Sähkötyökoneen moottorinohjausjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Abstract

Tämä työ on osa Hilux-sähkötyökoneprojektia. Projekti on Oamkin opiskelijoiden vetämä tutkimus- ja tuotekehitysympäristö, jossa muutetaan Oulun teknisen liikelaitoksen Teklin auraus- ja hiekoituskäytössä oleva Toyota Hilux -avolava-auto sähkökäyttöiseksi. Työn toimeksiantaja on oululainen sähkömoottorivalmistaja Randax Oy. Sähkömoottoria voidaan ohjata suoraan nopeusohjeella tai momenttiohjeella. Tämä ei ole kuitenkaan ajoneuvokäytössä mahdollista, koska vääntömomentin turvallinen ja taloudellinen käyttö ajoneuvossa vaatii laskentaa ja säätösuureita. Tässä työssä suunniteltiin ja toteutettiin sähkötyökoneprojektin ajoneuvon moottorinohjausjärjestelmä.

Työssä tehtiin moottorinohjausjärjestelmän vaatimus- ja toimintomääritykset, joissa perehdyttiin liikenneturvallisuuteen, taloudellisuuteen, käyttömukavuuteen ja sähköisen voimansiirtojärjestelmän vaatimuksiin. Määrityksissä otettiin huomioon mm. ajoneuvon käyttöolosuhteet, lain asettamat vaatimukset ja komponenttien mekaaninen ja sähköinen kestävyys. Määrityksien perusteella luetteloitiin tarvittavat tulo- ja lähtösuureet ja suoritettiin komponenttivalinnat. Lopuksi suoritettiin komponenttien asennus ja moottorinohjauksen säätö. Moottorinohjauksen ohjelman teki alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen Oamkin automaatiotekniikan opiskelija Tuukka Pennanen opinnäytetyönään.

Työn tuloksena syntyi toimiva sähkökäyttöisen työkoneen moottorinohjausjärjestelmä, johon on integroitu kattava tiedonkeruujärjestelmä. Ajoneuvo oli Teklillä testikäytössä keväällä 2013. Testikäytössä selvisi, että järjestelmä toimii vaatimus- ja toimintomäärityksien mukaisesti. Kehitettävää jäi vielä jarrutusenergian talteenottoon, jonka toiminnan voisi säätää tehokkaammaksi ja käyttäjäystävällisemmäksi jarrupolkimen tarkan asennon tunnistavan anturin avulla.