Turbo Trainer generátor: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Mindig lenyűgözött az, hogy pedállal hajtom elő az áramot. Íme a véleményem róla.

1. lépés: Egyedi értékesítési pont

VESC6 motorvezérlőt és 192KV -os kimenőt használok regeneratív fékként. Ez meglehetősen egyedülálló a pedálgenerátoroknál, de van még egy része ennek a projektnek, amely szerintem újszerű.

Ha az úton kerékpároz, akkor tehetetlensége van, és ez a pedálok forgását nagyon állandóan tartja egy forradalom során. A turbó edzőgépek nagyon kicsi a tehetetlenséggel, így a pedálok megnyomására a kerék gyorsan felgyorsul/lelassul, és ez természetellenes. Lendkerékeket alkalmaznak ezeknek a sebességingadozásoknak a kiegyenlítésére. Az álló kerékpáros edzőcipők emiatt egy tonnát nyomnak.

Kitaláltam egy alternatív megoldást erre a problémára. A motorvezérlő úgy van konfigurálva, hogy a kifutót „állandó sebességű üzemmódban” forgassa. Az Arduino az UART -on keresztül csatlakozik a VESC6 -hoz, és leolvassa a motor áramát (ami egyenesen arányos a kerék nyomatékával). Az Arduino fokozatosan állítja be a motor fordulatszám -alapértékét, hogy szimulálja a tehetetlenséget és a húzást, amit az úton való kerékpározás során tapasztalna. Akár szabadonfutást is szimulálhat lefelé a dombról, ha motorként működik, hogy a kerék forogjon.

Ragyogóan működik, amint azt a fenti grafikon is mutatja, amely a motor fordulatszámát mutatja. 2105 másodperc előtt hagytam abba a kerékpározást. Láthatja, hogy a következő 8 másodpercben a kerék sebessége fokozatosan csökken, akárcsak akkor, ha leállna egy enyhe lejtőn.

Még mindig nagyon kicsi a sebességváltozás a pedálütésekkel. De ez az életre is igaz és helyesen szimulált.

2. lépés: A teljesítmény leadása

A kerékpározás a leghatékonyabb mechanikai munka. A VESC eszközt használtam a valós idejű teljesítmény mérésére. Pontosan 2 percig kerékpározás előtt nulláztam az értékeket. Olyan intenzitással pedáloztam, amit szerintem körülbelül 30 percig tudtam volna tartani.

2 perc múlva láthatja, hogy 6,15 Wh -t produkáltam. Ami 185 W átlagos teljesítménynek felel meg. Azt hiszem, ez elég jó, tekintettel az ezzel járó veszteségekre.

A motoráramokat a fenti grafikonon láthatja. A VESC6 gyorsan beállítja őket, hogy a motor állandó fordulatszámát fenntartsa a pedálozás által kifejtett ingadozó nyomaték ellenére.

Amikor a pedál leáll, a motor apró energiát fogyaszt, hogy a kerék forogjon. Legalábbis addig, amíg az Arduino észre nem veszi, hogy nem pedálozik, és teljesen le nem állítja a motort. Úgy tűnik, hogy az akkumulátor áramköre majdnem nulla a leállás előtt, így a teljesítménynek legfeljebb pár wattnak kell lennie ahhoz, hogy ténylegesen forgassa a kereket.

3. lépés: A hatékonyság vizsgálata

A VESC6 használata jelentősen javítja a hatékonyságot. A motor váltakozó áramát lényegesen jobban átalakítja egyenáramúvá, mint egy teljes híd egyenirányító. Szerintem 95% felett van a hatékonysága.

Valószínűleg a súrlódó hajtás a gyenge pont a hatékonyság szempontjából. 5 perces kerékpározás után készítettem néhány hőképet.

A motor körülbelül 45 Celsius fokot kapott egy 10 fokos szobában. A kerékpár gumija is elvezette volna a hőt. A szíjhajtású rendszerek ebben a tekintetben felülmúlják ezt a turbógenerátort.

Végeztem egy második 10 perces tesztet, amely átlagosan 180 W volt. Ezután a motor túl forró volt ahhoz, hogy sokáig érintse. Valószínűleg 60 fok körül. És néhány csavar meglazult a 3D nyomtatott műanyagon keresztül! A környező padlón is volt egy vékony vörös gumi porréteg. A súrlódó hajtásrendszerek szarok!

4. lépés: A tehetetlenség és a húzás szimulálása

A szoftver meglehetősen egyszerű, és itt található a GitHub -on. Az általános funkciót ez a sor határozza meg:

RPM = RPM + (a*Motor_áram - b*RPM - c*RPM*RPM - GRADIENT);

Ez fokozatosan állítja be a következő RPM alapértéket (azaz a sebességünket) a kifejtett szimulált erő alapján. Mivel ez 25 -ször másodpercenként fut, hatékonyan integrálja az erőt az idő múlásával. A teljes erőt a következőképpen szimulálják:

Erő = Pedal_Force - Laminar_Drag - Turbulent_Drag - Gradient_Force

A gördülési ellenállás lényegében benne van a gradiens kifejezésben.

5. lépés: Néhány egyéb unalmas pont

Be kellett állítanom a VESC PID sebességszabályozó paramétereit, hogy jobb fordulatszám -tartásokat érjek el. Ez elég könnyű volt.

6. lépés: Amit tanultam

Megtanultam, hogy a súrlódó hajtásmechanizmusok szarok. Mindössze 20 perc kerékpározás után látható gumiabroncs -kopás és gumipor látható. Ezek is hatástalanok. A rendszer többi része álom. Úgy gondolom, hogy egy szíjhajtású generátor 10-20% -os hatékonyságot érhet el, különösen nagyobb fordulatszám mellett. A magasabb fordulatszámok csökkentenék a motoráramokat, és nagyobb feszültséget termelnének, ami szerintem ebben az esetben javítaná a hatékonyságot.

Nincs elég hely a házamban, hogy beállítsam a szíjhajtású rendszer atmét.