Парковый электропаровозик

[Paravozzz]

Здравствуйте, товарищи!
В результате разговора с дядей за праздничным столом возникла идея постройки электропаровозика для катания детей в парке. У дяди небольшой парковый бизнес, но на паровоз пром. изготовления денег не хватает. Существующие китайские решения стоят от 0,5 млн. руб. Поскольку конструкция такого паровоза проста и присутствуют знают знания в области электроники и электротехники, принято решение построить все своими руками. Планируем уложится в 250-300 тыс. руб.

ТЗ:
Электрическая повозка, способная тянуть 2 вагона с 12 детьми на борту в течение 12 часов с перерывами (в режиме  максимальной загруженности). Крейсерская скорость 5-10 км/ч.

Краткие ТХ:
Масса локомотива: 500 кг (+ "машанист", 100 кг)
Масса вагона: 200 кг (+ 4-6 детей, 300 кг)
Мощность двигателя: 2-3 кВт.
Тип двигателя: ДПТ с независимым или параллельным возбуждением
Средство передачи момента на колесо: цепь без КПП.
Система управления: простой ШИМ на TL494
Аккумуляторы: Обычные стартерные 190 Ач (принцип: сезон откатал и выкинул)

Возникли следующие вопросы:
1) Общее представление о типах аккумуляторов есть, хотелось бы тонкости эксплуатации и возможные проблемы узнать.  Необходимо учитывать, что паровоз будет эксплуатироваться только в летний сезон. В обычные дни загруженность небольшая, по большей части стоит и детей немного катает. Только на день города режим максимальной нагрузки, но рядом будут находится запасные аккумуляторы и зарядная станция.
2) Выбор электродвигателя. Знаю, что ДПТ дорогие, знаю что 2-3 кВт должно хватить. Всё, больше ничё не знаю.  Хотелось бы узнать, особенности выбора, где искать и почём (желательно поближе к Омску).
Буду благодарен за конструктивные и информативные ответы!

P.S. Для того, чтобы понять о чём идёт речь http://banned_link/index.php?productID=2414

[kol]

Добрый день дпт с погрузчиков не дороги сам такие использую.Контроллеры либо самоделка либо с электро погрузчиков-12 часов работы-не хватит 190 ач.Лучше лифер хватит на долго и проблем меньше.Соответственно и контроллер и моторы бу из металоприемки.

[ДмитрийМver2.0]

Наверно проще погрузчик серийный (автокар) декорировать накладками под паровоз и при такой мощности лучше бензиновый. Но без разрешительной документации учитывая что средство развлечения, что потенциально трамвоопасен (на ВДНХ в соввремя помнится сам вываливался с прицепного вагончика, друзья толкнули ) лучше и не связываться, засудят.

[Paravozzz]

Уважаемые, пожалуйста, не нужно разговоров не по теме. Я понимаю, что вы обеспокоены здоровьем детей, но этим вопросом озадачен человек, который давно в этом бизнесе и не раз решал подобные вопросы. А что касается китайских аттракционов, назвать их безопасными язык не поворачивается. Хотелось бы услышать ответы по существу.

P.S. бензин рассматривали, не подходит

[-Владимир-]

[user]Paravozzz[/user], Паровозик будет катать по рельсам или просто по дорожкам?

[Paravozzz]

Паровозик будет кататься по асфальтировнным дорожкам. 12 часов - с запасом в праздничные дни. На день города очень большая загрузка, можно считать непрерывного движения. 12 часов потому, что не хотелось бы разгар праздника тягать 4 аккумулятора по 50 кг, когда других забот хватает. Но это видимо неизбежно. Что касается разрешительных документов.Дядя много лет проработал зам директора гос. парка аттракционов, за это время он изучил всю нормативную документацию и не раз разбирался в ситуациях, когда ребёнок получал травмы. В разработке паровозика мы подходим ответственно к безопасности, поскольку сами не заинтересованы в подобных проблемах. Прошу эту тему больше не поднимать, бесполезно обсуждать.
Что касается реализации. Расчёт был на двигатели 48V, но допускались варианты и до 110 V. Очень грубо, но массу ДПТ принимали 50 кг, массу аккумуляторов - 4*50=200 кг. Остальные 250 кг простейшая рама и стеклопластиковая облицовка. Массу вагонов с детьми 500 кг. Итого двигатель должен тащить 1,5-2 тонны при скорости всего 5-10 км/ч. Без редуктора наверно не обойтись.

[Paravozzz]

А киловатник не перегрузится? Мне кажется у него момента хватать не будет. Так и не услышал рекомендации по маркам двигателей и аккумуляторам. Может дадите ссылки?

[Paravozzz]

Ок, спасибо. Надо будет термех вспомнить, как редуктор считается. А какой ценовой диапазон 1,2 и 3 кВт двигателей?

[wds]

а пару авто стартеров например по 1.3 кВт 12в.    или 2 стартера, на левое и правое колесо = итого 2.6 кВт
є камазовськие стартери на 24в 7.0 кВт


в будущем хочу брать для 2 детей на 1.3 кВт

[Paravozzz]

Стартеры рассчитаны на кратковременную работу. Там даже подшипников нет, втулки медные. Не самый лучший вариант для тягового мотора.

[SUP-2101]

Втулки там бронзографитовые - металлокерамика. Укажите параметры трассы для поездок, количество остановок, подьемы и т п. ИМХО 12 часов на электротяге нереальны. Сколько колес у паровоза и вагонов, чтоб хоть примерно прикинуть нужную мощность? О, а как насчет паровозоТроллейбуса?

[avtohirurg]

Ок, спасибо. Надо будет термех вспомнить, как редуктор считается. А какой ценовой диапазон 1,2 и 3 кВт двигателей?

Два таких мотора будет достаточно (при скорости  5 км/ч)
https://electrotransport.ru/index.php?topic=19349.0
Привод от одного на правое, от другого на левое ведущее колесо.

[SMILE1]

Омичам ПРИВЕТ  ))))
Вы народ немного неправильно ориентируете. Для электрики неважно время поездки, важна скорость, масса и пробег.
Из ваших вводных получается: 10км/ч, 2т, 120км.
Один киловаттный движок за 12часов штатной работы съест 12кВтч.
В 4х190 акках - 9кВтч, учитывая что это полная емкость при 20часовом разряде и то что свинец нельзя садить в ноль получаем скорее 6кВт.
Вывод простой - 4х акков не хватит.
Это если исходить из предложенных вами цифр, но... по какому парку в Омске можно намотать за пол дня сотку??
Наверное 12часов это все таки рабочий день, а не время движения, да??
Озвучьте все таки дневной пробег, так будет понятнее.

[apeks]

               Мощности мотора в 1 квт не хватит чтобы тащить локомотив и два вагона. Как минимум будет уходить в 2-3 раза больше энергии .

[-STEP-]

Стартер от авто точно не вариант,если уж и брать с авто ,то генератор(а использовать как эл.двигатель)Причем не одну штуку.Здесь Кто-то на форуме уже практиковал такое .

[kol]

Стартер от авто точно не вариант,если уж и брать с авто ,то генератор(а использовать как эл.двигатель)Причем не одну штуку.Здесь Кто-то на форуме уже практиковал такое .

Хотите простоты и дешевезны берить мотор на 3 киловата а лучше на 5 и будет нормальный режим и потребление в норме Дмитрий апекс правильно написал.А с генератором много много проблем-для начала переделать а потом контроллер сваять а если контроллер вдруг сломается то просто через контактор генератор работать не будет-придется на буксире везти,что добавляет проблем.

[Paravozzz]

Омичам ПРИВЕТ  ))))
Вы народ немного неправильно ориентируете. Для электрики неважно время поездки, важна скорость, масса и пробег.
Из ваших вводных получается: 10км/ч, 2т, 120км.
Один киловаттный движок за 12часов штатной работы съест 12кВтч.
В 4х190 акках - 9кВтч, учитывая что это полная емкость при 20часовом разряде и то что свинец нельзя садить в ноль получаем скорее 6кВт.
Вывод простой - 4х акков не хватит.
Это если исходить из предложенных вами цифр, но... по какому парку в Омске можно намотать за пол дня сотку??
Наверное 12часов это все таки рабочий день, а не время движения, да??
Озвучьте все таки дневной пробег, так будет понятнее.

Приятно видеть участвующих сограждан.
Методом нехитрых подсчётов определил, что при размере стандартного автомобильного колеса 13", при скорости 10 км/ч частота вращения колеса 75 об/мин. Далее нашёл расчёт редуктора
Расчетная мощность электродвигателя определяется:

            Р вх.расч=( Твых х nвых)/(9550 х КПД),         (10)

            где

            Твых - расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2), Нхм

            nвых - частота вращения выходного вала редуктора, об/мин

            КПД - коэффициент полезного действия редуктора,

       А) Для цилиндрических редукторов:

одноступенчатых - 0,99
двухступенчатых - 0,98
трехступенчатых - 0,97
четырехступенчатых - 0,95
       Б) Для конических редукторов:

одноступенчатых - 0,98
двухступенчатых - 0,97

Выразив из формулы момент и посчитав при мощности в 3 кВт, получим 382 Н*м при КПД=1 (но если посмотреть на сайте производителя КПД при небольшой мощности будет всего 75%, но 286 Н*м тоже должно быть достаточно)
Правда не прикидывал, можно ли обойтись без редуктора. С редуктором +60 кг к массе, чего бы не хотелось.
Теперь что касается времени работы. Маршрут от остановки до парка, расстояние в обе стороны 1,5 км. В одну сторону ехать примерно 10 мин, 5 мин на посадку и высадку. В итоге один круг займет 30 мин, 2 поездки в час. Пробег за рабочий день 35-40 км. При мощности электрической двигателя в 3 кВт (48В), потребление тока составит 62 А, что треть от емкости батареи. С учётом того, что свинец, тем более стартерные нельзя сажать в 0, в моём распоряжении 120 А*ч или 2 часа непрерывного движения. Мне кажется в загруженные дни без замен батареек не обойтись.

[SUP-2101]

При таком раскладе, мне кажется, надо смотреть в сторону дизельных стационарников или моторов от мотоблоков. Мощность будет примерно таже, но не надо таскать батарейки. Да и детишки будут рады звуку "тук-тук-тук".