Разработка изготовление и испытания опытного образца отечественного контроллера управления бесколлекторным двигателем c жидкостным охлаждением пиковой мощностью 100 кВт (135 л.с.) для электрических мотоциклов с максимальным напряжением блока АКБ не более 124В. (заключительный)

Объем отчета: 71 с.; иллюстраций: 24, таблиц: 2, приложений: 4, частей: 2, часть 2 (заключительный), количество использованных источников 17 Ключевые слова: бесколлекторный двигатель, контроллер, электромотоцикл, система управления, силовая электроника, электропривод. Цель работы состоит в разработке, изготовлении и проведении испытаний опытного образца отечественного контроллера управления бесколлекторным двигателем c жидкостным охлаждением пиковой мощностью 100 кВт (135 л.с.), предназначенного для электрических мотоциклов с максимальным напряжением блока АКБ не более 124 В. Основные научно-технические проблемы связаны с отсутствием на рынке отечественных контроллеров для управления бесколлекторными двигателями типа BLDC, BLAC мощностью до 100 кВт для электромотоциклов. Результаты: 1. Разработан макет прототипа контроллера, проведен подбор компонентной базы, выполнены работы, связанные с реализацией подключения составных частей. 2. Разработана модульная структура прототипа контроллера, которая обеспечивает возможность его масштабирования, высокую надежность за счет наличия индивидуальной защиты от перегрузок в каждом модуле. 3. Разработана функциональная часть прототипа контроллера, позволяющая реализовать принципы управления, заявленные в проекте. 4. Разработана принципиальная схема платы прототипа контроллера, схема обработки сигналов с датчиков Холла, подключения датчиков тока, модуля управления силовой частью, силового модуля. 5. Разработаны цепи защиты прототипа контроллера – цепей питания, аппаратной защиты от ошибки в формировании управляющего сигнала полумостовой схемы. 6. Разработан блок аккумуляторной батареи для прототипа системы управления, который позволяет реализовать мониторинг состояния батареи, обеспечивает балансировку ячеек при ее заряде. 7. Разработана система безопасности АКБ, обеспечивающая управление силовым реле на основании анализа показаний с датчиков тока и температуры. 8. Разработана программа модуля телеметрии и обработки информации с датчиков температуры, напряжения и тока. 9. Разработаны алгоритмы обработки сигналов для реализации процессов мониторинга. 10. Разработаны алгоритмы формирования информации цифровых интерфейсов. 11. Разработан модуль обработки информации цифровых интерфейсов, который позволяет отобразить основные параметр: температура транзисторов, температура двигателя, показания датчика тока и др. 12. Выполнена трассировка и изготовлена печатная плата прототипа контроллера. 13. Разработана система управления приборной панели с учетом структуры разработанного комплекса. 14. Разработан блок управления кузовом. 15. Произведена сборка прототипа контроллера. 16. Разработана программа и методика испытаний, проведены экспериментальные исследования, которые подтверждают достижение заявленных показателей качества. Согласно разработанной программе и методике испытаний (Приложение В) были проведены экспериментальные исследования работы системы. В результате было установлено, что программно-аппаратное решение, созданное в рамках выполнения проекта, удовлетворяет требованиям, которые заявлены в исходном Техническом задании (Приложение Г), а именно:  Подтверждено достижение количественных параметров, определяющих выполнение продуктом своих функций: 1) Входное напряжение (напряжение батареи): 124 В. 2) Ток коммутации: 500А, кратковременно до 1000А не более 20 сек: параметры одного силового модуля: При Tc=25C постоянный ток 1197A, при Tc=100 постоянный ток 847A. 3) Максимальная мощность электродвигателя: 100 кВт. 4) Емкость АКБ: 111 Ач. 5) Номинальная энергия блока батарей: 13.6 кВт*ч. 6) Заряд блока батарей: 427.5 кКл.  Подтверждено достижение мощностных требований, определяющих выполнение продуктом своих функций: 1) Напряжение питания модулей, напряжение низковольтной линии: не менее 10В. 2) Максимальная мощность электродвигателя: 100 кВт. 3) Напряжение питания контроллера: 10-18 В. 4) Максимальная потребляемая мощность контроллера: 7.2 Вт (цепи управления). 5) Напряжение АКБ мах: 124 В. 6) Напряжение АКБ min: 68В (полностью разряжен).  Подтверждено достижение массогабаритных характеристик: 1) Размер платы (ДхШ): 102х150 мм. 2) Масса: 300гр. 3) Вес АКБ: 135 кг. Результаты НИОКР предназначены для разработки и модернизации систем управления бесколлекторными двигателями, которые выступают приводными устройствами электрических мотоциклов. Предлагаемые подходы позволяют решить такую актуальную проблему, как отсутствие на рынке отечественных контроллеров управления бесколлекторными двигателями типа BLDC, BLAC мощностью до 100 кВт для электромотоциклов. Была подана заявка №2024612212 от 6.02 на регистрацию программы для ЭВМ «Программа для мониторинга состояния бесколлекторного двигателя». Научно-технический уровень выполненных работ в сравнении с лучшими достижениями в рассматриваемой области можно оценить как высокий. Поставленные задачи решены в полном объеме.