Projeto Bicicleta motorizada
Autor: Felipe Martins | Publicado: 2013-05-21T18:42:00-07:00

Motor
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Comentei em um post passado que ganhei um motor e estava querendo coloca-lo na minha bike.
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Bom, como eu ganhei ele, não tenho muitas informações sobre ele, sei apenas que antes ele era usado para mover uma cadeira de rodas elétrica e que está a muito tempo parado. Pelos testes que fiz nele em giro livre, dá para perceber que ele não está funcionando direito.








&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Independente disso, quero testar a ideia, por isso mandei fazer uma peça para encaixar no eixo do motor e transmitir o torque para a coroa.





Pretendo fazer algo parecido com isso:





&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Para ter uma noção de como o motor se sairia quando estivesse montado, fiz alguns experimentos exigindo pouco do motor, até porque utilizei uma fonte de apenas 12V e 10A. Obtive os seguintes resultados:



Torque (Nm)Corrente (A)RPM
0,023,51627
0,074968
0,145725
0,216,5529


&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Com base nesses resultados, fiz uma tabela para ter uma noção de como o motor irá agir com uma rotação menor e um torque mais forte.



&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Quando analisei esses gráficos, me lembrei de alguns gráficos parecidos que fiz há um tempo. Enquanto trabalhava no CECB, trabalhei em um projeto de uma cadeira de rodas elétrica. Nesse projeto, a princípio, não tive muitas informações sobre o motor, então fiz a mesma coisa para descobrir os valores de torque, RPM e corrente, contudo, depois de um tempo procurando por mais informações, descobri a marca e moque do motor, com isso achei seu datasheet na internet, o que torna o trabalho muito mais fácil.







&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Com as informações no datasheet e nos meus testes, foi possível calcular como será a potência dele e, infelizmente, como não tive as informações sobre o motor antes de construir a parte mecânica, ele ficou com uma redução inapropriada. Pelos meus cálculos, em condições ideais, em um minuto, a bike passará de 30Km/h para 66Km/h, o que seria uma boa aceleração, mas, antes disso, por conta do alto torque e lenta rotação, ele consumirá uma corrente de 60A. Com essa corrente, o motor iria super aquecer e queimar, isso sem contar que o motor vai perdendo força a media que aquece. O projeto da cadeira elétrica não foi pra frente por isso, o consumo de corrente ficava em torno de 30~40A, aquecendo assim o motor e então seu rendimento caia, dando a impressão que o motor era fraco, isso sem contar que a bateria de 60 Ah descarregava em cerca de uma hora.

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Analisando as curvas de potência, corrente, torque e rotação do motor é possível calcular uma redução para que o motor trabalhe com o melhor desempenho possível. Desconsiderando as forças dissipativas e uma redução apropriada no motor, a bicicleta passaria de 30 Km/h para 60 Km/h em um minuto e consumindo apenas 15A. Na prática, em condições normais, ficaria algo em torno de 30 Km/h a 40 km/h na reta.



Controlador

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; O controlador tem função de controlar a corrente do motor sem alterar a tensão que lhe é aplicada, já que a diminuição da tensão causa, por exemplo, problemas na rotação e a perda de torque. A ideia é simples:

&nbsp;Podemos variar a intensidade da corrente no motor &nbsp;se o alimentarmos com pulsos e controlarmos a duração deles, o famoso controle PWM ou controle por modulação de pulso.

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; O controlador que eu vou utilizar é o que postei há alguns dias (Link). Construí ele pensando no motor "sanguessuga" da cadeira de rodas, portando ele é feito pra aguentar correntes de pico de até 60A e trabalhar com uma tensão de 8V a 24V.

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Esse controlador que postei, no entanto, é só uma palinha do que estou projetando. Ele vai monitorar corrente, tensão, carga, temperatura das baterias e do motor. Com esses dados, ele irá controlará com a potência do motor com maior eficácia e prolongar a vida útil das baterias. Além disso, estou analisando a possibilidade de usar o mesmo controle PWM do motor para carregar as baterias, diminuindo assim o custo do projeto, visto que o controlador vai ser também o carregador. O foco do projeto construir um controlador de fácil instalação e compatível com vários tipos de baterias e motores elétricos entre 24V e 96V, contudo falta verba para levar o projeto adiante. =/

No próximo post, falarei sobre a escolha das baterias e como dimensiona-las.
Abraço e até a próxima!



Prática

&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;Umas fotos do projeto:

Meu camelo






Motor e suporte













&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; Antes de descobrir qual era o motor que tinha, fiz boa parte da estrutura, então não levei em consideração a redução. A atual redução é de 1,5:1 e ainda por cima ela ficou com a corrente folgada. Vou primeiro tentar construir um redutor para o motor ou então, caso a ideia do redutor falhar, fazer um tensor de corrente.