Diseño de la etapa de potencia y de control para un vehículo eléctrico experimental
DOI:
https://doi.org/10.52428/20758944.v17i50.19Palabras clave:
Banco de baterías, Etapa electrónica de control, Fuerza de tracción total, Inversor trifásico, Motor sin escobillasResumen
Se realizó el diseño del circuito de control y la etapa de potencia para un vehículo eléctrico experimental con dos motores de corriente continua sin escobillas (motor Brushless - BLDC) en rueda de 40 kW cada uno, que distribuye la energía proveniente del banco de baterías de litio seleccionado LiFeMnPO4 de 230 Vdc y 100 Ah, definido por el consumo de voltaje y corriente de ambos motores de 205 Vdc y 500 A, según la necesidad de torque de un vehículo de 1000 kg, calculado a partir del análisis dinámico y el cálculo de los parámetros eléctricos de consumo según las gráficas de performance del motor.
La etapa de control recibe las señales de entradas definidas como el acelerador, el freno, la dirección de marcha y el giro del volante, estas se procesan y envían la información a los microcontroladores esclavos de cada motor; según la secuencia de los tres sensores de posición hall de cada rueda, además de controlar las señales de giro por medio del modelo Ackerman-Jeantand con un sistema electrónico diferencial.
La etapa de potencia se diseñó para recibir las señales de activación y la distribución de energía por señales de modulación de ancho de pulso (PWM), que activan el inversor trifásico de cada motor conformado por grupos de seis pares de transistores de efecto de campo metal –óxido – semiconductor (MOSFET) conectados en paralelo para cada bobina de los motores. Se calculó y seleccionó la protección, la instrumentación del banco de baterías y los conductores de conexión de los motores. Finalmente, mediante el análisis de costos se determinó que los elementos, que constituyen el total del proyecto, tienen un costo de 11521 dólares americanos.
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