具有發(fā)電功能的儲能小車

孫逸潔，馬蕾

（鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州，450000）

0 引言

本文設(shè)計一輛具有發(fā)電功能的智能小車，小車以法拉電容為唯一儲能元件，一次完整的充電過程限定在5m之內(nèi)?；静糠忠笮≤嚲哂谐潆娭甘?、一鍵啟動、沿直線行駛、實時顯示行駛距離等功能。發(fā)揮部分要求小車可沿直徑為60cm的圓循跡，且能探測車下方的硬幣數(shù)量，且要求行駛距離越遠越好。根據(jù)以上分析可知，小車需要液晶屏、信號采集電路、驅(qū)動電路等，題目要求充電電容作為唯一的儲能元件，且限定了發(fā)電距離。想要完成基本部分和發(fā)揮部分的各項功能，低功耗設(shè)計將是系統(tǒng)方案的重點部分。

1 原理與設(shè)計

為提高發(fā)電單元的儲能，可采用高齒輪比的直流電機，然而，齒輪數(shù)量的增多，勢必會引入較大的摩擦力，降低系統(tǒng)效率。因此，本方案選用高齒輪比的直流電動機作為發(fā)電機，獨立于小車的驅(qū)動電機?？紤]到空心杯電動機具有轉(zhuǎn)換效率高、轉(zhuǎn)動慣量低、便于控制等特點，本方案選用空心杯直流電動機為小車的驅(qū)動電動機。

手動發(fā)電時，發(fā)電機轉(zhuǎn)速不均勻、電容電壓不恒定，為滿足控制器、驅(qū)動等單元對電壓穩(wěn)定性的要求，本方案采用同步升、降壓變換器相結(jié)合的方式，分為給驅(qū)動電機、單片機最小系統(tǒng)供電。為進一步降低系統(tǒng)功耗，小車的控制器、信號采集電路、電壓變換電路等均選用低功耗拓撲和低功耗器件。

循跡部分可通過雙輪差速原理實現(xiàn)。為了提高循跡精度，通常情況下，采用多路紅外對管進行循跡，對管數(shù)量越多，循跡精度越高，同時，系統(tǒng)功耗也越大?！?br>