Áramerősség ("A" - Amper):
Az elektromos áram erősségének mértékegysége az amper. A mértékegység jele: "A" Egy amper az elektromos áramerőssége annak az állandó áramnak, amely két egyenes, párhuzamos, végtelen hosszúságú, elhanyagolhatóan kicsiny kör keresztmetszetű és egymástól 1 méter távolságban, vákuumban elhelyezkedő vezetőben fenntartva, e két vezető között méterenként 2·10‒7 newton erőt hoz létre. A mértékegység a nevét francia fizikusról, André-Marie Ampère-ről kapta.
Akkumulátor:
Az akkumulátor energiatároló berendezés, amely töltéskor a bevezetett villamos energiát vegyi energiává alakítja át, vegyi energia formájában huzamosabb ideig tárolni tudja, majd kisütéskor villamos energiává alakítja vissza. Az akkumulátor közvetlenül csak egyenfeszültség tárolására, szolgáltatására alkalmas.
Az akkumulátorra fogyasztót kapcsolva (kisütés) az akkumulátor úgy működik, mint egy galvánelem; a töltésszétválasztó folyamat közben elektródáinak anyaga átalakul. Amikor ez a folyamat teljesen végbement, az akkumulátor kisütött állapotba kerül, a kezdeti feszültségértéke lecsökken.
A töltés során a kapcsaira adott feszültség hatására töltőáram alakul ki (ilyenkor az akkumulátor mint fogyasztó, energiát vesz fel), melynek hatására az előbbi vegyi folyamat fordított irányban megy végbe, és az elektródák anyaga eredeti állapotba kerül vissza. A folyamat végén az akkumulátor feltöltődött, és ismét képes energiát szolgáltatni.
Az akkumulátor kapocsfeszültsége a kisütés során folyamatosan csökken, a töltés során folyamatosan nő.
Ha kisütés közben kapocsfeszültsége a – típusától függő – érték alá esik, az akkumulátor kisült, a kisütést be kell fejezni, mert a további terhelés az akkumulátor károsodását okozhatja. A töltést szintén be kell fejezni, amikor a kapocsfeszültség a töltésre megadott értéket eléri. A túltöltés ugyanúgy tönkreteheti az akkumulátort, mint a megengedettnél nagyobb kisütés.
Akkumulátoraink maximális töltési ideje 8 óra, a túltöltés elkerülésének érdekében kérjük ezt vegyék figyelembe. A túltöltés egyértelmű jele a felpúposodott akkumulátor. Felhívjuk kedves Vásárlóink figyelmét, hogy a maximális töltési idő (8 óra) betartása különösen fontos, mivel a felpúposodott akkumulátorokra nem vonatkozik garancia. Akkumulátorait akkor is vegye le a töltőről, ha a töltőberendezésen a 8 óra elteltével még mindig a piros led világít.
A túltöltést időkapcsolóval tudja megelőzni, melyet bármely nagyáruházban megvásárolhat.
Az egyenáramú villanymotorokról
A villanyautókban lehet egyenáramú és váltóáramú motorokat is használni, mivel a jelenlegi elektronikus vezérlők segítségével már szinte azonos szintre lehet hozni a különböző villanymotor típusok hatásfokait. Ugyanakkor a váltóáramú motorok vezérlése jóval összetettebb, mint az egyenáramúaké, ezért a továbbiakban csak az egyenáramú motorokról lesz szó. Ha azonban érdekelnek a váltóáramú motorok is, akkor ezekről itt olvashatsz. (A generátorok motorokként is üzemelhetnek és viszont.)
A motorok a legkülönbözőbb méretekben kaphatók, de mind egy célt szolgálnak: az elektromos energiát mechanikai energiává alakítják. A DC motorok olyan motorok, melyek táplálásához egyenáramra van szükség.
Az elektromos motorok a legkényelmesebb forrásai a mozgatóerőnek. Csöndesek és tiszták, azonnal beindulnak és lehetnek olyan kicsik, hogy egy órát működtessenek, vagy olyan nagyok, hogy a világ leggyorsabb villanyvasútjait is hajthatják.
Az egyenáramú motor felépítése és működési elve
Különböző fajta egyenáramú villanymotorok léteznek, de a működési elvük ugyanaz. Ennek megértését segíti a következő ábra.
1. ábra. Az egyenáramú motor működési elve
Az egyenáramú motor állandó mágnesekből áll, melyek között egy vezeték (tekercs) található. Ahhoz, hogy a vezeték alkotta hurok elforduljon, a két végét egyenáramú áramforrásra kell kapcsolni, de úgy, hogy közben a vezeték elfordulhasson a saját tengelye körül. Ahhoz, hogy ez megoldható legyen, a vezető hurkot un. kommutátorra csatlakoztatjuk, melyhez érintkező kefék kapcsolódnak. A kefék biztosítják az elektromos csatlakozást a kommutátorral, miközben az forog, így folyamatos a kapcsolat a vezető hurok és az áramforrás között. A hurokban folyó elektromos áram mágneses mezőt hoz létre, mely kapcsolatba lépve az állandó mágnes mezejével a hurkot elforgatja.
Egy szemléletes, Java-ban írt demonstrációt láthatsz itt.
Az egyenáramú villanymotorok tulajdonságait leíró paraméterek a nyomaték, a teljesítmény és a sebesség. Ezeket vizsgáljuk meg egy kicsit közelebbről a következő sorokban.
A nyomaték
A nyomaték fogalmát olyan erők esetében használjuk, mikor azok forgató hatást fejtenek ki. Nyomatékot fejtünk ki pl. a régebbi telefonok tárcsázásakor, lyukak fúrásakor vagy pl. egy csavar becsavarásakor.
2. ábra. A nyomaték
Mint a 2. ábrán látjuk, a nyomaték a szerszám végére kifejtett függőleges irányú erő hatására jön létre. Ez az F erő a szerszámot az O pont körül fordítja el. A lefelé irányuló erőt felbonthatjuk sugárirányú (Frad) erőre, mely párhuzamos a szerszám erőkarjával, és érintő irányú erőre (Ftan), mely merőleges a szerszám erőkarjára. A sugárirányú erő nem vesz részt a nyomatékban, ellentétben az érintő irányú erővel. Az O pont és az F hatóerő közötti távolságot irányvektornak (r) nevezzük. Az erőkar nyomatéka (l) az O pont és az F erő közötti "derékszögű" távolság.
Ha lecsökkentjük az erőkar nyomatékát azáltal, hogy az erőt az O ponthoz közelebb fejtjük ki, akkor a szükséges nyomaték növekszik.
3. ábra. A kerékre kifejtett nyomaték
A nyomaték meghatározásának képlete:
N = F * r * sin(f)
A sebesség
Az egyenáramú motorok olyan eszközök, melyek az elektromos energiát forgató mozgássá alakítják át. Mikor adott feszültséget kapcsolunk a motorra, akkor az adott sebességgel forog. A forgási sebességnek vagy más néven szögsebességnek (w) a mértékegysége fordulat/másodperc vagy fordulat/perc.
A szögsebességből (w) meghatározhatjuk az érintő irányú sebességet a forgó test bármelyik pontján a következő képlettel:
v = r * w
ahol:
- v - az adott ponton mért érintő irányú sebesség
- r - a forgás középpontjától mért távolság
- w - a szögsebesség
4. ábra. A szögsebesség
Ez az egyenlet csak állandó sebesség esetén használható.
A teljesítmény
A forgó mozgás teljesítményét a következő képlettel határozhatjuk meg:
P = N * w
ahol:
- P - a forgómozgás teljesítménye
- N - a nyomaték
- w - a szögsebesség
Az egyenáramú motor karakterisztikái
Az egyenáramú motorok tervezésekor tisztában kell lennünk a motor karakterisztikáival. Minden motor rendelkezik egy Nyomaték/Sebesség görbével és egy Teljesítmény görbével.
Nyomaték/Sebesség görbe
A következő ábra az egyenáramú motor Nyomaték/Sebesség görbéjét ábrázolja.
5. ábra. Az egyenáramú motor Nyomaték/Sebesség görbéje
Vegyük észre, hogy a nyomaték fordítottan arányos a motor tengelyének sebességével. Más szavakkal egyfajta egyezségre kell jutnunk, hogy mekkora nyomatékot szeretnénk levenni a motorról és hogy mekkora sebességgel kell forognia a motornak. Az egyenáramú motorok két legjellemzőbb tulajdonsága az 5. ábrán látható görbe két szélsőértéke:
- Az indító nyomaték (Ns) az a nyomatékérték, ahol a nyomaték maximális, de a tengely még nem forog
- Az üresjárati sebesség (wn) a motor maximális sebessége, ahol a motor már nem fejt ki nyomatékot
A görbe ennek a két szélsőértéknek az összekötésével rajzolható fel, melyek egyenlete felírható a nyomaték és a szögsebesség nézőpontjából:
N = Ns-w*Ns/wn
w =(Ns-N)*wn/Ns
Feljebb meghatároztuk, hogy a teljesítmény a nyomaték és a szögsebesség szorzata, ami megfelel a Nyomaték/sebesség görbe alatti négyzetnek. Ezt mutatja a következő három ábra.
6. ábra. Kis teljesítmény
7. ábra. Maximális teljesítmény
8. ábra. Kis teljesítmény
A nyomaték és a sebesség közötti fordított arányosság miatt a maximális teljesítményt akkor kapjuk meg, mikor w = 1/2 * wn és N = 1/2 * Ns.
Teljesítmény/Nyomaték és Teljesítmény/Sebesség görbék
A nyomaték és szögsebesség számításait a teljesítmény meghatározásának képletébe behelyettesítve láthatjuk, hogy az egyenáramú motor teljesítménye egy másodfokú egyenletet ad.
P(w)= -(Ns/wn)*w2+Ts*w
P(N)= -(wn*Ns)*N2+wn*N
Ezek a kifejezések megint csak azt mutatják, hogy a maximális kimeneti teljesítményt akkor kapjuk meg, mikor w = 1/2 * wn és N = 1/2 * Ns.
9. ábra. Teljesítmény/Sebesség és Nyomaték/Sebesség görbék
Az anyagot angol nyelven itt találod.
Külső gerjesztésű villanymotorok
A nagyobb teljesítményű egyenáramú motorok már nem állandó mágneseket használnak, mivel a nagy teljesítményfelvételek mellett az állandó mágnesek lemágneseződnének. Ezért célszerű az állórész mágneses mezejét is inkább tekercsekkel létrehozni.
Háromféle kapcsolás létezik:
-
Mellékáramkörű (párhuzamos) kapcsolás - Ez a motor egyenletes sebességgel forog, függetlenül a terheléstől. Olyan ipari alkalmazásokban használjuk ezt a kapcsolást, ahol az indításkor nem szükséges nagy nyomaték.
10. ábra. Mellékáramkörű kapcsolás
11. ábra. A mellékáramkörű kapcsolás Nyomaték/Sebesség görbéje
-
Főáramkörű (soros) kapcsolás - Ennek a motortípusnak a fordulatszáma a terhelés növekedésével automatikusan csökken. A soros motorokat azokban az esetekben használjuk, mikor az indításkor nagyon nagy nyomatékot kell kifejteni, azaz mikor valamilyen nehéz testet kell mozgásba lendíteni (pl. liftnél vagy villanyautónál stb.) A soros motorokat sohasem szabad terhelés nélkül beindítani, mivel ekkor a motor sebessége olyan mértékre gyorsulhat, hogy az tönkreteheti a motort.
12. ábra. Főáramkörű kapcsolás
13. ábra. A főáramkörű kapcsolás Nyomaték/Sebesség görbéje
-
Vegyes áramkörű kapcsolás - Ez a mellék- és főáramkörű kapcsolás kombinációja. A kapcsolás karakterisztikája a kombináció módjának függvényében változhat. Az ilyen motorokat rendszerint ott használják, ahol az indításkor nagy nyomatékot kell kifejteni, de az állandó sebesség is fontos.
Az információt angol nyelven itt olvashatod.
A villanymotor kiválasztása
A villanyautóban a legcélszerűbb a soros kapcsolású egyenáramú motorok használata. Egy tipikus, villanyautókban használt villanymotor képét a következő ábrán láthatod.
14. ábra. Az FB1-4001A típusú motor metszete
Az egyenáramú motorok teljesítménye egyenes arányban van a rákapcsolt feszültséggel és a tekercsekben folyó árammal. Ezt a következő képlettel tudjuk meghatározni:
PLE = U * I * h / 746
A következő táblázatban néhány villanyautóban használt villanymotor teljesítményét láthatjuk lóerőben kifejezve.
|
Típus
|
Feszültség
|
| |
24 V
|
36 V
|
48 V
|
60 V
|
72 V
|
96 V
|
108 V
|
120 V
|
144 V
|
| A00-4009 |
2 LE
|
4 LE
|
6 LE
|
10 LE
|
|
|
|
|
|
| K91-4003 |
|
|
5 LE
|
6 LE
|
8 LE
|
10 LE
|
|
|
|
| L91-4003 |
|
|
|
|
12 LE
|
14 LE
|
|
|
|
| X91-4001 |
|
|
|
|
10 LE
|
12 LE
|
14 LE
|
16 LE
|
20 LE
|
| 203-06-4001A |
|
|
|
|
16 LE
|
19 LE
|
22 LE
|
26 LE
|
|
| FB1-4001A |
|
|
|
|
18 LE
|
21 LE
|
23 LE
|
26 LE
|
30 LE
|
1. táblázat. A különböző típusú DC motorok teljesítménye a feszültség függvényében
A belsőégésű motorok esetében a maximális teljesítményt szokták megadni LE-ben, a villanymotoroknál pedig a folyamatosan leadni képes teljesítményt. Ebből kiindulva nagyon jó közelítéssel meghatározhatjuk a szükséges villanymotor típusát, egyszerűen csak osszuk el 1,6-del a robbanómotor teljesítményét. Tehát:
Pvill = Prob / 1,6
Ha például az átalakítandó autó robbanómotorjának a (csúcs)teljesítménye 45 LE, akkor az átalakításhoz szükséges villanymotor teljesítménye:
Pvill = 45 LE / 1,6 = 28,1 LE
Ezek szerint erre a célra megfelel a 203-06-4001A, de még jobb az FB1-4001A típusú motor. (lásd az 1. táblázatot)
Az áramerősséget növelve nem túl hosszú ideig, azaz kb. 3-5 percig a villanymotorok a névleges teljesítményüknek le tudják adni akár a másfélszeresét, nagyon rövid ideig pedig akár több mint a háromszorosát is. Ezek szerint az FB1-4001A típusú motor pár percig 45 LE-t is tud produkálni, pl. emelkedők esetén vagy gyorsításkor, de kb. 20-30 másodpercig akár 100 LE-t is le tud adni.
Mivel ekkor megnöveltük a motoron keresztülfolyó áram erősségét, azon kívül, hogy ezzel csökkentettük az egy töltéssel megtehető km-ek számát, még a motor is nagyon melegszik. Ha hosszú ideig terheljük túl a motort, akkor az tönkre is mehet (megfelelő hűtés hiányában).
A következő táblázatban a motorok fordulatszámait tekinthetjük meg.
|
Típus
|
Fordulatszám
|
| A00-4009 |
1500 - 4000 / perc
|
| K91-4003 |
1500 - 4000 / perc
|
| L91-4003 |
1500 - 4000 / perc
|
| X91-4001 |
700 - 5000 / perc
|
| 203-06-4001A |
1700 - 4800 / perc
|
| FB1-4001A |
1000 - 5000 / perc
|
2. táblázat. A motorok fordulatszáma
Mint látjuk, ezek a fordulatszámok közel megegyeznek a belsőégésű motorok fordulatszámaival, tehát meghagyva a sebességváltót az autónk sebessége is a megszokott marad, bár a gyorsulási képessége jobb lesz.
Az itt látható adatokat egy amerikai cég honlapjáról vettem (lásd itt), akik kizárólag villanyautók és villanyhajók átalakításához árulnak alkatrészeket és segítenek a számítások, tervezések elvégzésében is.
Forrás: http://www.free-energy.hu/pajert/index.htm?FoAblak=../pajert37/VADCMot.html
Mi az a Pedelec?
Kivi, h, 2010-03-08 03:14
A Bringaexpón alkalmam volt kipróbálni a Pedelec rendszerrel kiegészített Gepida kerékpárokat. Miképp lehetne kifejezni egy szóban tapasztaltakat? Talán az "érdekes" a legjobb szó erre.
A Pedelec rendszer lelke a 25.9V-os Li-ion akkumulátor, és a 250W maximális teljesítményű villanymotor. A hajtás a kerékpár középrészében került elhelyezésre, de itt nem csak a motor található, hanem egy érzékelő is, ami a kerékpáros által kifejtett pedálerőt figyeli. Merthogy a Pedelec nem csupán egy elektromos kerékpár: a motor attól függően segít be a hajtásba, hogy a kerékpáros milyen erővel pedálozik. Kis erőkifejtésnél kevesebbet, nagyobbnál többet segít.
A legérdekesebb az elindulás: az ember általában megszokja, hogy induláskor mekkora erővel kell tekerni, hogy a kerékpár mozgásba lendüljön. Itt viszont olyan érzésem volt, mintha valaki hátulról igen erősen megtolt volna. Teljesen valószerűtlen érzés, hogy épphogy rálépek a pedálra, de a kerékpár máris meglódul. Folyamatos haladás közben nem érzékelhető ennyire a rásegítés, de gyorsításkor újra és újra meglepett, hogy mennyire nincs arányban az általam kifejtett erő, és a kerékpár gyorsulása.
Egy komoly problémám van vele: az ár. A Pedelec kerékpárok ára valahol 450-500e forint körül mozog, ami a tömeges elterjedést valószínüleg igencsak megnehezíti. Mert jellegében ez ugyanúgy "csak" egy kerékpár, mint a hagyományos társai. Lényegesen gyorsabb haladást nem nagyon tesz lehetővé, mert az elektromos rásegítés 25km/h felett már nem avatkozik be. Viszont kényelmes tempóban kerekezve sokkal kisebb emberi erőkifejtésre van szükség.
Hogy kik lehetnek a potenciális Pedelec felhasználók? Talán azok a (leendő) bringások, akik alapvetően szeretnek kerékpározni, de fizikailag nem tudnak annyi erőt kifejteni, ami a folyamatos és biztonságos haladáshoz szükséges. Jópofa, érdekes dolog ez, meglátjuk mi lesz belőle.
Békéscsabai üzletünkbe várjuk a vidéki és békéscsabai érdeklődőket egyaránt.
Békéscsabán egyedülállóan próbapályán zárt biztonságos körülmények között próbálhatja ki Ön vagy akár családtagjai is bármely készletenlévő elektromos kerékpárunkat. Békéscsaba külterületére válllajuk a kész beüzemelt elektromos kerékpárok kiszállítását értéktől és tipustól függetlenül.
Gyors kiszolgálás, kártyás fizetési lehetőség, garancia, folyamatos alkatrészellátás, szervíz.
=
www.Elektromos-Kerekpar.hu
elektromos kerékpár békéscsaba
