателя и ходовой части. И вообще позволяет зримо ощутить свое будущее творение.

Макетирование служит могучим средством и в создании отдельных узлов. Их предварительно воспроизводят в виде профильных шаблонов, продольного и поперечного. Может хватить и одного, достаточно характерного, для примерки.

VIII. ЧЕТЫРЕ СТОЛПА АВТОКОНСТРУИРОВАНИЯ — КОНСТРУКЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ, ГОТОВЫЕ УЗЛЫ, МАТЕРИАЛЫ
При создании любого узла можно, конечно, исходить из чисто конструктивных соображений: сделать его функциональным и прочным, минимальной массы и габаритов. И под эту конструкцию подбирать соответствующие технологию и материалы. Однако самодельщику в еще большей степени, чем конструктору автозавода, нужно предусмотреть возможность реализации своей задумки. Ведь он же сам себе отдел снабжения, сам себе технолог, рабочий. Поэтому критерий оптимальности конструкции у самодельщика особый.

Сложные в изготовлении детали не грех заимствовать. Например, пружины или рессоры подвески. А они сразу определят конструкцию всего узла. Можно во главу оптимизации поставить материал, который по какой-либо причине доступен. Например, для рамы машины очень выигрышны прямоугольные трубы.

«Четырехстолповая» устойчивость самодельщика — в гибкости использования того «столпа», который облегчает создание данного узла, перенося центр тяжести своей работы на самую сильную (в решении данной задачи) опору.

IX. ХОТЕТЬ — НЕ ДЕЛО; УМЕТЬ — ЧЕТВЕРТЬ ДЕЛА; МОЧЬ — ПОЛДЕЛА… НО ГЛАВНОЕ — ОБЛАДАТЬ ТАЛАНТОМ «ЗАВЕРШАТЕЛЯ»
Даже самое могучее желание — не сильнее неумелости. Но если слесарных навыков нет? Здесь два пути: попроще — собрать компанию, в которой специалисты дополняли бы друг друга. И потяжелее, но дающий тебе независимость, — обрести квалификацию, что лучше делать тоже под чьим-нибудь руководством или в компании.

Существует еще один фактор, не менее важный. Это — последовательность, характер, воля, заставляющие сделать над собой усилие, когда усталость, физическая и моральная, одолевает тебя. Сколько слабых духом бросили свое дело на полдороге… Но и какое удовлетворение дает преодоление временной слабости! Достигнув цели, ты получишь не только свой прямой результат, но и ощутишь радость победы над собой, и это, может быть, станет самой главной наградой.

X. ПОМНИ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И В РАБОТЕ, И НА ДОРОГЕ
В работе над своим творением придется осуществлять самые различные технологические операции. Некоторые небезопасны. На производстве есть специальная служба техники безопасности, а на домашнем «автозаводе» — только ты сам. Дисковая пила или абразивный резак могут и палец отхватить. Заточный станок — оставить без глаза, тяжелые агрегаты — придавить. А пожароопасность? Все это очень серьезно.

Не менее серьезны и элементы безопасности, необходимые в конструкции самоделки на случай дорожно-транспортного происшествия. Размещение бензобака, защита водителя и пассажиров конструкцией кузова от удара или при переворачивании машины — это вопросы так называемой пассивной безопасности. Но и такие факторы, как обзорность, тормоза, рулевое управление — тоже к безопасности имеют самое непосредственное отношение.

Учитывая жизненную важность этих вопросов, недостаточно держать их в уме. Сформулируй свои слабые места на бумаге. Найди в себе силы вовремя остеречься, если какие-то требования не выполняются, либо даже отказаться от схемы, компоновки или конструктивного решения, не обеспечивающих должной безопасности. В таком деле «авось» может плохо кончиться.

XI. «ЭПОКСИДКУ» УВАЖАЙ ДО ОПАСЕНИЯ…
Не все знают, что производство, где изделия выклеиваются из стеклоткани на эпоксидных смолах, относится к разряду особо вредных, и там обычно ведется специальный надзор за соблюдением техники безопасности: производственные участки оборудуются принудительной вытяжной вентиляцией, и приборы-автоматы с самописцами следят за содержанием в воздухе вредных и ядовитых газов.

Таких условий дома не создашь, да многие даже не подозревают об опасности тяжелых легочных заболеваний, вплоть до рака легких.

В то же время механические свойства некоторых аналогичных материалов — например, полиэфирных смол, не намного уступают коварной «эпоксидке». Вполне пригоден, кстати, и лак для паркета.

Со стеклотканью тоже надо быть осторожным, ибо мельчайшие частицы ее волокон внедряются в кожу рук и в дыхательные пути. Приемлемые заменители — хлопчатобумажные ткани, например, перкаль, брезент или достаточно прочная синтетика.

XII. ХУДЕТЬ НАДО НЕ ТОЛЬКО МОДНИЦАМ!
Уже в принципе самодельный автомобиль тяжелее покупного. Это неминуемо проявляется за счет того, что несущий кузов чересчур сложен для расчета на прочность. В автопромышленности отработка оптимального варианта дилеммы «прочность-легкость» производится экспериментально. Самодельщику это не по силам. Ему приходится либо разделять функции кузова и рамы (что ведет чуть ли не к удвоению массы этого комплекса), либо заведомо перетяжелять корпус. Уже по этой причине самодельный автомобиль будет на 20-30 % тяжелее аналогичного промышленного образца. Однако практика показывает, что если специально не следить за весом каждой детали, то самоделка оказывается в полтора раза (а порой и более!) тяжелее машины заводского изготовления аналогичного класса. А в этом — и повышенный расход горючего, и худшая динамика, и меньшая грузоподъемность, и…

***

Электрическими машинами называют электромеханические преобразователи, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую или механическая — в электрическую энергию. В зависимости от рода отдаваемого или потребляемого тока электрические машины разделяются на машины переменного и постоянного тока, которые могут использоваться в качестве двигателей, генераторов или их комбинации.

По принципам создания вращающего момента электрические машины делятся на синхронные, асинхронные и постоянного тока.

В синхронных машинах частота вращения вала синхронизирована с частотой вращения электромагнитного поля, создающего вращающий момент. В синхронной машине поле возбуждения создается обмоткой, расположенной на роторе и питающейся постоянным током. Обмотка статора соединяется с сетью переменного тока. Обращенная схема, когда обмотка возбуждения расположена на статоре, встречается редко. В синхронной машине обмотка, в которой индуцируется ЭДС и протекает ток нагрузки, называется обмоткой якоря, а часть машины с этой обмоткой называется якорем. Часть машины, на которой расположена обмотка возбуждения, называется индуктором. Синхронные машины применяются в качестве генераторов и двигателей.

Условием работы асинхронной машины является неравенство частот вращения электромагнитного поля статора и ротора, что собственно и создает силы, приводящие в движение электрические машины. В асинхронной машине поле создается в обмотке статора и взаимодействует с током, наводимым в обмотке ротора. Среди асинхронных машин коллекторными являются однофазные двигатели малой мощности. Асинхронные машины применяются в основном в качестве двигателей.

Главной особенностью машины постоянного тока является наличие коллектора и скользящего контакта между обмоткой якоря и внешней электрической цепью. Машина постоянного тока по своему конструктивному выполнению сходна с обращенной синхронной машиной, у которой обмотка якоря расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Благодаря своим хорошим регулировочным свойствам двигатели постоянного тока нашли широкое распространение в промышленности. Они могут работать в качестве и генераторов и двигателей.

Классификация электрических машин

по мощности

Машины большой мощности:

коллекторные машины мощностью более 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью более 100 кВт;

синхронные двигатели мощностью более 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт при напряжении более 1000 В.

Машины средней мощности:

коллекторные машины мощностью 1… 200 кВт;

синхронные генераторы мощностью до 100 кВт, в том числе высокоскоростные мощностью до 200 кВт;

асинхронные двигатели мощностью 1… 200 кВт;

асинхронные машины мощностью 1… 400 кВт при напряжении до 1000 В, в том числе двигатели единых серий от 0,25 кВт.

К группе машин малой мощности относятся электрические машины, не входящие в первые две группы:

двигатели постоянного тока коллекторные и универсальные;

асинхронные двигатели, синхронные двигатели и др.

Основные понятия

Коэффициент полезного действия (КПД) — отношение полезной (отдаваемой) мощности и затраченной (подводимой):

для генераторов- отношение активной электрической мощности, отдаваемой в сеть, к затраченной механической мощности;

для электродвигателей- отношение полезной механической мощности на валу, кВт, к активной подводимой электрической мощности, кВт.

Коэффициент мощности (соs j) для машин переменного тока:

для генераторов- отношение отдаваемой активной электрической мощности, кВт, к полной отдаваемой электрической мощности, кВ×А;

для электродвигателей- отношение активной потребляемой электрической мощности, кВт, к полной потребляемой электрической мощности, кВ×A;

Пусковой ток (начальный пуск) — установившийся ток, потребляемый двигателем при неподвижном роторе и питании от сети с номинальными напряжением и частотой (Iп- пусковой ток).

Кратность начального пускового тока — отношение начального пускового тока к номинальному току.

Номинальный вращающий момент — вращающий момент на валу электродвигателя, соответствующий номинальной мощности и номинальной частоте вращения.

Начальный пусковой момент — вращающий момент, развиваемый двигателем при неподвижном роторе и начальном пусковом токе.

Минимальный вращающий момент — наименьшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети в диапазоне изменения частоты вращения от нуля до значения, соответствующего максимальному моменту.

Максимальный вращающий момент — наибольшее значение вращающего момента, развиваемого двигателем при номинальных напряжении и частоте сети.

Относительная продолжительность включения (ПВ) — отношение длительности работы двигателя при нагрузке, включая пуск, к длительности рабочего цикла, выраженное в процентах.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение — способ расположения составных частей машины относительно элементов крепления подшипников и конца вала.

Двигатель общего назначения — двигатель, удовлетворяющий техническим требованиям, общим для большинства случаев применения, и выполненный без учета специальных требований потребителя.

Основное исполнение двигателей — исполнение, соответствующее общетехническим требованиям по рабочим свойствам, условиям работы и применения. Основное исполнение является базой для разработки модификаций и специализированных исполнений.

Модификация — исполнение двигателя на базе основного исполнения, имеющее то же значение высот оси вращения, но отличающееся рабочими свойствами (механической характеристикой, диапазоном регулирования частот вращения и др.).

Специализированное исполнение — исполнение, удовлетворяющее повышенным требованиям потребителя в отношении условий применения. Различаются специализированные исполнения по условиям окружающей среды и по точности выполнения установочных и присоединительных размеров.

Узкоспециализированное исполнение — исполнение, предназначенное для работы в узкоспециализированной области.

В наше время на дорогах все чаще появляются электрические виды транспорта. Многие крупные производители с мировым именем уже наладили производство серийных электрокаров, а в городах активно развиваются сети электрозаправочных станций. Но, как показывает практика, электромобиль – это не самое дешевое и доступное удовольствие, поэтому многие энтузиасты и любители создавать что-либо своими руками задумываются о том, как сделать электромобиль своими руками.

Что такое электромобиль

Прежде чем переходить к вопросам построения электрокара, следует понять, что это вообще такое. Электромобиль – это тот же автомобиль, но в движение его приводит электрический привод, а вместо бака для жидкого топлива в электрокарах установлены батареи, которые питают электрический мотор.

Но это лишь поверхностное представление. Ведь для работы электропривода используются соответствующие контроллеры и драйверы. Для регулировки заряда/разряда батареи также используются контроллеры. Также изменения касаются и самой конструкции кузова, шасси и многих других частей автомобиля.

Почему люди пытаются сделать электромобиль самостоятельно

Вопрос, почему кто-то решил сделать электромобиль своими руками, имеет множество ответов. Ведь у каждого могут быть свои мотивы. Кому-то просто интересно сделать что-то самостоятельно, другие пытаются сэкономить, третьи не доверяют производителям и так далее. Поэтому вопрос изготовления электрокара самостоятельно является сугубо личным.

При этом важно отметить один довольно важный фактор: современные электромобили, как правило, имеют стоимость приблизительно на 30% выше, чем альтернативная модель с двигателем внутреннего сгорания.

Завышенная стоимость объясняется тем, что в электрокары устанавливаются дорогие батареи, а также недешевое электрооборудование (силовая установка с контроллерами). Поэтому когда в гараже стоит довольно старая машина, которую в принципе уже и не жалко, многие решаются сделать из нее дешевый электромобиль, сэкономив значительную сумму на кузове и большинстве кузовных деталей, а также на шасси.

Стоит ли делать электрокар самостоятельно

Ответ на вопрос, стоит ли создавать самодельный электромобиль, зависит от наличия у вас свободного времени, свободных финансов, а также достаточной мотивации.

Как бы вы ни старались сэкономить, даже при наличии подходящего для переделки автомобиля вам потребуется серьёзно потратиться на покупку комплектующих (по большей части для электрической силовой установки)

И если есть заинтересованность и средства для данного мероприятия, то вполне возможно создать авто с электроприводом, с неплохим запасом хода и ходовыми характеристиками. Причем ходовые качества будут напрямую зависеть от выбранного «донора» (автомобиля для переделки).

Как сделать электрокар своими руками

Итак, прежде чем переходить к действиям, следует продумать их порядок. И в первую очередь, чтобы собрать электрокар в России своими руками, вам потребуется подготовить следующее:

• найти подходящие чертежи;
• подобрать подходящий кузов;
• приобрести соответствующий электропривод;
• определиться с трансмиссией (прямой привод от электромотора или установить редуктор);
• продумать салон;
• найти и подготовить запчасти;
• выбрать аккумулятор;
• приобрести узлы управления (контроллеры).

Кроме этого, следует определить, какие именно требования у вас будут к будущему электрокару, будет это авто для загородных поездок или мини-электромобиль, либо же вам нужна просто электрическая тележка для определенных целей.

Помимо всего прочего, для подобного мероприятия вам потребуются определенные навыки и знания об устройстве автомобиля и о его ремонте.

Итак, давайте рассмотрим все эти пункты подробнее. Ведь именно от этого будет зависеть и сам процесс, как сделать электромобиль самому.

Необходимые чертежи

Чертежи представляют собой схему подключения электрооборудования, контроллеров и прочих электронных частей к электроприводу, а также к элементам управления автомобилем. Придется произвести некоторые расчеты, которые будут учитывать вес выбранного кузова, максимальную скорость и подбор оптимальной мощности. Для этого существуют определенные формулы.

В наше время существуют готовые наборы, в комплект которых входит:

• электропривод (мощность можно выбрать самостоятельно);
• блок управления (контроллер) – они также бывают разными, и выбор будет зависеть от мощности привода и емкости батареи;
• АКБ – собранная из отдельных ячеек, подключенных к плате БМС (плата управления заряда/разряда – по сути, контроллер АКБ);
• элементы управления – педаль (или ручка) газа, тормозные рычаги (электронный тормоз), круиз-контроль, реверс (задний ход) и так далее. При этом обязательными являются только педаль газа и кнопка реверса. Все остальное – уже по желанию.

Чертежи по подключению таких наборов прилагаются в комплекте. Например:

Весь этот комплект можно подобрать и самостоятельно из отдельных комплектующих. Но важно понимать, что при покупке готового набора производитель предлагает оптимизированный комплект со схемой подключения, что избавляет вас от множества вычислений и возможных проблем.

Также потребуется переделать и сам кузов автомобиля, чтобы вместо двигателя внутреннего сгорания установить электрическую силовую установку, которая имеет другие размеры и способы крепления.

Выбираем кузов

При выборе кузова для переделки в электромобиль следует учитывать два важных параметра:

• вес – чем меньше вес, тем лучше;
• размеры – в этом вопросе важным является место для размещения батареи, которая будет питать электропривод. Батарея должна иметь довольно большую емкость и мощность, а это означает, что АКБ будет иметь серьезные габариты и вес.

Также не стоит забывать и об аэродинамических характеристиках. Чем лучше аэродинамика автомобиля, тем меньше сопротивляемость ветру, а следовательно, тем меньше автомобиль будет тратить мощности при езде.

Это, в свою очередь, влияет на запас хода. Как правило, в самодельных электромобилях батареи размещаются в багажнике, так как это наиболее оптимальный вариант, который не требует переделки салона. Но в этом случае меняется центр тяжести, а из-за большого веса батареи придется увеличить жесткость пружин подвески.

В остальном подойдет практически любой кузов, который придется немного доработать. И это будет зависеть от того, какой именно привод вы выберете, как именно он будет размещаться и так далее. Ведь есть разные варианты, вплоть до того, чтобы оставить ДВС на своем месте, а электропривод установить на задние колеса. К этому вопросу мы вернемся немного ниже.

Еще один немаловажный фактор заключается в том, чтобы подобрать машину с передним приводом в качестве «донора», чтобы не терять часть мощности на трущихся деталях в крестовине карданного вала.

В идеале вес «донора» должен быть в пределах 600-700 кг. Но такой вариант найти довольно сложно. И если даже автомобиль для переделки будет более тяжелым, стоит обратить внимание на модели с хорошим накатом.

Выбор электропривода

Наверное, самый важный вопрос – какой электродвигатель для электромобиля выбрать. И здесь имеется масса вариантов:

• прямой электропривод;
• привод через редуктор;
• мотор-колесо – двигателем являются сами колеса.

Также существует множество вариантов по мощности, от самых простых и слабых до весьма мощных, которые превосходят по мощности ДВС. И если у вас есть знания в этой области, вы вполне сможете сделать самодельный электродвигатель.

Но самостоятельно создать довольно мощный и при этом компактный двигатель довольно сложно, и для этого требуется наличие соответствующих комплектующих и знаний в электротехнике.

Если речь идет о мини-электромобиле, детском электрокаре или электрической тележке, то вполне может подойти двигатель от бытовой техники, например, от стиральной машинки.

Маленький и легкий мини-электромобиль вполне сможет передвигаться и с двигателем от стиральной машины. Конечно, важно понимать, что полноценный автомобиль с электротягой с таким приводом вы не сделаете, но для детской игрушки или для тележки для перевозки грузов этого будет вполне достаточно.

Еще одним довольно неплохим вариантов является мотор-колесо. В этом случае автомобиль будет подвержен минимальным переделкам. Более того, вы сможете даже оставить двигатель внутреннего сгорания, собрав настоящий гибрид. Причем здесь возможны два варианта:

• оставить ДВС для движения автомобиля при разряженной батарее;
• вместо ДВС установит электрогенератор, который будет питать электропривод и заряжать батарею.

В любом случае, какую бы компоновку вы ни выбрали, следует рассчитать оптимальную мощность двигателя. Для этого расчета имеется довольно сложная формула, которая учитывает:

• коэффициент аэродинамического сопротивления;
• площадь поперечного сечения;
• массу автомобиля;
• силу трения асфальта;
• максимальную скорость;
• угол наклона дорожного полотна и многое другое.

Это довольно сложно, да и не все показатели возможно найти. Ведь мы не сможем высчитать силу сопротивления аэродинамики, например, у советского автомобиля ВАЗ 2107.

Поэтому для упрощения вычислений вам нужно знать, что достаточной мощностью для каждой тонны веса автомобиля будет 7,5 кВт. Такая мощность позволит ездить со скоростью 60 км/ч.

Конечно же, лучше делать электрокар с запасом мощности, поэтому при полной массе авто (с учетом батареи, электрической силовой установки и так далее) в одну тонну стоит использовать электропривод минимум на 10 кВт. И это при условии подключения электромотора к КПП автомобиля через соответствующий переходник (ниже мы подробнее рассмотрим этот вопрос).

Если рассчитывать мощность электромотора по параметру лошадиных сил, то 0,75 кВт приравнивается к 1 л. с. Это означает, что для получения, например, 100 л. с. вам потребуется электромотор на 75 кВт.

При этом важно знать, что электропривод имеет более высокий крутящий момент, поэтому такая мощность не обязательна. Также стоит учитывать, что электрические двигатели бывают разных типов:

• синхронный;
• асинхронный.

Первый вариант работает от постоянного тока и имеет довольно высокую мощность. Но такие приводы устанавливаются через КПП, так как они имеют ограничения по количеству оборотов в минуту.

Асинхронные же приводы работают от переменного тока, и их скорость вращения значительно выше. Поэтому такие приводы можно использовать без КПП, посредством прямого привода.

В первом случае (синхронный мотор) должен иметь выходной вал со шлицами для присоединения к КПП. Кроме этого, любой электропривод должен иметь ребра для охлаждения, так как при высоких нагрузках они нагреваются.

Трансмиссия

Как уже было сказано выше, электропривод можно подключать к уже имеющейся коробке переключения передач автомобиля-«донора». В этом случае привод должен иметь вал со шлицами. Но даже при таком условии потребуется соответствующий переходник, посредством которого электромотор и будет соединяться с КПП.

Это один из наиболее простых и эффективных вариантов, так как потребуется минимум переделок. А задний ход будет включать сама коробка передач, управление которой остается неизменным (рычаг переключения передач в салоне).

Как правило, при использовании набора для переделки авто в электромобиль переходник для подключения электромотора к коробке передач прилагается в комплекте

Если же использовать прямой привод (без КПП), то придется предусмотреть кнопку реверса, при нажатии на которую двигатель будет крутиться в обратную сторону, тем самым обеспечивая задний ход.

Салон

Салон абсолютно не важен для переделки машины в электромобиль. Единственное, что потребуется переделать, – это место для вывода информации о состоянии батареи (напряжение, емкость и так далее).

Врезать информативные экраны можно как в приборную панель, так и отдельно в любом месте на торпеде. Также, если вы планируете расположить батарею в салоне, вам потребуется подходящее для этого место.

Поиск и покупка необходимых запчастей

Как уже говорилось выше, вы можете приобрести уже готовый набор для переделки. Найти такой довольно просто: в интернете достаточно магазинов, предлагающих подобные товары.

Если же вы решили самостоятельно собрать нужные детали, то потребуется найти оптимальный комплект, который состоит из:

• электродвигателя:
• блока управления.
• рычагов управления (педаль акселерометра и так далее).

Также потребуется переходник для подключения мотора к коробке передач, АКБ и контроллер заряда/разряда. Подобрать все это самостоятельно довольно сложно, так как комплектующие должны быть оптимизированы между собой.

Намного проще, быстрее и зачастую дешевле купить готовый набор, в котором производитель уже подобрал подходящие компоненты. Цены на такие комплекты могут довольно сильно варьироваться и зависят от производителя, а также от максимальной мощности. Например, комплект МОТОР SOLECTRIA AC42 с контроллером SOLECTRIA UMOC 440 с максимальной мощностью 80 кВт обойдет приблизительно в 360 000 рублей.

Относительно недавно в продаже появился KIT-комплект для электромобиля от Tesla Motors. Стоимость такого набора следует уточнять у продавца.

Существуют и менее дорогие альтернативы, например, китайские. Обойдутся они значительно дешевле. Но и по качеству, а также по мощности они хуже.

Подбор аккумулятора и зарядки

Аккумулятор для самодельного электромобиля является одним из важнейших компонентов. Ведь именно от АКБ зависит запас хода, а также частично – мощность привода. В первую очередь батарея должна соответствовать двум параметрам:

• напряжение должно соответствовать требованиям электромотора;
• АКБ должен выдавать большую силу тока, около 400 ампер.

Эти требования обязательны для того, чтобы система вообще смогла работать. А вот запас хода уже зависит от емкости аккумулятора, которая измеряется в кВт/ч. Чем больше кВт/ч (больше емкость), тем больший запас хода мы получим. Но при этом важно понимать, что увеличение емкости влечет за собой увеличение массы АКБ. Поэтому здесь важно соблюсти оптимальный баланс.

Кроме этого, существуют различные типы АКБ:

• Свинцово-щелочной – те АКБ, которые используются в обычных машинах. Они способны выдавать большую силу тока, но при этом довольно быстро расходуют свой заряд и имеют большую массу. Поэтому это не самый лучший выбор для электрокара.
• Li-ion – самые распространенные батареи, которые используются практически во всех областях – от фонариков до электромобилей. Именно такие батареи используются в автомобилях Tesla. Обычно это небольшие элементы (стандарта 18650), которые объединяются в группы, создавая большие батареи с нужной емкостью и напряжением.
• Гелиевые – относительно новый тип батарей. Они также подходят для электромобилей по своим техническим характеристикам, но стоят несколько дороже Литий-ионных. Поэтому применяются в данной области реже, и, как правило, только в детских электрокарах или в складской технике, где пробег не столь важен.

В наше время в электромобилях преимущественно используются Li-ion батареи. Благодаря небольшим размерам элементов появляется возможность собирать батареи с любым напряжением и емкостью.

Из школьной программы физики мы помним, что при последовательном соединении суммируется напряжение, а при параллельном – емкость. Таким образом, можно даже самостоятельно собрать батарею с необходимыми параметрами. Важно: для создания больших батарей из элементов 18650 потребуется точечная сварка.

Как уже говорилось выше, существует вариант электромобиля без батареи. По сути, это гибрид с питанием от генератора.

Что касается зарядки для АКБ, то независимо от того, какие батареи вы будете использовать, зарядное устройство (ЗУ) должно также соответствовать двум параметрам:

• напряжению;
• силе тока.

Для зарядки АКБ используется соответствующий контроллер, который управляет зарядом/разрядом каждой ячейки, выравнивания показатели к общему знаменателю. Именно этот контроллер и будет задавать параметры ЗУ – напряжение и максимальную силу тока.

Для подключения зарядки к электромобилю используются соответствующие коннекторы, которые способны выдерживать высокое напряжение и силу тока.

В самодельном варианте вы можете использовать эти же стандарты либо использовать любой другой вид разъема. Главное, чтобы он смог выдерживать большие токи.

Дополнительные комплектующие

Блок управления (он же контроллер) в электромобиле выполняет чуть ли не главную роль. Именно он контролирует работу электромотора, оценивает емкость батареи и запас хода, позволяет вам управлять оборотами двигателя и так далее.

Собрать контроллер своими руками в принципе возможно, имея соответствующие знания в радиоэлектронике. Но даже в этом случае сделать это крайне сложно. А так как от контроллера зависит ваша безопасность, то лучше приобрести уже готовый от производителя.

Блок управления должен быть совместим с выбранным электроприводом и отвечать всем техническим характеристикам (причем с запасом мощности).

Еще один важный элемент – контроллер заряда/разряда батареи. Без него существует высокий риск перегрева батареи и выхода ее из строя. Поэтому наличие такого контроллера обязательно.

Называется он BMS – плата защиты АКБ от перезаряда/переразряда) и стоит около 300 долларов США. При этом стоимость может варьироваться в зависимости от технических параметров, а также от того, какое количество ячеек вы будете использовать.

Сборка электрокара с асинхронным двигателем

Как уже говорилось выше, преимуществом асинхронных двигателей является высокое количество оборотов, благодаря чему можно избавиться от КПП полностью, сделав прямой привод на колеса. Кроме того, такие приводы имеют максимально простую конструкцию. Так как они работают от переменного тока, то используются в основном в гибридных транспортных средствах, где источником питания является бензиновый или дизельный генератор.

Однако все это сопровождается определенными трудностями. Так как батарея электромобиля выдает постоянный ток, при построении электромобиля с асинхронным двигателем вам придется дополнительно установить инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. А это влечёт дополнительные затраты.

Такой вариант будет актуален только в некоторых случаях. Например, если вы хотите создать машину с гибридной силовой установкой. Несмотря на все особенности асинхронного двигателя, его можно использовать и в стандартной компоновке, через КПП. Но в любом случае придется предусмотреть устройство для преобразования постоянного тока в переменный для работы привода.

Самодельная электротележка

Если вы хотите изготовить самодельную электрическую тележку для перевоза грузов, то задача значительно упрощается. Для этого достаточно сварить простую раму с платформой, на которую будет помещен груз, продумать крепеж колес и привод.

Мощный электромотор в этом случае не потребуется,  вполне достаточно двигателя на 1-5 кВт. Самодельная электротележка нуждается во все тех же компонентах:

• электроприводе;
• блоке управления с рычагами (ручками управления);
• батарее;
• контроллере заряда/разряда (БМС плата).

Но, в отличие от электромобиля, в данном случае высокая мощность не нужна. Главное – придумать расположение всех этих элементов и вывод для рычагов управления, а также подключить все по определенной схеме.

Как рассчитать количество денег и времени для сборки

Рассчитать, сколько времени потребуется для сборки электромобиля, довольно сложно, ведь все зависит от личных умений и знаний. Опытный автомеханик при наличии нужных инструментов и запчастей способен переделать машину в электрокар за одну неделю. В гаражных условиях это время значительно увеличивается.

Рассчитать количество средств, которое потребуется для данного мероприятия, проще: всё упирается в стоимость запчастей и комплектующих. Выше мы уже приводили приблизительную стоимость комплекта для переоборудования, который может стоить около 360 000 рублей. Если вы самостоятельно подбираете каждый компонент, то все будет зависеть от выбранных деталей.

Самые большие затраты идут на батарею. И здесь все зависит от того, какой тип АКБ вы выбрали. Li-ion батарею можно собрать приблизительно за 1000-5000 долларов США (в зависимости от емкости батареи). К этой стоимости нужно добавить цену на BMS-плату, которая обойдется приблизительно в 300 долларов

Указать точные суммы нет возможности, так как в этом деле слишком много переменных. Все зависит от выбранного донора, комплектующих, мощности привода и так далее. Например, чтобы построить мини-электромобиль, уйдет меньше финансов, чем при сборке полноценного авто, так как потребуется меньше мощности силовой установки, а также меньше емкости батареи.

Подведем итоги

Указать точно, что потребуется для переоборудования авто в электромобиль, а также сколько денег на это потребуется, крайне сложно. Но с полной уверенностью можно сказать, что сделать это вполне реально, а конечный результат (при правильном подходе) будет иметь меньшую стоимость по сравнению с новым электромобилем от производителя.

Конечно, для этого нужны соответствующие знания в электротехнике, радиоэлектронике и автомеханике, а также достаточно свободного времени и средств. Стоит ли этим заниматься, зависит только от вас.

Это весьма кропотливое занятие, которое, возможно, лучше доверить опытным специалистам. Более того, в наше время электромобили пользуются все большим распространением, цены на них постепенно снижаются, делая их доступными.

Собираю Электро Оку за 1 видео. Электромобиль своими руками: Видео

Рейтинг:

Загрузка…

В статье рассказано о том, как построить трёхфазный (однофазный) генератор 220/380 В на базе асинхронного электродвигателя переменного тока. Трехфазный асинхрон

Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме

Если отключенный от сети асинхронный двигатель привести во вращение от какого-либо первичного двигателя, то в соответствии с принципом обратимости электрических машин при достижении синхронной частоты вращения, на зажимах статорной обмотки под действием остаточного магнитного поля образуется некоторая ЭДС. Если теперь к зажимам статорной обмотки подключить батарею конденсаторов С, то в обмотках статора потечёт опережающий ёмкостный ток, являющийся в данном случае намагничивающим.

Ёмкость батареи С должна превышать некоторое критическое значение С0, зависящее от параметров автономного асинхронного генератора: только в этом случае происходит самовозбуждение генератора и на обмотках статора устанавливается трёхфазная симметричная система напряжений. Значение напряжения зависит, в конечном счёте, от характеристики машины и ёмкости конденсаторов. Таким образом, асинхронный короткозамкнутый электродвигатель может быть превращен в асинхронный генератор.

Стандартная схема включения асинхронного электродвигателя в качестве генератора.

Можно подобрать емкость так, чтобы номинальное напряжение и мощность асинхронного генератора равнялись соответственно напряжению и мощности при работе его в качестве электродвигателя.

В таблице 1 приведены емкости конденсаторов для возбуждения асинхронных генераторов (U=380 В, 750….1500 об/мин). Здесь реактивная мощность Q определена по формуле:

Q = 0,314·U2·C·10-6,

где С – ёмкость конденсаторов, мкФ.

Таблица1

Как видно из приведённых данных, индуктивная нагрузка на асинхронный генератор, понижающая коэффициент мощности, вызывает резкое увеличение потребной ёмкости. Для поддержания напряжения постоянным с увеличением нагрузки необходимо увеличивать и ёмкость конденсаторов, то есть подключать дополнительные конденсаторы. Это обстоятельство необходимо рассматривать как недостаток асинхронного генератора.

Частота вращения асинхронного генератора в нормальном режиме должна превышать асинхронную на величину скольжения S = 2…10%, и соответствовать синхронной частоте. Не выполнение данного условия приведёт к тому, что частота генерируемого напряжения может отличаться от промышленной частоты 50 Гц, что приведёт к неустойчивой работе частото-зависимых потребителей электроэнергии: электронасосов, стиральных машин, устройств с трансформаторным входом.

Особенно опасно снижение генерируемой частоты, так как в этом случае понижается индуктивное сопротивление обмоток электродвигателей, трансформаторов, что может стать причиной их повышенного нагрева и преждевременного выхода из строя.

В качестве асинхронного генератора может быть использован обычный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель соответствующей мощности без каких-либо переделок. Мощность электродвигателя-генератора определяется мощностью подключаемых устройств. Наиболее энергоёмкими из них являются:

• бытовые сварочные трансформаторы;
• электропилы, электрофуганки, зернодробилки (мощность 0,3…3 кВт);
• электропечи типа “Россиянка”, “Мечта” мощностью до 2 кВт;
• электроутюги (мощность 850…1000 Вт).

Особо хочу остановиться на эксплуатации бытовых сварочных трансформаторов. Их подключение к автономному источнику электроэнергии наиболее желательно, т.к. при работе от промышленной сети они создают целый ряд неудобств для других потребителей электроэнергии.

Если бытовой сварочный трансформатор рассчитан на работу с электродами диаметром 2…3 мм, то его полная мощность составляет примерно 4…6 кВт, мощность асинхронного генератора для его питания должна быть в пределах 5…7 кВт. Если бытовой сварочный трансформатор допускает работу с электродами диаметром 4 мм, то в самом тяжелом режиме – “резки” металла, потребляемая им полная мощность может достигать 10…12 кВт, соответственно мощность асинхронного генератора должна находиться в пределах 11…13 кВт.

В качестве трёхфазной батареи конденсаторов хорошо использовать так называемые ком-пенсаторы реактивной мощности, предназначенные для улучшения соsφ в промышленных осветительных сетях. Их типовое обозначение: КМ1-0,22-4,5-3У3 или КМ2-0,22-9-3У3, которое расшифровывается следующим образом. КМ – косинусные конденсаторы с пропиткой минеральным маслом, первая цифра-габарит (1 или 2), затем напряжение (0,22 кВ), мощность (4,5 или 9 квар), затем цифра 3 или 2 означает трёхфазное или однофазное исполнение, У3 (умеренный климат третьей категории).

В случае самостоятельного изготовления батареи, следует использовать конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 и др. на рабочее напряжение не менее 600 В. Электролитические конденсаторы применять нельзя.

Рассмотренный выше вариант подключения трёхфазного электродвигателя в качестве генератора можно считать классическим, но не единственным. Существуют и другие способы, которые так же хорошо зарекомендовали себя на практике. Например, когда батарея конденсаторов подключается к одной или двум обмоткам электродвигателя-генератора.

Источник: http://electro-shema.ru/energetika/asinxronnyj-elektrodvigatel-v-kachestve-generatora.html

Как подобрать асинхронный двигатель для генератора по конструкции и характеристикам

Технологические особенности

Основу самодельного генератора составляет асинхронный электродвигатель трехфазного тока с:

• фазным;
• или короткозамкнутым ротором.

Устройство статора

Магнитопроводы статора и ротора изготавливают из изолированных пластин электротехнической стали, в которых созданы пазы для размещения проводов обмотки.

Три отдельные обмотки статора могут быть соединены на заводе по схеме:

• звезды;
• или треугольника.

Их выводы подключают внутри клеммной коробки и соединяют перемычками. Сюда же монтируют кабель питания.

В отдельных случаях может выполняться подключение проводов и кабеля другими способами.

К каждой фазе асинхронного двигателя подводятся симметричные напряжения, сдвинутые по углу на треть окружности. Они формируют токи в обмотках.

Эти величины удобно выражать в векторной форме.

Особенности конструкции роторов

Двигатели с фазным ротором

Их снабжают обмоткой, выполненной по образцу статорной, а выводы от каждой соединяют с контактными кольцами, которые обеспечивают электрический контакт со схемой запуска и регулировки через прижимные щетки.

Такая конструкция довольно сложная в изготовлении, дорогая по стоимости. Она требует периодического наблюдения за работой и квалифицированного обслуживания. По этим причинам для самодельного генератора применять ее в таком исполнении нет смысла.

Однако, если имеется подобный двигатель и ему нет другого применения, то можно выводы каждой обмотки (те концы, которые подключаются к кольцам) закоротить между собой. Таким способом фазный ротор превратится в короткозамкнутый. Его можно подключать по любой рассматриваемой ниже схеме.

Двигатели с короткозамкнутым ротором

Внутри пазов магнитопровода ротора залит алюминий. Обмотка выполнена в виде вращающейся беличьей клетки (за что и получила такое дополнительное название) с замкнутыми накоротко по концам кольцами-перемычками.

Это самая простая схема двигателя, которая лишена подвижных контактов. За счет этого она длительно работает без вмешательства электриков, отличается повышенной надежностью. Ее и рекомендуется применять для создания самодельного генератора.

Обозначения на корпусе двигателя

Технические характеристики можно прочитать на табличке, которая размещается на видном месте. Пример ее оформления и расшифровка обозначений приведены на фотографии.

Чтобы самодельный генератор надежно работал необходимо обращать внимание на:

• класс IP, характеризующий качество защиты корпуса от воздействий внешней среды;
• мощность потребления;
• число оборотов;
• схему соединения обмоток;
• допустимые токи нагрузок;
• КПД и косинус φ.

Схему соединения обмоток, особенно у старых двигателей, бывших в работе, следует вызвонить, проверить электрическими методами. Эта технология подробно расписана в статье о подключении трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Источник: http://HouseDiz.ru/kak-sdelat-samodelnyj-generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Типы асинхронных генераторов

Если рассмотреть виды асинхронных генераторов, то их все можно разделить на две категории по виду электроэнергии которые они вырабатывают. Это однофазные и трех фазные.

По способу возбуждения генератора существуют модели с внешним источником возбуждения, для этого нужен дополнительный источник энергии и генераторы с самовозбуждением, которые могут работать совершенно автономно.

Именно такие генераторы можно применять для мини электростанций.

Источник: http://electrikexpert.ru/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Преимущества и недостатки генератора

К положительным качествам разработки принадлежат:

1. Простая и быстрая сборка с возможностью избежать разборки электродвигателя и перемотки обмотки.
2. Способность осуществлять вращение электротока с помощью ветряной либо гидротурбины.
3. Применение устройства в системах мотор-генератор, чтобы преобразовать однофазную сеть (220В) на трехфазную (380 В).
4. Способность использовать разработку в местах отсутствия электричества, применяя для раскрутки двигатель внутреннего сгорания.

Минусы:

1. Проблематичность расчета емкости конденсата, который присоединяется к обмоткам.
2. Сложно достичь максимальной отметки мощности, на которую способна самостоятельная разработка.

Самодельный генератор из асинхронного двигателя

Источник: http://altenergiya.ru/poleznye-stati/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya-svoimi-rukami-3-sxemy.html

Эффект обратимости

Известно, что принцип работы любого генерирующего электрический ток устройства основан на преобразовании одной формы энергии (тепла, например) в необходимый для электропитания оборудования вид. Можно воспользоваться так называемыми альтернативными (их ещё называют возобновляемыми) источниками энергоснабжения, однако указанный способ связан с ещё большими материальными и производственными издержками.

Гораздо проще и экономнее сделать самодельный генератор тока, воспользовавшись потенциальными возможностями имеющегося в распоряжении пользователя старого асинхронного электродвигателя.

Основанием для такого изготовления является известный в электротехнике принцип обратимости процессов взаимодействия электромагнитных полей, что объясняется спецификой происходящих при этом электрических процессов. Если в двигателе трёхфазную энергию тока используют для превращения её в механическое вращение вала, то в генераторе всё происходит строго наоборот. В этих агрегатах принудительное вращение якоря трансформируется в текущий по фазным обмоткам электрический ток, мощность которого расходуется на обслуживание потребителя (смотрите рисунок ниже).

Принцип работы генератора

Таким образом, перед тем, как сделать образец самодельного электрогенератора из бывшего в употреблении асинхронного двигателя в самом общем случае необходимо проделать следующие манипуляции:

• Клеммы, на которые подаётся трёхфазное (или однофазное – для коллекторных образцов изделий) напряжение нужно превратить в выходные контакты генератора;
• К подвижной части генератора, от которой работал тот или иной механизм (станок, например) следует приспособить привод от внешнего источника механического вращательного импульса;

Дополнительная информация. В качестве такого источника может применяться любой подходящий для конкретных условий движитель, вращающийся под воздействием энергии сгорающего топлива (бензина, газа или солярки). При наличии в частном хозяйстве ветряка или самодельной водяной мельницы решение вопроса с приводом существенно упрощается.

Из-за дороговизны бензина в условиях загородного хозяйства единственно приемлемым вариантом является изготовление небольшой электростанции, работающей от дизельного движка или на газу.

В этом случае работающий на сравнительно дешёвом топливе двигатель через специальную приводную муфту подсоединяется к валу сооружаемой конструкции, которая после небольшой доработки превращается в генератор переменного тока.

Источник: http://MasterpoToku.ru/full/asinhronnyj-generator-instrukcia-kak-sdelat-svoimi-rukami-iz-asinhronnogo-dvigatela.html

Электрические схемы подключения

На практике используются все распространенные способы соединения обмоток статора асинхронного двигателя. Выбирая одну из них создают различные условия для работы оборудования и вырабатывают напряжение определённых значений.

Схемы звезды

Популярный вариант подключения конденсаторов

Схема подключения асинхронного двигателя с обмотками, соединенными звездой, для работы в качестве генератора трехфазной сети имеет стандартный вид.

Схема асинхронного генератора с подключением конденсаторов к двум обмоткам

Этот вариант довольно популярен. Он позволяет питать от двух обмоток три группы потребителей:

• две напряжением 220 вольт;
• одну — 380.

Рабочий и пусковой конденсаторы подключаются в схему отдельными выключателями.

На основе этой же схемы можно создать самодельный генератор с подключением конденсаторов к одной обмотке асинхронного двигателя.

Схема треугольника

При сборке обмоток статора по схеме звезды генератор будет выдавать трехфазное напряжение 380 вольт. Если осуществить их переключение на треугольник, то — 220.

Приведенные выше на картинках три схемы являются базовыми, но не единственными. На их основе могут создаваться другие способы подключения.

Источник: http://HouseDiz.ru/kak-sdelat-samodelnyj-generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Конструкция асинхронного двигателя

Можно выделить всего несколько элементов:

1. Статор с обмоткой.
2. Передняя и задняя крышки с установленными подшипниками.
3. Ротор с короткозамкнутыми витками.
4. Контакты для подключения к электрической сети.

Если задуматься, то может показаться, что очень просто переделать двигатель в генератор, фото которого вы можете детально рассмотреть. Но если разобраться более тщательно, то окажется, что не все так и просто, подводных камней предостаточно.

Статор состоит из множества металлических пластин, прижатых плотно друг к другу. Также они обработаны лаком, в некоторых конструкциях, для придания прочности, все пластины приварены друг к другу. На статоре намотан провод, он плотно прилегает к сердечнику и изолирован от него при помощи картонных вставок. В крышках расположены подшипники, с их помощью производится не только более легкое прокручивание ротора, но и его центрирование.

Источник: http://MasterpoToku.ru/full/asinhronnyj-generator-instrukcia-kak-sdelat-svoimi-rukami-iz-asinhronnogo-dvigatela.html

Как функционирует генератор

Принцип работы асинхронных генераторов изучался еще в средней школе. При вращении ротора на нем наводится ЭДС создающая вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле вырабатывает в катушке статора электромагнитную индукцию, которая и снимается с генератора.

Важнейшим недостатком таких генераторов является невозможность регулировки получаемого в результате генерации напряжения.

Поэтому чаще всего такое напряжение подается на полупроводниковый выпрямительный мост и превращается в постоянное. Удобное для дальнейшего применения.

Источник: http://electrikexpert.ru/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Проверка генератора

Подключаем дрель или шуруповерт к валу мотора.

Обеспечиваем вращение. Как видно выходное напряжение присутствует.

Теперь подключаем нагрузку. Это люминисцентная лампа на 220В и 5 Вт. Так как двигатель трехфазный, для концентрации энергии в одной точке, свободную обмотку шунтируем конденсатором.

Лампа светит ярко, почти как от сети.

Мощность, напряжения, требуемый момент вращения – все это будет зависеть от модели конкретного электродвигателя.

Источник: http://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/5479-kak-peredelat-ljuboj-asinhronnyj-dvigatel-v-generator.html

Необходимые инструменты

Создать собственный генератор несложно, главное иметь все необходимые элементы:

1. Асинхронный мотор.
2. Тахогенератор (прибор для измерения тока) или же тахометр.
3. Емкость под конденсаторы.
4. Конденсатор.
5. Инструменты.

Источник: http://housetronic.ru/electro/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya.html

Генератор на ниодимовых магнитах

Как сделать генератор из асинхронного электродвигателя?

Этот самодельный генератор исключает применение конденсаторных установок. Источник магнитного поля, которое наводит ЭДС и создаёт ток в обмотке статора, построен на постоянных ниодимовых магнитах. Для того чтобы это сделать своими руками необходимо последовательно выполнить следующие действия:

• Снять переднюю и заднюю крышки асинхронного электродвигателя.
• Извлечь ротор из статора.

Как выглядит ротор асинхронного двигателя

• Ротор протачивается, снимается верхний слой на 2 мм больше толщины магнитов. В бытовых условиях сделать расточку ротора своими руками не всегда представляется возможным, при отсутствии токарного оборудования и навыков. Нужно обратиться к специалистам в токарные мастерские.
• На листе обычной бумаги готовится шаблон для размещения круглых магнитов, Ø 10-20мм, толщиной до 10 мм, с силой притяжения 5-9 кг, на кв/см, размер зависит от величины ротора. Шаблон наклеивается на поверхность ротора, магниты размещаются полосами под углом 15 – 20 градусов относительно оси ротора, по 8 штук в полосе. На рисунке ниже видно, что на некоторых роторах отмечены тёмно-светлые полосы смещения линий магнитного поля относительно его оси.

Установка магнитов на ротор

• Ротор на магнитах рассчитывается так, чтобы получилось четыре группы полос, в группе по 5 полосок, расстояние между группами 2Ø магнита. Промежутки в группе 0.5-1Ø магнита, такое расположение снижает силу залипания ротора к статору, он должен проворачиваться усилиями двух пальцев;
• Ротор на магнитах, сделанный по рассчитанному шаблону, заливается эпоксидной смолой. После того как она немного подсохнет цилиндрическая часть ротора покрывается слоем стекловолокна и опять пропитывается эпоксидной смолой. Это исключит вылет магнитов при вращении ротора. Верхний слой на магнитах не должен превышать первоначального диаметра ротора, который был до проточки. В противном случае ротор не встанет на своё место или при вращении будет тереться об обмотку статора.
• После просушки, ротор можно поставить на место и закрыть крышки;
• Испытывать, электрогенератор необходимо – проворачивать ротор электродрелью, измеряя напряжение на выходе. Количество оборотов при достижении нужного напряжения измеряется тахометром.
• Зная необходимое количество оборотов генератора, ременная передача рассчитывается по методике описанной выше.

Интересный вариант применения, когда электрогенератор на основе асинхронного электродвигателя, используется в схеме электрический мотор-генератор с самоподпиткой. Когда часть мощности вырабатываемой генератором поступает на электродвигатель, который его раскручивает. Остальная энергия расходуется на полезную нагрузку. Осуществив принцип самоподпитки практически можно на долгое время обеспечить дом автономным электропитанием.

Источник: http://MasterpoToku.ru/full/asinhronnyj-generator-instrukcia-kak-sdelat-svoimi-rukami-iz-asinhronnogo-dvigatela.html

Проверка и запуск в работу

После того как генератор будет собран необходимо проверить его на работоспособность. Для этого в качестве нагрузки можно использовать обыкновенную лампочку накаливания.

Причем начальная скорость вращения генератора должна быть небольшой. И по мере ее увеличения яркость накала лампочки должна увеличиваться.

Источник: http://electrikexpert.ru/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Преимущества и области применения

К числу достоинств асинхронных генераторов относят следующие их свойства:

• АГ устойчивы к перегрузкам и КЗ, а также имеют сравнительно простую конструкцию (этим они отличаются от более сложных в исполнении синхронных машин);
• Показатель нелинейных искажений синусоиды у них не превышает 2-х процентов (сравните 15 % у их синхронных аналогов);
• Благодаря низкому значению клирфактора, асинхронные устройства гарантируют высокую устойчивость работы подключённых к ним БИП и ТВ приёмников;
• При электропитании сварочного оборудования они обеспечивают существенное улучшение качества сварки;
• Для стабилизации выходного напряжения в них могут применяться внешние устройства автоматического регулирования;
• Роторы АГ при вращении выделяют ограниченное количество тепла, для компенсации которого не требуется мощных вентиляторных устройств.

Последнее свойство позволяет надёжно герметизировать внутреннюю полость агрегата, то есть защитить её от проникновения пыли и грязи. Благодаря этому обстоятельству существенно расширяется сфера применения асинхронных машин, способных работать в условиях большой запыленности и повышенной влажности.

Возможность герметизации способствует тому, что электрогенераторы асинхронного типа имеют больший показатель по сроку службы и могут эксплуатироваться при пониженных температурах. Добавим к этому, что к каждой из фазных обмоток этих агрегатов допускается подключать нагрузки различной мощности.

Дополнительная информация. Допустимый показатель неравномерности фазных нагрузок (разница потребляемых ими токов) составляет для АГ порядка 70%, что невозможно реализовать при работе с синхронными агрегатами.

К легко устранимому в процессе эксплуатации недостатку следует отнести довольно «тяжелые» пусковые характеристики генератора, что удаётся исправить за счёт установки в них специальных стартовых усилителей (рисунок далее по тексту).

Схема стартового генератора

Указанные устройства обеспечивают возможность плавного вывода генератора в рабочий режим даже при значительных по величине пусковых токах.

Во всём остальном АГ обладают бесспорными преимуществами над синхронными машинами, некоторые различия с которыми были рассмотрены ранее. Благодаря этим достоинствам, они широко применяются в качестве источников электроэнергии в следующих хозяйственных областях:

• Для энергоснабжения оборудования с реостатным или рекуперативным режимом торможения (подъёмные краны, транспортёры и тому подобное);
• В промышленном оборудовании, не нуждающемся в компенсации паразитной реактивной мощности и к которому не предъявляют высоких требований по качеству поставляемой энергии;
• В бытовых и полевых условиях, где требуются источники дешёвой электроэнергии с механическим приводом от дизельного двигателя;
• В качестве мощного зарядного устройства, обеспечивающего подзарядку АКБ в автомастерских, например.

Помимо этого, они могут использоваться как источники электроснабжения, к которым подключаются сварочные агрегаты, а также для обеспечения бесперебойного питания особо важных объектов здравоохранения.

Источник: http://MasterpoToku.ru/full/asinhronnyj-generator-instrukcia-kak-sdelat-svoimi-rukami-iz-asinhronnogo-dvigatela.html

Список использованной литературы

• Кацман М.М. «Электрические машины»  2013
• А.А. Усольцев «Электрические машины» 2013
• Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

Источник: http://asutpp.ru/asinxronnyj-generator.html

Фото генераторов из асинхронного двигателя

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Источник: http://electrikexpert.ru/generator-iz-asinxronnogo-dvigatelya/

Преимущества и недостатки собственноручной сборки

К положительным сторонам самодельного изготовления электрогенератора своими руками можно отнести:

Повышение собственной самооценки, что крайне важно для мужчин. Удачно собранный агрегат может стать предметом не только альтернативного источника питания, но и гордости

Значительная экономия финансов. Способность создать такой аппарат, который бы отвечал всем заявленным требованиям.

Помимо этого, процесс может усложняться и иметь массу негативных последствий:

Возможно, агрегат будет часто ломаться, что обусловлено невозможностью герметичного соединения всех отделов генератора. Неправильное подключение или расчет мощности приведет к неисправности генератора, а также снизит его продуктивность на порядок

Требуется определенный навык в работе, а также осторожность, поскольку все работы осуществляются с электричеством, с которым, как известно, шутки плохи

Интересный вариант. Электрогенератор из велосипеда

Источник: http://MasterpoToku.ru/full/asinhronnyj-generator-instrukcia-kak-sdelat-svoimi-rukami-iz-asinhronnogo-dvigatela.html