一款电动车控制器电路的分析与改进
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详解电动车控制器结构原理与维修1. 电动车控制器的作用与功能电动车控制器是一个重要的电子模块,它控制电池和电机之间的电能转换,实现电动车的速度控制和驱动。
它起到了调节引擎中电子元件的转速的作用,如同点火系统中的分布器。
2. 电动车控制器的结构组成电动车控制器主要由以下几个部分组成:2.1 主芯片控制器的主芯片是整个控制器的核心部分,它通过控制各个元器件的工作状态来实现对电机的控制。
常见的主芯片有AT89S52、ATMEL16位MCU、51单片机等。
2.2 驱动模块驱动模块主要控制电机,以达到调速、换向、制动和反吸电等效果,主要由场效应管、继电器、开关等元器件组成。
2.3 电源模块电源模块主要提供控制器和电机的电源,包括直流电源和交流电源两种形式。
在电动车中一般采用锂电池作为电源。
2.4 信号输入模块信号输入模块是控制器接收车速、刹车、倒车、巡航等信号的主要模块,主要由传感器、开关、线圈等感应元器件组成。
3. 电动车控制器的工作原理3.1 工作基础在电动车控制器的工作基础上,我们需要了解一下三相电机的基本知识。
三相电机是电动车中最常用的电机,它由三个线圈组成,形成三个电磁场相互作用,控制转速和转向等。
3.2 工作过程电动车控制器通过光电隔离、电抗器、电容等相关元器件,从外界传递的单片机指令和传感器反馈信号中,解码出各个数据信号,经过主芯片计算后再通过驱动模块输出到驱动器芯片中,控制三相电机正反转和速度调整等功能。
4. 电动车控制器的维修方法电动车控制器在使用过程中,会出现各种各样的故障,如不能启动、无法加速、无法刹车等,这时候,我们就需要进行相应的维修。
4.1 常规故障电动车控制器的常规故障一般是由于电路接触不良、元器件损坏等原因造成的。
这时候我们应该仔细检查各个连接点的接触情况,并进行必要的维修和更换元器件。
4.2 高级维修在电动车控制器故障检测和排除方面,比较有效的则是采用检测设备对控制器进行诊断。
电动车控制器的常见故障诊断及维修技巧有人说控制器是电动车的“大脑”,这话一点不假。
电动车的控制器是电动车重要四大件之一,控制着电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止。
如果控制器出了问题,车辆或许就不能正常行驶了。
下面是小编整理的控制器的常见故障诊断及维修技巧:电动车控制器问题1:电动车骑行噪音大,速度变慢,零启动会抖动。
诊断及维修:这属于电机缺相症状,现在控制器多为智能的,由于缺相零启动会抖动。
这可能是电机霍尔损坏而产生的“病态”,还有一种可能就是控制器内部某一相线电路出现问题。
先仔细检查连接线是否有问题后,霍尔,连接线都检测正常的话,那么就是控制器内部元件产生了故障,请更换控制器!问题2:加转把有时能转,有时要助力一下电机才能转?诊断及维修:检查下相线是否接插好,还不能解决问题则控制器有损坏,需要更换。
问题3:通电不走推行费力,推行时发出“噔噔蹬”的声音。
诊断及维修:出现这种情况是电机线因接触虚接造成连电短路,可以拔掉电机三根粗相线,推车费力现象消失,说明控制器坏了,请给予更换。
如果依然推行困难,电机的问题,有可能电机线圈短路烧坏造成的。
电动车控制器问题4:启动时噪音大是什么原因?诊断及维修:1.电机自身噪音大,电机因设计或过热,使用较久后可能导致启动时噪音大,解决方法:更换电机。
2.控制器和电机匹配问题,控制器软件处理不完善,兼容性不强。
解决方法:更换高标控制器。
3.电机启动到某一速度后与电动自行车产生共振,解决方法:换用其它电动自行车或控制器为此类车专门做匹配(效果可能不会很明显)。
问题5:电动车能正常启动但是跑几米马上就不行了。
诊断及维修:引起这一现象的因素有:1、电量不足,控制器起到欠压保护状态。
2、检查线路是否接触不良,待速度上升电流增大通电有“阻碍”而断电,这往往就是虚焊!3、控制器问题,控制器内部原件虚焊或内部原件损坏。
电动车都有一个欠压值,当行驶到欠压点控制器就会停止供电骑行或速度减慢。
电动机控制器的性能优化与改进近年来,电动机在许多领域中得到广泛的应用,例如家电、工业生产、交通工具等等。
而作为电动机的核心部件,电动机控制器的性能对整个电动机系统的稳定性和效率有着重要影响。
因此,对电动机控制器的性能进行优化和改进显得十分必要。
一、效率提升电动机控制器的效率是提高电动机系统整体效率的关键。
因此,对电动机控制器进行效率提升是优化电动机性能的核心任务之一。
首先,在设计电动机控制器时,可以采用先进的电路设计技术,如多级逆变技术、智能功率模块等,以提高电动机控制器的转换效率。
此外,利用高效的能源管理策略,例如功率因数校正、最大功率点跟踪等技术,也能够有效提高电动机控制器的效率。
其次,优化电动机控制器的工作方式也是提高效率的一种方法。
例如,采用无传感器矢量控制技术,可以在不损失系统精度的情况下减少传感器的使用,从而提高整个电动机系统的效率。
二、响应速度改进电动机系统在加速、减速和稳定运行等工作状态下,要求电动机控制器具有快速响应的能力。
因此,改进电动机控制器的响应速度是提高电动机性能的另一个关键方面。
一种常见的改进方法是采用先进的控制算法,如模糊控制、神经网络控制等。
这些算法可以提高电动机控制器的响应速度,并通过优化控制器的参数使其更加适应不同工况。
此外,优化电动机控制器的硬件设计也是提高响应速度的一种重要手段。
例如,采用高频运算放大器、高速开关器件等,可以提高电动机控制器的信号处理能力和电源供应能力,从而加快其响应速度。
三、抗干扰能力增强电动机系统在实际工作过程中,经常会受到各种外部干扰,如电磁干扰、温度变化等。
而电动机控制器应具备较强的抗干扰能力,以确保其正常稳定地工作。
为增强电动机控制器的抗干扰能力,一种措施是在电路设计中采用抗干扰的电子元器件和滤波器。
这些元器件和滤波器可以有效地降低外部干扰对电动机控制器的影响,提高其稳定性和可靠性。
另外,通过优化电动机控制器的软件设计,也能够提高其抗干扰能力。
电动车控制器最佳解决方案背景电动车在当今社会已经成为一种重要的交通工具。
而电动车的控制器作为一种关键的部件,对于电动车的性能和驾驶体验起着至关重要的作用。
因此,寻找一种最佳的电动车控制器解决方案对于提升电动车的性能和用户体验具有重要意义。
传统电动车控制器的局限性传统的电动车控制器存在一些局限性,例如功率输出不稳定、响应时间慢、能效低等问题。
这些问题限制了电动车的性能和使用效果,也给用户带来了不便。
最佳解决方案:智能电动车控制器随着科技的进步,智能电动车控制器成为了当下最佳的解决方案。
智能电动车控制器结合了先进的技术和算法,能够实现更稳定、高效、智能的控制效果。
稳定的功率输出智能电动车控制器采用了先进的功率控制技术,能够实现稳定的功率输出。
通过对电动车的电池和电机进行精确的调控,智能电动车控制器可以保持稳定的驱动力输出,从而提供稳定的行驶性能。
快速响应时间智能电动车控制器的算法优化可以实现快速的响应时间。
当用户加速或刹车时,智能电动车控制器能够迅速反应并调整电动车的驱动力输出。
这不仅提高了电动车的操控性,还增加了驾驶的安全性。
高能效设计智能电动车控制器采用了高能效设计,使得电动车的能耗更低、续航里程更长。
智能电动车控制器利用先进的功率转换技术和能量回收技术,最大限度地减少了能量的损耗,提高了电动车的能效。
多功能可编程智能电动车控制器具有多功能可编程的特点,可以满足不同用户的需求。
通过软件更新和调整参数,用户可以根据自己的喜好和需求对电动车的驱动力输出、速度限制、刹车效果等进行自定义设置。
安全保护功能智能电动车控制器还具备安全保护功能,能够监测电动车的电池状态、电机温度等参数,一旦发现异常情况,及时停止电动车的运行,保护用户的安全。
结论智能电动车控制器是目前电动车控制器的最佳解决方案。
它不仅能够提供稳定、高效、智能的控制效果,还具备多功能可编程和安全保护等特点。
通过采用智能电动车控制器,可以提升电动车的驾驶体验,提高电动车的性能,为用户带来更加便利和安全的出行体验。
详解电动车控制器结构原理与维修(六)电动自行车无刷控制器完全没有电压输出电动自行车无刷控制器完全没有电压输出故障,其维修方法如下。
检测时将万用表设置在直流电压+50V挡,检测6路MOS管栅极电压是否与转把的转动呈对应关系。
如没有对应关系,表示控制器里的PWM电路或MOS管驱动电路有故障。
检测芯片的输入、输出引脚的电压是否与转把转动角度有对应关系,可以判断出是哪些芯片有故障。
更换损坏的芯片,故障即可排除。
(七)电动自行车飞车电动自行车飞车是指一打开电源锁,即出现电动机高速运转,转速无法控制。
电动自行车一般采用PWM方式调整速度和执行各种保护功能,其主要执行部件是功率型MOS管、续流二极管和优质大容量电容。
当MOS管被击穿直通后,电动机失去控制,其堵转冲击电流可达数十安,强制制动在短时间内也可能无法断开熔断器。
出现上述故障的主要原因是:①调速转把不起调速作用;②控制器损坏。
首先检查调速转把与控制器三根接线是否接错,若接错,应重新连接。
若接线正常,说明调速转把有故障,应清洗或更换感光片,或擦拭感光管。
若仍不能排除故障,则应更换调速转把。
若调速转把正常,则应检查控制器。
用万用表的二极管挡位检测MOS管三个引脚,三个引脚之间应没有短路,否则说明MOS管损坏。
更换同型号的场效应管,故障即可排除。
若制动时出现飞车,主要原因是控制器进了水,导致控制器不能断电而造成飞车,因此平时注意控制器不要被雨淋;或用水洗车时,注意控制器不能进水,避免造成线路短路。
为了防止飞车的发生,在设计上应选择优质的关键器件。
并且在发生异常时,应能及时处理。
如绿源电动自行车采用的“紧急熄火开关”装置,可有效防止飞车。
(八)电动自行车打开电源锁开关转动手把,电动机不转或在骑行中突然停转出现打开电源锁开关,转动手把,电动机不转或在骑行中突然停转的故障时,首先应检查转把线是否断路,或插接件是否接触不良。
接着检查闸把线是否断路和短路。
若正常,故障为在控制器中的场效应管烧毁,处在开路状态。
电动车控制器电路是如何修理电动车控制器电路是如何修理呢?下面小编就教大家几个方便简洁的方法。
电动车电器修理解析及方法1、控制器损坏的几个种类:控制器损坏一般有以下几种形式:(1)、控制器内部电源电路损坏:一般是控制器内部短路、断路或接触不良;外围控制器引线某处短路、断路或接触不良;(2)、功率元器件损坏:电机损坏、功率元器件本身质量差或等级不足、功率元器件因安装或震动导致接触不良、电机过载、功率元件驱动电路等级不足、功率元器件参数设计不当;(3)、线路连接接触不良:对线材保护不到位、连接线磨损、接插件松动。
2、控制器故障如何检修:检修方法:控制器内部一般采用三端集成稳压电路,常用7805、7806、7812、7815等规格的稳压电路,它们的输出电压分别是5V、6V、12V、15V。
将万用表设置在直流电压+20V(DC)档位,将万用表黑表笔和红表笔分别靠在转把的黑线和红线上,观察万用表读数是否与标称电压相符,他们的上下电压差不应超过0.2V。
3、控制器稳压器电压测量异常的判断:如果稳压器输入的电压正常而输出没电压,说明控制器本身故障;如果输出电压低且电流大,脱开负载后恢复正常,说明负载异常;如输出电压小且电流小,说明稳压器内阻大。
4、控制器锯齿波发生器故障的检修方法:当振荡器定时组件RC或芯片内的振荡器异常不能形成锯齿波脉冲时,信号放大电路无激励脉冲输出,会导致电机不转;如果产生的锯齿波频率异常,会导致电机转速不正常。
故障检修:可通过示波器测量定时电容C两端的波形是否正常,即可确认锯齿波脉冲发生电路是否正常。
5、控制器PWM调制器故障检修:当芯片或其外部输入的电压异常使PWM脉冲不正常,不仅会产生电机不转的故障,还会发生电机转速不正常的故障。
故障检修:用示波器检测PWM调制器,如果有正常锯齿形波脉冲和直流控制器电压输入,不能输出正常的PWM脉冲,就可判断其不正常。
6、控制器功率放大器故障检修:当场效应管、IGBT损坏后,会引起熔断器过电流熔断,产生整车无电,同时取样电阻熔断,电机不转。
小型电动车控制器的优化设计实现一、引言随着人们对环保出行的需求不断增加,小型电动车成为了城市出行的主要选择。
作为小型电动车的控制核心部件,电动车控制器的性能优化设计对于电动车的性能和安全具有至关重要的作用。
本文将从小型电动车控制器的优化设计实现方面展开讨论,希望能为相关领域的研究和应用提供一定的参考。
二、小型电动车控制器的基本原理小型电动车控制器是用于控制电动车电机的运行和停止的电气器件,其主要功能包括电机的启动、制动、转速控制和动力调节等。
基本原理是通过对电机的供电和电流大小进行控制,从而实现电动车的运行。
控制器的设计包括硬件设计和软件设计,其中硬件设计主要包括电路设计和电路板设计,软件设计主要包括控制算法设计和程序设计。
三、小型电动车控制器的优化设计需求在实际应用中,小型电动车控制器需要具备以下几个方面的优化设计需求:1.提高控制精度:控制器需要对电机的运行状态进行实时监测和控制,以实现对电机的精确控制,从而提高电动车的运行效率和安全性。
2.降低功耗:控制器需要在对电机进行控制的尽可能地降低功耗,以提高电动车的续航里程和节能环保性能。
3.提高抗干扰能力:控制器在电动车运行过程中会受到各种干扰,例如电磁干扰、温度变化等,因此需要具备一定的抗干扰能力,以保证电动车的稳定运行。
4.提高安全性能:控制器需要具备对电动车电机的过流、过压、过载等异常状态进行检测和保护的功能,以确保电动车的安全运行。
四、小型电动车控制器优化设计实现1.硬件设计在硬件设计方面,小型电动车控制器的优化设计主要包括以下几个方面:(1)电路设计:电路设计需要考虑电机的供电和电流大小的控制,以及对电机运行状态的监测和保护。
在电路设计中,需要考虑如何降低功耗、提高控制精度和抗干扰能力。
(2)电路板设计:电路板设计需要考虑布线和布局,以提高电路板的稳定性和可靠性。
3.优化实现在进行小型电动车控制器的优化设计时,需要通过实际的测试和优化,不断调整和改进设计方案,以提高控制器的性能和稳定性。
该控制器由CPU(PIC16F72)、2片74HC27(3输入或非门)、1片74HCO4D(反相器)、1片74HCO8D(双输入与门)和1片LM358(双运放)、6只大功率场效应管等组成,功率达350W,是一款比较典型的无刷电动车控制器,具有600和120°驱动模式自动切换功能。
根据实物绘出其电路图,如图所示。
该控制器由CPU(PIC16F72)、2片74HC27(3输入或非门)、1片74HCO4D(反相器)、1片74HCO8D(双输入与门)和1片LM358(双运放)、6只大功率场效应管等组成,功率达350W,是一款比较典型的无刷电动车控制器,具有600和120°驱动模式自动切换功能。
电路组成及工作原理该电路分为电源电路,信号输入与预处理、智能信号处理控制,驱动控制信号功率驱动开关等三部分。
CPU(PIC16F72)单片机是智能处理控制部分的核心。
PIC16F72的引脚功能描述见304页图中所注。
1.电源电路该控制器有三组电源。
第一组是提供总能源的电池。
板子上的电解电容C1(1OOO μF/63V)、C11(1OOμF/63V)及C1O(μF/63V)用于消除由电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波干扰。
由于是工作在大电流、高频率、高温状态下,对电解电容有损耗角小、耐高温的要求,普通的电解电容容易发热爆裂。
第二组电源提供15V电压,一是给场效应管供电,由于场效应管必须有1OV以上、20V以下的电压才能很好地导通,所以必须有合适的电压为其供电,同时15V电压也为5V 稳压块提供预稳压。
稳压块为LM317,输出15V。
由于LM317的输入输出压差不能超过40V,而输入电压(电池电压)可能高达60V,因此在LM317前面加了一只330Ω/2W的电阻。
第三组电源是5V,稳压块采用LM78LO5,由于78LO5的最大输出电流只有1OOmA,所以并联了两只Ω的电阻R75、R76,以扩流。
小型电动车控制器的优化设计实现电动车是现在越来越流行的一种交通工具,而控制器则是电动车的核心组成部分,其负责控制车辆的行车速度、转向等操作,因此电动车控制器的设计优化显得尤为重要。
1. 控制系统的优化控制系统的优化是电动车控制器设计的重中之重,其虽然需要涵盖多个参数,但主要包括电机参数、车速参数以及电池参数等。
(1) 电机参数的优化:在电机参数方面,应注意调节电机的最高转速以及电机的电流大小,同时应合理选用适配的Switch管,防止在电机高转速下Switch管容易烧掉。
(2) 车速参数的优化:车速参数主要包括速度比例和电调量程,后者应尽量大,而前者则要考虑车辆的使用需求,以达到平衡的效果。
(3) 电池参数的优化:电池参数主要包括电压范围、电流范围以及电池容量等,应根据车辆的使用需求和实际运行情况,合理选用适配的电池,并确保其长时间使用情况下的电池状态保持稳定,以增加电动车的续航能力和安全性。
2. 优化控制器硬件设计在控制器硬件设计方面,主要包括控制器的电子电路、电源电路以及外围元件等。
(1) 电子电路的设计优化:在电子电路的设计方面,应重视信号传输过程中的信噪比以及耦合问题,同时应针对控制器使用环境的不同特点,选择适合的集成电路,并建立可靠的故障保护措施。
(2) 电源电路的设计优化:在电源电路的设计方面,应根据电动车要求的电源电压范围选择适合的电源供应方式,如开关电源或者直流稳压源等。
同时,应考虑到交流电线路对电源电路的干扰,采用适当的滤波器或者其他去噪技术。
(3) 外围元件的选择与设计:在外围元件的选择和设计方面,应根据电动车的特点选择合适的传感器、电机控制器、车速传感器以及液晶显示屏等组成的系统,以实现在不同行驶情况下对车辆的实时监控和控制。
在控制器软件设计方面,应将焦点放在算法设计上,重视设计根据车辆行驶状态进行自适应更新的算法。
(1) 软件设计需要考虑到多方面因素,如车辆当前的速度、电池电量以及行路条件等,采用非线性控制算法,通过闭环控制改善电动车的动态特性,从而实现最佳的行驶性能和车辆稳定性。
电动车控制器故障维修通过测量电动车控制器连接部件线的电源电压或信号电压,可以分析判断出电动车控制器的三番五次所在。
以下是控制器常见故障的检测与排除方法。
一、电动车有刷控制器控制部件的电源不正常电动车控制器内部电源一般采用三端稳压集成电路,一般用7805、7806、7812、7815三端稳压集成电路,它们的输出电压分别是5V、6V、12V、15V。
将万用表设置在直流电压+20V(DC)档位,将万用表黑表笔与红表笔分别靠在转把的黑线和红线上,观察万用表读数是否与标称电压相符,它们的上下电压差不应超过0.2V。
否则说明控制器内部电源出现故障了。
一般有刷控制器可以通过更换三端稳压集成电路排除故障。
二、电动车有刷控制器没有输出将万用表设置在+20发(DC)档位,先测量闸把输出信号的高、低电位。
如捏闸把时,闸把信号有超过4V的电位变化,则可排除闸把故障。
然后,按照有刷控制器常用世道上脚功能表,与测量出的主控世道民逻辑芯片的电压值进行电路分析,并检查各芯片外围器件(电阻、电容、二极管)的数值是否和元件表面的标识相一致,检查外围器件或是集成电路出现故障。
我们可以通过更换同型号的器件来排除故障。
三、电动车无刷控制器缺相电动车无刷控制器电源与闸把的故障可以参考有刷控制器的故障排除方法先予排除。
对无刷控制器而言,还有其特有故障现象,比如缺相。
电动车无刷控制器缺相现象可以分为主相位缺相和霍耳缺相两种情况。
主相位缺相的检测方法可以参照电动车有刷控制器飞车故障排除法,检测MOS管是否击穿,无刷控制器MOS管击穿一般是某一个相位的上下两个一对MOS管同时击穿,更换时确保同时更换。
检查测量点。
电动车无刷控制器的霍耳缺相表现为控制器不能识别电机霍耳信号。
检测方法是:拔开控制器与无刷电机的霍耳引线,在控制器通电状态下,用万用表的+20V直流(DC)档,并将黑表笔靠在控制器霍耳引线的黑线上,红表笔测量控制器的其他霍耳引线。
应该有+5V以上的电压,否则说明控制器内部霍耳输出电路出现故障。
小型电动车控制器的优化设计实现随着人们对环保和节能的重视,小型电动车已经成为了城市出行的重要工具。
小型电动车以其环保、便捷、经济等特点,受到越来越多人的青睐。
电动车控制器作为电动车的关键零部件之一,对电动车的性能和稳定性起着重要的作用。
对小型电动车控制器的优化设计实现显得尤为重要。
一、控制器的作用电动车的控制器是整车的智能控制中心,主要功能有三个方面:驱动控制、电磁兼容和保护功能。
1. 驱动控制在电动车运行过程中,电动机需要通过控制器来进行转速、扭矩和方向等控制。
控制器通过对电机的控制,实现电动车的启动、加速、减速和制动等动作。
2. 电磁兼容在电动车运行时,电机会产生电磁干扰,如果不加以控制,会对周围的电子设备产生影响。
控制器需要具备电磁兼容设计,确保电动车在运行时不会对周围的电子设备产生干扰。
3. 保护功能控制器需要具备多种保护功能,包括过流、过压、欠压、过温等保护功能。
一旦电动车出现异常情况,控制器能够及时进行故障诊断和保护,确保电动车和乘客的安全。
二、控制器的优化设计为了提高小型电动车的性能和稳定性,控制器需要进行优化设计。
具体来说,控制器的优化设计可以从以下几个方面进行:1. 功率匹配控制器的功率需要和电机匹配,只有功率匹配合理,电动车才能得到最佳性能。
一般来说,电动车的控制器功率需要略大于电机的额定功率,以确保电动车在启动、爬坡和加速过程中能够得到足够的动力支持。
2. 控制算法优化控制器的控制算法对电动车的性能影响非常大。
通过优化控制算法,可以降低电动车的能耗,提高整车的效率。
目前,常用的控制算法有电压极限控制、电流极限控制、电流闭环控制等,可以根据电动车的具体要求选择合适的控制算法。
3. 接口设计控制器需要和电动车的其他部件进行良好的接口设计,确保各部件之间的协调运行。
控制器需要与节能刹车系统、车灯系统、显示屏等进行接口设计,实现整车的智能控制。
4. 散热设计控制器在工作时会产生一定的热量,如果不及时散热,会影响控制器的工作稳定性和寿命。
详解电动车控制器结构原理与维修4.无刷控制器电路的工作过程当打开电源锁后,仪表上得到供电,电源指示灯亮,显示蓄电池电量。
同时控制器也得到供电。
此时,电动机不转,但是控制器输出5V电压给转把内的霍尔元件供电。
当旋转转把时,转把信号线输出1~4.2V电压,此电压传递给控制器,控制器的零启动功能使电动机启动,电动机启动后,其内部的磁钢转动,使霍尔传感器产生对应的位置信号,使霍尔元件输出0~5V的开关信号电压,此信号传递给控制器,控制器的三相引线输出0~38V的由低到高的交流电压,此电压给电动机线圈,电动机开始由慢到快旋转。
当手捏闸把时,控制器得到5~0V(低电平刹车)的刹车信号电压,断开电动机供电,电动机停止运转,起刹车断电的作用。
5.无刷控制器与电动机调线无刷电动机共有8根引线,其中3根蓝(A相)、绿(B相)、黄(C相)粗线是电动机相线(即线圈引出线)。
另外5根引线是无刷电动机的霍尔元件引线,分别是霍尔元件的公共电源正极红线、公共电源负极黑线、A相霍尔输出蓝线、B相霍尔输出绿线和C相霍尔输出黄线。
无刷电动机的8根引线如图9所示。
无刷电动机有线圈引线3根、霍尔引线5根,这8根引线必须和控制器相应的相线一一对应连接,电动机才能正常旋转,否则电动机不能正常转动。
由于无刷电动机与无刷控制器还没有统一的生产标准,所以无刷电动机与无刷控制器的8根引线颜色对应接线后电动机也不一定会正常旋转。
无刷电动机的8根引线与控制器对接示意图如图10所示。
无刷电动机的电角度有两种,即60°和120°。
60°的电动机接线有两种正确的接法,一种是正转;另一种是反转。
120°的电动机有6种接法,3种正转;3种反转。
在电角度对应的前提下,如果控制器颜色与电动机颜色对应后转动还是不正常的话,则要进行调线。
无刷电动机与控制器的连接有6根引线,需对调6次,因此共有36种接法。
在实际维修中,为了方便维修,通常是霍尔插头直接插上,之后调整电动机引线。
一款电动车控制器电路的分析与改进摘要:电动车在上坡时速度会减小而电流会增大,在由上坡驶入平路或下坡的情况下由于阻力突然减小甚至消失,而驱动电流仍然较大,使得速度会快速增大,出现所谓的“过冲”现象。
这给操作者带来不适且有一定的危险性。
为了减轻或消除“过冲”现象,从硬件和软件两方面做出改进。
对于非“过冲”时使用“调速控制”,通过调整驱动电流,力求使速度达到操作者通过转把设定的速度,并进行双闭环控制以克服复杂的路况变化。
在“过冲”时采用“定速控制”,依据速度信号来调整驱动电流,在设定的时间内使速度保持不变。
关键词:电动车;控制器;过冲;改进;定速控制;调速控制控制器作为电动车的关键部件,其技术日臻成熟,但是仍然有一些问题有待解决。
其中一个普遍的现象就是,电动车在上坡时速度减小而电流增大。
在由上坡驶入平路或下坡的情况下由于阻力突然减小甚至消失,而驱动电流仍然较大,使得速度会快速增大,出现所谓的“过冲”现象。
我们把这种现象叫做上坡“过冲”。
这种情况会给操作者带来不适且有一定的危险性。
为了减轻或者消除这种现象,有必要对设计做些改进。
1 电路构成使用无刷电动机的电动自行车控制器主要分为以使用专用控制芯片为的纯硬件电路控制器(例如以MC33035 为的控制器)和以MCU 为的控制器(例如以AT89S2051、P87LPC767、STCl2C5410AD 等为的控制器)。
采用的直流无刷电机多半是三相电机,电角度有60°和120°两种。
电机极数大部分为18 极,也有16 极、20 极等。
图1 是一款以AT89S52 为的一个控制器电路框图,电动机是电角度为120°直流无刷三相电动机。
该电路中单片机接收电源电压检测信号、刹车信号、电机电流检测信号、转把(调速)信号、电机转速检测信号、转子位置检测信号等,判断电动机转速是否符合要求、三相绕组A、B、C 与位置信号a、b、c 之间的对应关系是否正确等,动态的输出PWM 形式的控制信号,控制相应的功率驱动管的导通或关断,控制电动机的起动或停止、加速或减速等,并输出各种指示信号,如刹车信号、左转/右转信号、欠压报警信号等。
电动车控制器经常出现的问题分析
之前很多人问电动车坏了是否全是电瓶坏了怎么修?其实很多时候听到大家的描述不只是电瓶的问题,很大一部分是控制器出现了问题。
今天咱们就讲一下影响控制器的问题及因素。
一、控制器失效。
从表现形式上来看会有以下几种情况:1.功率器件的损坏。
2.控制器内部供电电源的损坏。
3.控制器工作时断时续。
4.连接线磨损及接插件接触不良或者接插件脱落引起控制信号丢失。
二、针对以上的失效形式起因分析:
A.引起功率器件的损坏的几种可能:电机损坏,功率器件本身的质量差或选用等级不够,器件安装或振动松动,电机过载,功率器件驱动电路损坏或参数设计不合理。
B.引起控制器内部电源的损坏的几种可能:控制器内部电路短路,外围控制部件短路,外部引线短路。
C.引起控制器工作起来时断时续的几种可能:器件本身在高温或低温环境下参数漂移,控制器总体设计功耗大导致某些器件局部温度过高而使器件本身进入保护状态,接触不良。
D.引起连接线磨损及接触插件接触不良或脱落一般有以下的几种可能:线材选择不合理,对线材的保护不完备,接插件的选型不好,
线束与接插件的压接不牢。
小牛F2线路分析
电动车控制器的主要作用就是用来控制电动车电机的,需要控制包括电机启动、电机转速、刹车断电等。
我们可以看到一个电动车控制器上面有非常多的接线,每一个接线都有其作用,它们共同构成了一个完整的电动车控制系统。
1、控制器电源电路图
电动车电池电压多是36V以上,控制器主要核心部件是单片机和各类数字电路芯片以及功率开关MOS管,需要一个较低的电压。
78L15和78L05共同构成电源电路,分别给数字电路提供5V和功率MOS管提供15V控制极电压。
2、电池欠压和过流保护电路
电池电压被放电到太低、放电电流过大都将损坏电池。
电池电压D+经R2和R3并联后与R4串联分压,得到的电压被送入单片机AN1进行ADC电压检测,当电池电压过低时禁止电机转动。
电机电流回路经R55取样之后被送入运放,一路经运放比较后送入单片机中断实现过流关断;一路经运放放大后送入AN0进行实时电流检测。
3、转把调速和限速电路
转把接口接的是线性霍尔或者电位器,它反馈回来的电压信号被送入AN3检测,计算转把扭转角度,控制电动车速度;限速接口是一个跳线开关,它被短接时R33被接入电路,控制输入AN3的电压。
4、刹车断电电路
电动车在刹车时电机必须断电,否则将造成电能浪费和刹车困难。
刹车时,H点被接入一个电压,它经电阻分压后被送入AN4检测确定是否是刹车动作。
5、无刷电机控制电路
电动车无刷电机共有三个线圈,需要6个功率MOS管组成换流器,循序控制MOS管导通才能让电机转起来。
一、电子元器件常识1、电阻贴片电阻一般分为2种:(1)3位数,普通型,误差5%,前2位为有效数值,第三位为0的个数,如:“103”为10000欧姆,即10K,“152”为1500欧姆,即1.5K。
(2)4位数,精密型,误差1%,前3位都为有效数值,第四位为0的个数,如“1502“为15000欧姆,“1511”为1510欧姆。
测试方法:将万用表档位切换到对应量程的欧姆档,将测试表笔连接到待测电阻上。
注意:(1)如果被测电阻值超出所选择量程的最大值,将显示过量程“1”,应选择更高的量程,对于大于1MΩ或更高的电阻,要几秒钟后读数才能稳定,这是正常的。
将测试出的阻值与贴片电阻上标的值对比,即可判断电阻是否值变。
(2)当没有连接好时,例如开路情况,仪表显示为“1”。
2、三极管PCB贴片板上的三极管有三种,即8550、8050、5551.将万用表档位切换到二极管档测试8550(Y2,Y6或HD)时,将黑表笔接触1脚,红表笔依次测试2、3脚的参数;测试8050(Y1,Y5或HC)时,将红表笔放在1脚,黑表笔依次测试2、3脚的参数;测试5551(G1)时,将红表笔放在1脚,黑表笔依次测试2、3脚的参数。
测试A1013时,将黑表笔接触3脚,红表笔依次测试1、2脚的参数;测试MPSA56时,将黑表笔接触2脚,红表笔依次测试1、3脚的参数;3、直插电解电容标识和含义(1)电解电容标识的含义:以63V/1000uF为例,63V是电容的耐压值,1000uF是电容的容量。
(2)正负极的判断:在灰色的部分一般有两条矩形框,那么挨着这个灰色部分最近的引脚就是负极了。
检修实例:1、故障现象:电机不转,加电转动转把,电机有发沉的感觉,过一会电机转动轻松。
检修:测各测试点电压正常,测mos管48V驱动无电压,检查发现粗红线不通,压头端压住线皮,更换测试正常。
2.故障现象:不转。
检修:加电测14.2V电压升为17.6V,测学习线端1.6V,测LED故障指示灯阳极电压为1.6V,此现象属于芯片无程序。
浅析电动车控制器改良方向发布时间:2022-10-21T06:08:25.383Z 来源:《科技新时代》2022年9期5月作者:郑善清[导读] 随着国家出台“新国标”“轻电摩”等标准,行业提升整合成为必然;同时,市场对于高品质电动车的需求日益凸显郑善清浙江绿源电动车有限公司浙江省金华市321000摘要:随着国家出台“新国标”“轻电摩”等标准,行业提升整合成为必然;同时,市场对于高品质电动车的需求日益凸显。
电机控制器作为电动车的核心动力部件成为提升整车品质的关键所在,本文主要围绕电动车控制器的散热结构探讨了控制器的改良方向。
关键词:电动车、控制器、改良引言电动自行车行业拥有庞大的保有量,竞争也十分激烈。
近年来,随着国家出台“新国标”“轻电摩”等标准,行业提升整合成为必然;同时,市场对于高品质电动车的需求日益凸显。
因此,如何生产品质电动车及其部件,成为新时代电动车行业,绕不过的命题。
电机控制器作为电动车的核心动力部件成为提升整车品质的关键所在,因此如何提高控制器品质成为关键中的关键。
1、电动车电机控制器概述电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。
在电动车辆中,电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令,将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能,来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态,或者将帮助电动车辆刹车,并将部分刹车能量存储到动力电池中。
它是电动车辆的关键零部件之一。
2、电动车电机控制器环境损坏原因1、高温场合,比如长期超过了50度,而负载又比较重,选型电机时候,没有使用F和H这样耐高温的电机,同时又没有设计单独风冷系统,长期运行电机温度过高。
2、环境湿度过高,没有在用电绝缘方面做细节考虑,可能造成电路上漏电。
控制器损坏的主要原因是由热损坏、环境湿度损坏导致的,控制器温度升高导致外部水汽进入控制器内部形成结露,进而损坏控制器内部元器件。
Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第7卷第24期(2011年8月)一款电动车控制器电路的分析与改进周巨青(广州康大职业技术学院自动化系,广东广州511363)摘要:电动车在上坡时速度会减小而电流会增大,在由上坡驶入平路或下坡的情况下由于阻力突然减小甚至消失,而驱动电流仍然较大,使得速度会快速增大,出现所谓的“过冲”现象。
这给操作者带来不适且有一定的危险性。
为了减轻或消除“过冲”现象,从硬件和软件两方面做出改进。
对于非“过冲”时使用“调速控制”,通过调整驱动电流,力求使速度达到操作者通过转把设定的速度,并进行双闭环控制以克服复杂的路况变化。
在“过冲”时采用“定速控制”,依据速度信号来调整驱动电流,在设定的时间内使速度保持不变。
关键词:电动车;控制器;过冲;改进;定速控制;调速控制中图分类号:TP331文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2011)24-6020-02An Electric Vehicle Controller Circuit Analysis and ImprovementZHOU Ju-qing(Automation Department,Guangzhou Kangda Vocational Technical College,Guangzhou 511363,China)Abstract:Electric vehicles in the uphill speed will be reduced and the current will increase.Under the circumstance that from up slope drive into level or go down slope due to resistance suddenly reduce or even disappear,and the drive current is still large,the speed will in -crease quickly,the so-called "overshoot"phenomenon.This gives the operator discomfort and a certain risk.For ease or cancellation "overshoot"phenomenon,did the improvement from the hardware and the software both side.For a "overshoot"with "The adjusting speed control",by adjusting the driving current,and strive to make speed to the set speed by the operator using crank,and to be double closed loop control to overcome the complex road conditions.In "overshoot"used "fixed speed control",according to the speed signal to adjust the drive current,at a set time strive to make speed constant.Key words:electric vehicles;controller;overshoot;improvement;the fix the speed control控制器作为电动车的关键部件,其技术日臻成熟,但是仍然有一些问题有待解决。
其中一个普遍的现象就是,电动车在上坡时速度减小而电流增大。
在由上坡驶入平路或下坡的情况下由于阻力突然减小甚至消失,而驱动电流仍然较大,使得速度会快速增大,出现所谓的“过冲”现象。
我们把这种现象叫做上坡“过冲”。
这种情况会给操作者带来不适且有一定的危险性。
为了减轻或者消除这种现象,有必要对设计做些改进。
1电路构成使用无刷电动机的电动自行车控制器主要分为以使用专用控制芯片为核心的纯硬件电路控制器(例如以MC33035为核心的控制器)和以MCU 为核心的控制器(例如以AT89S2051、P87LPC767、STCl2C5410AD 等为核心的控制器)。
采用的直流无刷电机多半是三相电机,电角度有60°和120°两种。
电机极数大部分为18极,也有16极、20极等[1]。
图1是一款以AT89S52为核心的一个控制器电路框图,电动机是电角度为120°直流无刷三相电动机。
该电路中单片机接收电源电压检测信号、刹车信号、电机电流检测信号、转把(调速)信号、电机转速检测信号、转子位置检测信号等,判断电动机转速是否符合要求、三相绕组A 、B 、C 与位置信号a 、b 、c 之间的对应关系是否正确等,动态的输出PWM 形式的控制信号,控制相应的功率驱动管的导通或关断,控制电动机的起动或停止、加速或减速等,并输出各种指示信号,如刹车信号、左转/右转信号、欠压报警信号等[1]。
对于采用MCU 为核心的控制器,一般的是以软件编程来实现。
1)转把的形式、信号特征:转把(转速)信号是操作者发出的速度控制指令信号。
此电动自行车使用“霍耳转把”。
以5V 供电、正把、输出信号为1.1~4.2V 。
转动转把,改变了霍耳元件周围的磁场强度,也就改变了霍耳转把的输出电压[2]。
2)闸把的形式、刹车信号特征:电动车闸把上有闸把位置传感元件,在捏刹车把动作时,将刹车信号传给控制器,控制器接收到刹车信号后,立即停止对电机的供电。
3)直流无刷电机的驱动控制:参见图1,此电路采用三相无刷直流电机。
3个霍尔位置传感器的空间间距为120o ,输出信号a 、b 、c 最终送给单片机作为转子位置检测信号及测速信号。
其中A 相末级电路如图2所示,在驱动电路中设置了电流检测。
单片机根据霍尔转速信号和电流检测信号,经过分析判断,输出正确的PWM 控制信号给相应的线圈通电,从而控制电动机的起动、停止及转速等[2]。
收稿日期:2011-06-23作者简介:周巨青(1962-),男,中级职称,本科,理学学士,研究方向为电子通信、计算机控制、自动化、模式识别与图像处理技术。
图1控制器电路框图E-mail:kfyj@ Tel:+86-551-56909635690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.7,No.24,August 2011.4)欠压保护和过流保护:当电池电压降低到控制器设定值以下时,单片机停止PWM 信号的输出,以保护电池不至于在低电压情况下放电。
限流保护(或过流保护)电路对控制器输出的最大电流进行限制,以保护电池、控制器、电动机等不会出现允许范围以上的电流。
一个最基本的电动车用无刷电机控制器所需要实现的功能一般包括欠压保护、过流保护、调速、刹车、断相保护、软启动等,近年来还有一些实用且流行的功能如定速巡航、ABS 刹车再生制动、1:1助力等等[2]。
2软件分析初始化之后,接着检测电池电压以判断是否低电压,如果低电压,将起动欠压保护。
如果电池电压正常,接着接收转把信号以判断操作者设定的速度大小,调整PWM 脉冲的宽度以调整电动机速度。
电动机通电后,控制器接收电流检测信号、霍尔转速及相序信号、刹车信号等,判断电动机是否正常运转、电路是否正常工作,动态输出PWM 驱动控制信号,调整车速使之逐渐达到操作者设定的速度。
在有异常时采取保护措施直至断开电源[3]。
3问题和改进1)问题:单片机接收转速信号和电流检测信号,根据转把速度信号输出PWM 控制信号去调整电机转速和限流,好像能够实现速度的稳定控制。
实际上,当转把位置确定后,在上坡时速度会减小而电流会增大,且坡度越陡速度会越慢而电流会越大;当上坡结束转为平路或转为下坡时,往往会出现车速突然地快速增大的现象。
我们将这种现象叫做“过冲”。
这种情况每次都会在加速了一段之后才来得及调整转把,使得操作者对车速难以把握,而且上坡之后速度快速增大具有一定的危险性。
2)原因分析:上坡时由于阻力的作用,速度难以提升到用户设定的值甚至越来越慢。
但在上坡转为水平路面或下坡时,单片机会依然根据转把速度指令来调整PWM 控制信号,力求使车速达到操作者设定的数值,电机驱动电流依然维持在较大的数值上;由于转为水平路面或下坡时阻力突然减小(甚至重力变为动力),车速便会突然的快速增大。
3)改进措施:一是要求用户在上坡时尽可能的使用低速,使用脚踏助力;二是对硬件电路做些改进,在“过冲”时将驱动电流立即降下来;三是对软件进行改进。
对于MCU 为核心的控制器,增加对电流增减和速度增减的判断。
在“过冲”时不执行转把速度信号指令而改为“定速控制”。
根据上述思路将软件控制流程进行修改。
如图3所示。
将“速度增大而电流不增”作为“过冲”的判断依据。
控制器持续检测速度变化和电流变化,再经过判断,如果不属于“过冲”的情况,则执行子程序“调速控制”。
这种情况下控制器检测转把电压值来调整PWM ,增大或减小电流值使速度变化直至达到操作者通过转把设定的速度值。
如果属于“过冲”的情况,则执行子程序“定速控制”。
在这种情况下,控制器完全根据对速度的检测来调整PWM ,力求使车速保持不变。
在“过冲”时电流会迅速减小而保持原有的速度不变。
在定速控制期间要持续的检测速度和电流,在两种情况下会结束“定速控制”而返回去检测转把电压并调速:一种情况是车子已结束“过冲”,经过判断已退出“过冲”状态;另一种情况是达到了预先设定的“过冲定速控制时间”。
这个时间长度为1~3秒即可。
为了保证“过冲”期间的及时刹车,在“定速控制”期要进行刹车检测。
一些其它问题也值得注意。
例如:很多电动车的欠压保护有效性不够好。
有些控制器在电压低于设定值时就关闭的电源,而当电压升起来超过该设定值时又打开电源,这容易使用户利用蓄电池的回升电压工作,从而造成蓄电池过放电。
为了防范这个问题,欠压比较硬件设计成电压滞环自锁比较。
欠压保护分为两级,第一级保护时输出欠压报警信号、限制电流的大小。
第二级保护是完全关闭电动机驱动和照明。
本例中由“欠压处理”子程序完成判断和处理[4]。
再如,很多控制器只有单闭环控制,性能不佳。
在路面情况变化大的时候,电流变化很大。