Conclusiones clave:
- El tipo de controlador depende del nivel de potencia de los motores y del requisito de voltaje
- Algunas unidades de controlador de velocidad de bicicletas eléctricas permiten características como asistencia de pedal variable
- Los amperios más altos requerirán un cable más grueso y un cableado del controlador
Al intentar decidir qué controlador usar en su nueva bicicleta eléctrica, hay varias opciones a considerar. Primero, asegúrese de los requisitos de voltaje y corriente y de que el controlador pueda manejarlos. Hacer funcionar demasiados amperios a través de un controlador puede hacer que se sobrecaliente.
Tipos de controladores de velocidad para diferentes motores
Es importante elegir un controlador de motor que coincida con la potencia nominal del motor eléctrico que está utilizando, así como con el voltaje de la batería. Un controlador de 24 voltios y una batería de 6 celdas operarán un motor de 36 V, pero la velocidad de los motores será limitada y no alcanzará la salida reclamada en vatios. Sin embargo, si se ejecuta un controlador clasificado para menos voltios que la batería y el motor, se corre el riesgo de sobrecalentar y quemar los conectores.
Elegir un controlador de velocidad para su motor
También es importante hacer coincidir el controlador y el tipo de motor. Un motor sin escobillas requiere un controlador de motor sin escobillas. Algunos controladores requieren un motor con sensores Hall, mientras que otros pueden funcionar sin sensores. Los motores de reluctancia conmutada funcionan mejor con un controlador de onda sinusoidal sofisticado. Este tipo de controlador sin escobillas tiene un costo adicional pero proporciona una aceleración más suave.
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Controladores para motores cepillados
Un controlador de motor cepillado para bicicleta eléctrica de 500 W es más simple que el típico controlador de velocidad sin escobillas. La velocidad de un motor de CC con escobillas depende del voltaje de entrada y puede controlarse mediante un reóstato, por lo que no es estrictamente necesario un controlador electrónico. Los motores con escobillas también tienden a ser menos eficientes, por lo que una eBike con motor con escobillas no tendrá tanta autonomía con las baterías habituales de 36 a 48 voltios. Esta es la razón por la que la mayoría de los fabricantes de bicicletas eléctricas han optado por utilizar motores sin escobillas.
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Controladores para motores sin escobillas
La mayoría de las bicicletas eléctricas utilizan motores de CC sin escobillas. Estos requieren el uso de un controlador de motor sin escobillas. Pueden depender de sensores internos en el motor para conocer la velocidad de rotación del motor u operar en función de la retroalimentación en los cables de alimentación.
Controladores con sensores vs sin sensores
Si su kit de conversión de eBike tiene un motor que incluye sensores Hall, tiene la opción de usar un controlador de velocidad con sensor o sin sensor. Si tiene un motor sin sensor, deberá usar un controlador de motor sin escobillas que admita una operación sin sensor. Verifique primero la descripción del producto de su motor, si está disponible. De lo contrario, o si no puede encontrar respuestas en la información del producto, busque la cantidad de cables en el motor. Un motor con sensores generalmente tendrá de tres a cinco cables adicionales junto con su conector del acelerador de cables.
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Motores de accionamiento directo frente a motores con engranajes
Los motores de transmisión directa pueden requerir un controlador de corriente más alto que el que se necesitaría con un motorreductor que proporcione vatios de salida pico similares. Esto se debe a que los motores de transmisión directa usan un par de arranque alto, lo que significa que se necesitará un controlador de pico de amperaje más alto para evitar daños en el controlador. Sin embargo, los motores con engranajes funcionarán a un voltaje más alto.
Voltaje y Corriente
Además de hacer coincidir el controlador de velocidad del motor con el tipo de motor utilizado en su kit de conversión de eBike, es esencial asegurarse de que el controlador del motor sin escobillas de la bicicleta eléctrica funcione con los requisitos continuos de potencia y amperaje del motor y el sistema de batería. Un motor de pico de 36 voltios y 500 vatios requerirá un controlador con una capacidad de 14 amperios.
Opciones adicionales del controlador de velocidad del motor
Los diseños modernos del controlador de velocidad del motor eBike permiten un control de velocidad preciso y bajo nivel de ruido. Un controlador de scooter eléctrico de tipo de onda sinusoidal proporciona arranques suaves y reduce la fluctuación del par.
Asistencia variable
Los controladores de motor de bicicleta eléctrica de 36 V 500 W comúnmente disponibles tienen conectores para los cables del sensor de velocidad y del acelerador y pueden proporcionar una aceleración suave y ofrecer múltiples modos de asistencia de pedal. Si desea opciones como una pantalla que muestre la velocidad, el voltaje y el nivel de asistencia eléctrica, asegúrese de que el controlador de velocidad del motor tenga el cableado y los conectores adecuados.
Control de velocidad
Algunas bicicletas eléctricas le permiten establecer límites de velocidad cuando usa la asistencia del acelerador. Esto generalmente se logra a través de la programación del controlador de velocidad del motor. Hay controladores sofisticados que proporcionan datos de bus CAN para que pueda usar una pantalla para mostrar el nivel de energía, el voltaje de la batería, la velocidad y el rango restante estimado.
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Regeneración de energía de aceleradores y frenos
Si el motor y el engranaje de transmisión lo permiten, algunos controladores de velocidad de scooters eléctricos y sistemas de control de bicicletas eléctricas permiten que el motor funcione como un generador cuando reduce la velocidad o va cuesta abajo. Esto puede extender el rango en algunas áreas hasta en un 10 por ciento.
ESTADO:
Los MOSFET, como los que se utilizan en los controladores de velocidad del motor eBike, son el dispositivo semiconductor más producido en el mundo.
En 2009 había más de 200 000 bicicletas eléctricas en funcionamiento en los Estados Unidos.
Fuentes:
https://en.wikipedia.org/wiki/Power_semiconductor_device
Artículo 430 Motores, Circuitos de Motores y Controladores
Conceptos básicos de MOSFET de potencia
Krishnan, Ramu. (2001). Accionamientos de motores eléctricos: modelado, análisis y control.
Caracterización de motores pequeños de CC con escobillas y sin escobillassapps.dtic.mil dtic fulltext