openelab.de
openelab.com
24 V:n ja 48 V:n CubeMars AK -toimilaitteen valinta
Jännitteen valinta on helppo aliarvioida Formula Student -toimilait projektissa. Tiimi saattaa valita toimilaitteen vääntömomentin ja nopeuden perusteella ja huomata sitten, etteivät pienjännitejärjestelmä, sulakestrategia, johdotus, virrankulutus tai ohjaimen asetukset vastaa valittua jännitettä. CubeMars AK -malleissa on sekä vain 48 V:lle tarkoitettuja vaihtoehtoja että 24/48 V:n joustavia vaihtoehtoja, joten sähköarkkitehtuurin tulisi olla osa toimilaitteen valintaa alusta alkaen.
Aiheeseen liittyvät CubeMars AK -tuotteet
Tärkeimmät lähtötiedot
| Parametri | CubeMars AK70-10 KV100 | CubeMars AK60-6 V3.0 KV80 | CubeMars AK10-9 V3.0 KV60 | CubeMars AK80-9 V3.0 KV100 |
|---|---|---|---|---|
| Jännite | 24/48 V | 24/48 V | 48 V | 48 V |
| Nimellisvääntömomentti | 8,3 Nm | 3 Nm | 18 Nm | 9 Nm |
| Huippuvääntömomentti | 24,8 Nm | 9 Nm | 53 Nm | 22 Nm |
| Nimellisnopeus | 148/310 rpm | 233/490 rpm | 235 rpm | 390 rpm |
| Kuormittamaton nopeus | 240/480 rpm | 320/640 rpm | 320 rpm | 570 rpm |
| Välityssuhde | 10:1 | 6:1 | 9:1 | 9:1 |
| Paino | 521–621 g | 380 g | 940 g | 490 g |
| Koko | 89 x 50.25 mm | 79 x 43 mm | 98 x 61.7 mm | 98 x 38.5 mm |
| Parhaiten sopiva käyttökohde | Keskikokoinen 24/48 V:n ohjaus tai kompakti toimilaite | Aktiivinen aerodynamiikka, pienet vivustot, kompakti apuliike | Suurta marginaalia vaativa ohjaus ja raskaat mekanismit | Kevyt ohjaus, kompaktit jarrumekanismit, nopea vaste |
Jännitteen valintamatriisi
| Kysymys | 24 V on yleensä hyödyllinen, kun | 48 V on yleensä hyödyllinen, kun |
|---|---|---|
| Tehoarkkitehtuuri | Tiimillä on jo vankka 24 V:n apuväylä | Toimilaitteen alajärjestelmälle on suunniteltu 48 V:n syöttöreitti |
| Virta ja johdotus | Lyhyet työpöytäjohdotukset ja pienempi tehontarve | Suurempaa mekaanista tehoa varten tarvitaan pienempi virta |
| Nopeustavoite | Mekanismi on hidas tai mekaanisesti alennettu | Tarvitaan suurempi nimellisnopeus, ja malli tukee sitä |
| Turvallisuus ja huolto | Yksinkertainen työpöytäkokoonpano ja pienemmän jännitteen käsittely ovat suositeltavia | Tiimillä on selkeät sulake-, erotus-, merkintä- ja huoltomenettelyt |
| Mallin sopivuus | AK60-6 tai AK70-10 voivat toimia 24 V:n järjestelmissä | AK10-9 ja AK80-9 ovat tämän AK-ryhmän 48 V:n vaihtoehtoja |
Jännite on koko järjestelmän päätös
Formula Student -autossa on enemmän rajoitteita kuin testipenkissä. Toimilaitteen jännite vaikuttaa tehonjakojärjestelmään, liitinvalintaan, sulakekestoon, johdinkokoon, jännitteenalenemaan, maadoitukseen, sähkömagneettisiin häiriöihin, huoltomenettelyihin ja siihen, mitä sähkötiimi on valmis tukemaan. Mekaaninen tiimi saattaa haluta 48 V:n nopeuden vuoksi, kun taas sähkötiimi voi suosia pysymistä jo validoidussa 24 V:n virtakiskossa.
Siksi esimerkiksi AK70-10:n ja AK60-6:n kaltaiset 24/48 V:n mallit voivat olla hyödyllisiä. Niiden avulla tiimi voi prototypoida yhdellä jännitteellä ja validoida myöhemmin toisen jännitteen, kunhan ohjainasetukset ja turvarajat on määritetty oikein. Joustavuus on hyödyllistä, mutta se ei saa olla tekosyy sähköisen validoinnin ohittamiselle.
Virta, lämpö ja jännitteenalenema
Tiettyä mekaanista tehotavoitetta varten pienempi jännite tarkoittaa yleensä suurempaa virtaa. Suurempi virta voi vaikeuttaa liittimien valintaa, johtimien mitoitusta, jännitteenaleneman hallintaa ja lämmönhallintaa. Formula Student -alijärjestelmässä tämä voi näkyä siten, että ohjaustoimilaite toimii hyvin testipenkissä, mutta vikaantuu, kun auton akun jännite laskee pitkän testin aikana.
48 V:n järjestelmä voi pienentää virtaa samalla tehotasolla ja mahdollistaa suuremman nopeuden malleissa, joiden teknisissä tiedoissa ilmoitetaan eri nopeusarvot 24 ja 48 voltilla. 48 V edellyttää kuitenkin, että tiimi suhtautuu johdotuksiin, sulakkeisiin, merkintöihin ja huoltopääsyyn kurinalaisemmin. Paras jännite on se, jonka koko ajoneuvo pystyy tukemaan luotettavasti.
Alijärjestelmien esimerkkejä
Kuljettajattomassa ohjauksessa 48 V:n toimilaitejärjestelmästä on usein hyötyä, kun sekä vääntömomentilla että vasteella on merkitystä. Aktiivinen aerodynamiikka voi olla 24 V:lla helpompi toteuttaa, jos kuorma on pieni ja tiimi haluaa yksinkertaisemman prototyypin. Jarrujen käyttövoimajärjestelmässä jännitteen merkitys on vähemmän keskeinen kuin voima, liike, vaste, painepalaute ja vikasietoinen tila.
Testilaitteistossa 24 V voi olla rauhallisempi lähtökohta, kun tavoitteena on ohjelmistokehitys tai CAN-integraatio. Kun tiimi siirtyy ajoneuvotason suorituskykytesteihin, toimilaite on testattava uudelleen lopullisella jännitteellä sekä lopullisilla johdotuksilla, virtarajalla ja ohjainasetuksilla.
Projektin tarkistuslista
- Varmista, tukeeko valittu AK-malli 24:tä volttia, 48:aa volttia vai molempia.
- Määritä virtalähde, sulakepolku, liitintyyppi, johdinkoko ja maadoitussuunnitelma ennen CAD-suunnittelun lukitsemista.
- Arvioi odotetun vääntömomentti- ja nopeusalueen virrankulutus.
- Testaa jännitteenalenema toistuvien ohjaus-, jarru- tai aerodynamiikkasyklien aikana.
- Pidä ohjaimen rajat valitun jännitteen ja toimilaitemallin mukaisina.
- Merkitse johdotukset ja huoltoerottimet selkeästi varikko- ja katsastustöitä varten.
- Testaa toimilaite uudelleen jännitteen, välityssuhteen tai virtarajojen muuttamisen jälkeen.
- Älä siirrä testipenkissä käytettyä jänniteasetusta autoon ilman sähköteknistä tarkistusta.
Suositus
Käytä CubeMars AK10-9 V3.0 KV60- ja CubeMars AK80-9 V3.0 KV100 -malleja, kun projekti on jo valmis käyttämään 48 voltin toimilaiteratkaisua. Käytä CubeMars AK70-10 KV100- tai CubeMars AK60-6 V3.0 KV80 -malleja, kun tiimi tarvitsee 24/48 voltin joustavuutta ohjaukseen, aktiiviseen aerodynamiikkaan, pieniin mekanismeihin tai vaiheittaiseen testaukseen.
Usein kysytyt kysymykset
Onko 48 V aina parempi CubeMars AK -toimilaitteille?
Ei. 48 V voi auttaa nopeuden ja virran suhteen, mutta vain jos ajoneuvon sähköarkkitehtuuri ja turvallisuusmenettelyt tukevat sitä.
Mitkä tässä mainitut CubeMars AK -mallit tukevat 24/48 volttia?
Tässä artikkelissa käytetyissä tiedoissa AK70-10:n ja AK60-6:n ilmoitetaan tukevan 24/48 volttia.
Voiko tiimi prototypoida 24 voltilla ja kilpailla 48 voltilla?
Se voi olla mahdollista tuetuilla malleilla, mutta toimilaite on testattava uudelleen lopullisella jännitteellä, johdotuksella, virtarajoilla ja ohjainasetuksilla.
Miksi pienempi jännite tarkoittaa usein suurempaa virtaa?
Kun tavoiteltu mekaaninen teho on sama, jännitteen pienentäminen yleensä kasvattaa tarvittavaa virtaa, mikä vaikuttaa johtimien kokoon, liittimiin, lämmöntuottoon ja jännitehäviöön.
Pitäisikö ohjauksessa käyttää 48:aa volttia?
Monet ohjausjärjestelmät voivat hyötyä 48 voltin virtalähteestä, mutta lopullinen päätös riippuu vääntömomentista, nopeudesta, johdotuksesta, virtarajoista ja tiimin turvallisuussuunnittelusta.
Riittääkö 24 V aktiiviseen aerodynamiikkaan?
Usein kyllä pienissä läpissä tai DRS-tyyppisissä tutkimusmekanismeissa, erityisesti AK60-6:n kanssa, mutta saranamomentti ja nopeus on silti laskettava.
Mitä pitää testata uudelleen jännitteen muuttamisen jälkeen?
Testaa uudelleen suunta, virta, nopeus, lämpötila, vikakäyttäytyminen, CAN-asetukset ja alijärjestelmän toiminta kuormitettuna.
Missä tiimit voivat vertailla tuotevaihtoehtoja?
Käytä tuotteiden sivuja: CubeMars AK70-10 KV100, CubeMars AK60-6 V3.0 KV80, CubeMars AK10-9 V3.0 KV60 ja CubeMars AK80-9 V3.0 KV100.
