Tasasähkömoottorin käyttö jarrutuksessa

Abstract

Opinnäytetyö on tehty toimeksiantona Tampereen Särkänniemi Oy:lle. Tavoitteena opinnäytetyössä oli suunnitella kytkentä ja mitoittaa komponentit huvipuistolaitteen Kantti x Kantti autojen tasasähkömoottoreiden jarrutukseen alamäessä. Ongelmana huvilaitteessa oli autojen liian suuri nopeus alamäessä. Vauhdin hallitsematon nousu voi johtaa autojen törmäilyyn ja se aiheuttaa turhaa rasitusta auton rakenteisiin.

Työn pohjana oli lähtökohtien selvittäminen, joiden pohjalta suunniteltiin moottoreille uusi kytkentä. Kentällä tehtyjen mittauksien perusteella autojen moottorit ryntäävät alamäen aikana. Ryntäyksen seurauksena moottorit käyttäytyvät generaattorin tavoin. Suunniteltua kytkentää testattiin simulaattorin avulla ja jarrutuksen voimakkuutta Tampereen ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Ratkaisuna on kytkentä, joka ohjaa moottorin generoiman vastakkaissuuntaisen virran jarruvastuksen läpi absorboiden ylimääräistä energiaa ympäristöön.

Työn haasteena oli arvioida huvilaitteen jarrutuksen tarve alamäessä. Haasteen asettivat useat muuttuvat tekijät, joiden arviointi on hyvin hankalaa. Ratkaisuksi valittiin voimakkain mahdollinen jarrutusratkaisu. Toimeksiantajan kanssa sovittiin ratkaisun testaamisesta sekä mahdollisesta jatkokehityksestä.

The thesis was made as a commission for Tampereen Särkänniemi Ltd. The aim of the thesis was to plan a circuit and size components for DC motor electrical break in down-hill for a ride named Kantti x Kantti. The problem of the ride was that the cars had too much speed in downhill. Uncontrollable rise of speed results in cars crashing and that causes unnecessary damage to the structure of the cars.

The basis of the thesis was to find out the starting point, which helped to plan a new circuit for the motors. Based on the measurements done in the field it was found out that motors over-speed during downhill. As a result from the over-speed the motors act like generators. The planned circuit was tested with simulator and the power of breaking was tested in the laboratory of Tampere University of Applied Sciences. The result is a circuit that directs the reverse current generated from the motor through a brake resistor occluding spare energy to environment.

The challenge was to evaluate the need of breaking in downhill. It was challenging be-cause of many variables, which were difficult to measure. The result was the circuit that has the most powerful brake solution. It has been agreed with the client that the result will be tested and if there is a need for further development, it will be carried out.