Продолжим...! 
Тема: -
автоматическое переключение передач на планетарке NuVinci 360% обратной связью момента нагрузки.
Как и обещал -
реализована механическая модель автоматического изменения передаточного числа вариаторной планетарки NuVinci в зависимости от нагрузки.
Здесь небольшое видео с испытательного стенда.
Небольшая расшифровка представленного на видео фрагмента:
Предлагаю вашему вниманию очередной этап реализации модуля силовой установки для веломобиля на основе вариаторной планетарной втулки NuVinci 360% и электромотора с частотно-импульсным управлением, с автоматической системой передачи по моменту реакции электромотора на нагрузку со стороны планетарки.
Показываю:
1. - Электромотор, мощностью 750 Вт
2. - Аккумуляторная батарея, емкостью 6Ач, напряжением 48 в, собрана последовательным соединением 4-х аккумуляторов 6Ач, 12 в.
3. - Контроллер частотно-импульсного управления
4. - Ручка управления контроллера (ручка управления ширины и частоты следования импульсов питания электромотора).
5. - Вариаторная планетарная втулка NuVinci 360%
6. - Узел бесступенчатого механизма управления передаточным отношением планетарки.
7. - соединительная цепь звёзд зацепления выходного вала редуктора электромотора и планетарки.
8. - Ось вращательных моментов станины электромотора
9. - Пружина, задающая усилие, уравновешивающее вращательный момент электромотора.
10. - Механизм механической связи плеча моментов нагрузки электромотора с узлом механизма управления. В качестве тяг управления, вместо исходной системы тросиков, используется капроновая леска диаметром 0.8 мм, предварительно напряжённая резиновой тягой для реверсирования направления механизма изменения передаточного отношения планетарки, при изменении величины момента нагрузки электромотора.
- Это статика.
Теперь динамика.
1.- Ручкой управления электромотора фиксируем некоторую частоту его вращения.
2.- Обратная связь настроена таким образом, что с ростом нагрузки уменьшается передаточное отношение между входным и выходным валом планетарки, при этом диапазон изменения передаточного отношения достигает 360%.
3. - Создаём нагрузку на корпус планетарки и смотрим, как изменяется положение механизма управления передаточным отношением планетарки от начальной величины, до конечной и обратно. Видно, что количество оборотов электромотора не меняется, а при изменении нагрузки в большую сторону выбирается понижающая передача механизмом изменения передаточного отношения планетарки и наоборот, при уменьшении нагрузки выбирается повышающая передача.
Дополнение.
Тяговые характеристики системы.
Из формулы работы:
A=F*S , [Дж], переходим к:
Формула мощности
P=F*Pi*D*f, [Вт] [1],
где:
Pi=3.1415926 - число пи;
D=0.076 м - диаметр выходной звезды после планетарного редуктора электромотора (Коэффициент редукции = 1:3) по линии цепи;
f = 400 об/мин = 6.67 об/сек = 6.67 [Гц] - частота вращения этой звезды;
P=750 Вт - номинальная мощность электромотора.
Из формулы [1] получаем силу натяжения цепи между электромотором и планетаркой:
F=P/(Pi*D*f) =471.2 н = 48.03 кГ [2].
Учитывая коэффициент передачи планетарки на границах диапазона
n1=0.5 - понижающий и
n2=1.8 - повышающий, получим диапазон тяг (при том же диаметре звёзд на выходе планетарки, что и на входе -
D=0.076 м), диапазон силы тяги на выходе будет от 942.39 н = 96.06 кГ, до 261.78 н = 26.68 кГ.
Если выходная звезда на колесе по линии цепи будет в 1.83 раза больше (
как предполагалось) - диаметром = 0.139 м, то исходя из соотношения моментов L1*F1=L2*F2, где L1=0.139/2 м, F1=(в диапазоне 942.39 н - 261.78 н), а L2=0.673/2 м - 0.673 - диаметр колеса велосипеда, сила тяги на колесе составит F1*L1/L2={194.57 н - 54.04 н}={19.83 кГ - 5.51 кГ}.
Характеристики моментов обратной связи.
Если исходить из текущей геометрии системы обратной связи, то по плечам моментов при номинальной силе по формуле [2] = 48 кГ, максимальное усилие на пружину, компенсирующую момент натяжения цепи, составит 48*14/19=35.36 кГ, здесь 14 см - плечо момента по линии тяги цепи, а 19 см - плечо момента в месте установки опорной пружины. Пружина, использовавшаяся в эксперименте с обратной связью, имеет длину 9.2 см и коэффициент силы сжатия 1.33 кГ/см и максимальную силу сжатия = 9.3 кГ. Весь диапазон перекрывался пружиной с длины от 7 см и до 4 см., поэтому, для полного захвата диапазона регулирования передаточного отношения понадобится усилие 35.36/9.3 = 3.8 = (округляем до целого) = 4-х таких пружин.
p.s.
marat99 писал(а):
...однако, я так понял дядю Сашу что это для походов - там проще найти бензин(или просто везти с собой запас) чем зарядить аккумы
- Верно!
warn писал(а):4ondul Ладна:
Если уж и мерить нагрузку так сильно хотите, то есть 3 не сложных способа.
1 Падение напряжение на моторе
2 Самый правильный я считаю, шумы
3 Сила тока в цепи
1. - 1, 3 способы (напряжение, ток) понятны, но для частотно-импульсного управления параметры тока и напряжения нужно перевести ещё на язык, доступный для организации обратной связи.
К сожалению, мне непонятно, откуда снимать сигнал, с каких точек контроллера и нет осциллографа, чтобы по осциллограммам выбрать сигнал обратной связи...
2. - 2 способ не совсем понятен - что значит сигнал в виде шума и откуда он берётся? - если с микрофона..., то какая-нибудь завывающая трещётка может стать помехой управления..., а так же - шум камней по днищу.... во время езды... Если шум в электрической цепи..., то мне этот метод тоже не нравится - откуда его брать и как фильтровать в обратную связь...
3. - На мой взгляд, достаточно подложить под пяту опоры двигателя через резиновую прокладку или пружину - тензо-датчик, пьезо-датчик, что позволит непосредственно измерять реакцию силы момента опоры на внешнюю нагрузку, а уж дальше - тензометрическим усилителем через серводвигатель отработать обратную связь управления передаточным отношением, как это получается в механической системе управления... Такие серво-двигатели используют в авиамоделировании и где-то на соответствующих сайтах их предлагают приобрести.
Стоимость планетарок NuVinci на ebae - порядка 200$, так что вполне доступно по карману...
так как потеря на проводах при максимальной нагрузке будет достигать 4-5 вольт.
То есть, вот вам наглядный пример как мерить силу тока без всяких там приборов. Далее, мне кажется аккумуляторы маловаты для буфера.
.... вах-вах-вах.... 