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Motoretta elettrica 3/3

progetto open source motoretta elettrica

Motoretta elettrica, terza parte. Questo progetto fai da te ha carattere sperimentale in quanto il telaio e gli altri organi meccanici sono stati appositamente realizzati per questo scopo.

Le prime prove vanno effettuate al banco, con la ruota del motorino rialzata e spostando a mano lo slider. Verificate innanzitutto che la tensione presente sul pin 11 di U3a vari tra circa 0,5 e 1,5 volt in funzione della posizione dello slider. Se disponete di un oscilloscopio potrete anche visualizzare il treno di impulsi presente all’uscita del driver T2/T3. Un segnale simile deve essere presente anche ai capi del motore. Con un amperometro a pinza controllate l’assorbimento del circuito nelle varie condizioni di lavoro: la corrente può raggiungere anche gli 80 ampère nelle condizioni più critiche.

A questo punto fissate lo slider al dispositivo di accelerazione e regolate i trimmer R33 (velocità massima) ed R38 (velocità minima) in modo da ottenere un’escursione ottimale della manopola dell’acceleratore. Con i trimmer R27 e R17 è invece possibile regolare la rampa di accelerazione in modo da evitare strappi durante gli avviamenti. Con questo veicolo abbiamo percorso circa 1.000 chilometri con i seguenti risultati:

    - Velocità massima raggiunta in pianura con batterie cariche e con un carico di 75 Kg: 45Km/h;
    - Pendenza massima superata con lo stesso carico: 15%;
    - Autonomia (con batterie cariche al 90%): 95 Km;
    - Assorbimento in pianura alla massima velocità: 10 ampère;
    - Assorbimento in salita con pendenza dell’ordine del 10%: 30-35 ampère;
    - Corrente assorbita dal motore allo spunto: 50÷80 ampère.

Riteniamo che queste prestazioni siano più che sufficienti per la maggior parte degli impieghi e che pertanto questo progetto possa trovare un reale impiego pratico. Il motore e la meccanica di trasmissione Per realizzare la nostra motoretta elettrica abbiamo utilizzato uno dei telai prodotti alcuni anni fa dalla ditta TGR di Ozzano Emilia; questi telai dovevano essere utilizzati per realizzare una piccola serie di motocicli a trazione elettrica; in effetti alcuni vennero realmente impiegati per questo scopo mentre altri furono commercializzati senza l’equipaggiamento elettrico. Il telaio da noi utilizzato dispone di un alloggiamento per le batterie e di altri accorgimenti che consentono di elettrificare facilmente il veicolo.

Quanti sono intenzionati a costruire questa moto dovranno, osservando le foto ed i disegni, realizzare un telaio quanto più possibile simile al nostro, eventualmente adattando un telaio di recupero. I telai della TGR, infatti, non vengono più prodotti da alcuni anni. Il motore a magneti permanenti utilizzato nel progetto presenta le seguenti caratteristiche: tensione nominale: 48 volt, corrente assorbita: 10 A (80A allo spunto), potenza resa: 400 watt, velocità di rotazione massima: 4.700 giri/min, coppia massima: 1.1 Nm, peso: 4,5 Kg. Il motore dispone di un doppio sistema di ventilazione (ventola applicata all’indotto ed elettroventilatore applicato allo scudo posteriore) che garantisce un ottimo raffreddamento ed un rendimento costante in tutte le condizioni di lavoro.

L’elettroventilatore, che ha un assorbimento limitato (solo 3,5 watt), viene azionato automaticamente da un sensore termico che entra in funzione quando la temperatura supera i 50 gradi. Il motore, prodotto dalla ditta Polymotor di Genova, è fissato alla parte posteriore del telaio, quasi sotto la sella. Il moto viene trasmesso mediante due cinghie; la prima (tipo 300L050) collega la puleggia a 10 denti del motore alla puleggia dentata a 52 denti del rinvio; la seconda (tipo MT1294103) collega la puleggia a 21 denti del rinvio alla puleggia dentata a 61 denti fissata alla ruota posteriore della motoretta. Complessivamente il rapporto di trasmissione è di circa 1 a 15,1. Le batterie vanno montate nell’apposito alloggiamento predisposto sotto il telaio. Così facendo si abbassa il baricentro del veicolo in modo da ottenere una migliore stabilità nonché una buona tenuta di strada.

Piano di cablaggio generale

Il chopper rappresenta il “cuore” della nostra motoretta; tramite questa scheda è possibile infatti regolare la velocità del motore elettrico e quindi l’andatura del veicolo. Si tratta anche dell’unico circuito elettronico utilizzato in questo progetto. Nel montare questa scheda bisogna tenere conto delle elevate correnti che circolano nello stadio di potenza ed adottare tutti gli accorgimenti del caso. La basetta è fissata meccanicamente ad una piastra di alluminio che funge da dissipatore e da supporto per i semiconduttori dello stadio di potenza.

Gli otto mosfet sono fissati direttamente al dissipatore; i drain risultano pertanto collegati elettricamente alla piastra alla quale fanno anche capo il polo negativo del motore e gli anodi dei tre diodi di potenza. Per questo motivo la piastra va isolata dal telaio della motoretta.

cablaggio_generale_motoretta_elettrica

Gli otto source dei mosfet sono collegati a massa tramite una barra metallica di sezione adeguata. Anche il transistor di potenza T4 va fissato al dissipatore; in questo caso, tuttavia, è necessario utilizzare un kit di isolamento per evitare un corto circuito tra questo componente ed i mosfet. Per i collegamenti tra la piastra ed i componenti esterni bisogna fare riferimento alle lettere riportate sullo stampato: ai punti A e C vanno collegati rispettivamente il polo positivo e quello negativo della batteria mentre tra il punto A e la barra di dissipazione va collegato il motore elettrico; il diodo D3 è collegato tra il punto B e la barra mentre i diodi D1 e D2 sono collegati in parallelo al motore ovvero tra la barra di alluminio ed il punto A.

Tra i punti D ed E è disponibile la tensione a 12 volt per i servizi mentre il transistor di potenza montato sul dissipatore va collegato ai morsetti contraddistinti dalle lettere F, G e H. Infine, alla morsettiera contraddistinta dalle lettere I, L e M va collegato lo slider che controlla la velocità. I disegni e le foto riportate a fianco chiariscono eventuali dubbi in merito a questi collegamenti. Vogliamo infine sottolineare due aspetti di questo progetto che non vanno assolutamente trascurati. Ci riferiamo innanzitutto all’inquinamento prodotto da questo veicolo che è praticamente nullo sia per quanto concerne l’emissione nell’atmosfera di gas tossici sia per quanto riguarda l’inquinamento acustico.

Il secondo aspetto riguarda i consumi ed il costo di esercizio: l’energia elettrica necessaria alla ricarica delle batterie (circa 2 Kw) viene a costare 1.000 lire e pertanto il costo chilometrico (tenendo conto che con un “pieno” di corrente si percorrono 100 chilometri) è di circa 10 lire/Km: nemmeno lontanamente paragonabile con quello di un veicolo con motore a scoppio. Cosa aspettate, dunque, a realizzare questa moto?

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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