下载文档原格式
电动车的变速原理
电动车的变速原理是通过电机控制和传动系统来实现的。
电动车的电机是直流无刷电机,通过电控系统控制电机的工作状态
和输出扭矩。
在传统的电动车变速系统中，采用雅马哈(Yamaha)或四元一元(Four-Yongs)传动系统,包括变速电机和多
个齿轮。
变速电机主要由传动齿轮和驱动电机组成。
电机带有一个齿轮,根据电机的转速和负载,通过变速杆或按钮进行控制。
变速电
机与驱动电机的轴是平行的，通过传动装置将动力传递给主齿轮。
电动车的变速系统主要有前进挡和倒挡两个档位，分别用于车辆的前进和倒车。
不同的档位实际上是通过将不同大小的齿轮组合来调整传动比例。
传动比例的改变影响电动车的转速和扭矩输出，因此实现了不同速度的前进或倒车。
变速电机通过控制电机轴上的离合器或压盘来实现档位的切换。
当用户操作变速杆或按钮时，电动车的控制系统将发送信号给变速电机，使其切换到指定的档位。
变速电机在切换档位时，会根据电控系统的指令，以及车辆的速度和负载情况来自动调整齿轮组合，以确保平稳的切换。
总结起来，电动车的变速原理是通过电机控制和传动系统实现的。
通过变速电机和不同大小的齿轮组合，调整传动比例来改变车辆的速度和扭矩输出。
同时，变速电机通过控制离合器或压盘来实现档位的切换，以满足用户的需求。
新能源汽车驱动电机技术-题库1、磁体上磁性最强的两端称为（）。
A、磁极B、磁通C、磁路D、磁阻答案： A2、表示驱动电机、驱动电机控制器或驱动电机系统的转速、转矩、功率、效率、电压、电流等参数间的关系的是（）。
A、额定电压B、最高工作电压C、输入输出特性D、持续转矩答案： C3、在自感现象中产生的感应电动势，称为（）。
A、互感电动势B、自感电动势C、电压D、电源答案： B4、（）是指通入直流电而产生机械运动的电动机。
A、直流电动机B、交流感应电动机C、异步电动机D、开关磁阻电动机答案： A5、人们通过铁屑在磁场的作用下形成的图案，即用一组闭合的曲线来描述这种磁场。
这种形象地描绘磁场的曲线，称为（）。
A、磁导率B、磁阻C、磁感线D、磁通答案： C6、高速电动机的转速一般为（）。
A、 1000~3000r/minB、 3000~6000r/minC、 6000~10000r/minD、 10000~15000r/min答案： D7、（）是新能源汽车的调速和转向等动力控制系统的关键技术。
A、功率变换技术B、新型材料技术C、汽车智能技术D、汽车网联技术答案： A8、中速电动机的转速一般为（）。
A、 1000~3000r/minB、 3000~6000r/minC、 6000~10000r/minD、 10000~15000r/min答案： C9、如负载为同步电动机时，通过控制励磁电流使负载呈现容性，可以实现（）。
A、器件换相B、电网换相C、负载换相D、强迫换向答案： C10、（）以霍尔效应为工作基础，一般是由霍尔元件和其附属电路组成的集成传感器，用它可以检测磁场变化。
A、空气流量传感器B、光电编码器C、旋转变压器D、霍尔传感器答案： D11、下列部件中，哪个是电动汽车的关键部件？A、雨刮器B、座椅调节电机C、驱动电机D、阅读灯答案： C12、电机和变压器中所使用的铁磁材料相对导磁率一般在（）。
A、 1000～2000B、 2000～80000C、 80000～120000D、 120000～100000答案： B13、磁极之间的相互作用力是通过磁极周围的（）传递的。
《纯电动汽车结构及控制技术》章节习题及答案第一章绪论1、简述中国电动汽车发展所存在的问题。
第二章纯电动汽车的基本理论1、什么是纯电动汽车？2、纯电动汽车由哪些系统构成？3、纯电动汽车驱动系统的布置形式有哪些？4、纯电动汽车性能的主要评价指标有哪些？第三章电动车用动力电池技术填空题1、纯电动汽车使用的动力电池可以分为、和三大类。
2、电池的性能指标主要有、、、、、、、，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。
3、电动汽车动力电池的电压分为、、、、等。
4、电动汽车电池的常规充电方法有、、。
问答题1、什么是荷电状态SOC？2、什么是比能量？是什么评价指标？3、什么是能量密度？第四章电池管理系统及控制技术1、电池能量管理系统主要包括哪些功能？2、电动汽车电池管理系统的温度采集方法有哪些？3、电池热管理系统的功能有哪些？4、动力电池的一致性指的是什么？第五章电动车用驱动电机及控制技术1、直流电机的励磁形式包括哪些？2、什么是直流电动机的机械特性？3、简述无刷直流电机的工作原理。
4、无刷直流电动机的控制技术有哪些？5、异步电动机的调速控制方法主要有哪些？第六章纯电动汽车辅助系统及控制技术填空题1、电动汽车的辅助系统与燃油汽车的辅助系统的区别是燃油汽车的辅助电源由驱动的交流发电机充电，而电动汽车的辅助电源则由主电源通过来充电。
2、辅助系统电气化的原因是为了满足四个需求：；；；。
3、车载充电机的拓扑结构有和两种类型。
4、是电动汽车所独有的，在减速制动(刹车或者下坡)时将车辆的部分动能转化为，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、和，最终增加电动汽车的。
问答题1、辅助直流-直流（DC-DC）转换器的功能是什么？2、DC-DC变换器分为哪两种类型？两者有什么区别？第七章纯电动汽车故障诊断与检修1、简述电动汽车电路检修注意事项。
2、动力电池初始使用的注意事项有哪些？答案：第一章1、①技术方面与国外还有一定的差距，技术瓶颈有待突破。
电动车速度控制原理
电动车速度控制原理是通过控制电动车的电动机转速来实现的。
电动车的电动机通常采用无刷直流电动机，其转速由电动机控制器控制。
电动机控制器是一个关键部件，它负责接收来自车辆操控系统的指令，根据指令调整电动机的输出功率，从而控制车辆的速度。
电动机控制器的工作原理可以简单分为三个步骤：传感器信号采集、控制策略计算和电机驱动。
首先，电动车上装有多种传感器，如油门传感器、刹车传感器和速度传感器等。
这些传感器可以实时采集车辆的状态信息，比如油门开度、刹车信号和车速等。
其次，控制器通过采集到的传感器信号进行计算，根据预设的控制策略，确定电动机的输出功率。
常见的控制策略有PID
控制、模糊控制等，可以根据实际需求做出相应的选择。
最后，控制器根据计算得到的控制策略输出对电动机的控制信号，驱动电动机按照指定的功率输出进行工作，从而控制车辆的速度。
需要注意的是，电动车的速度控制不仅仅依赖于电动机控制器，还受到其他因素的影响，比如车辆质量、电池电量以及路面条件等。
因此，在实际应用中，还需要综合考虑这些因素，以实
现准确可靠的速度控制。
综上所述，电动车速度控制原理是通过电动机控制器实现的，其核心是通过传感器采集的信息和计算得出的控制策略来控制电动机的功率输出，从而控制电动车的速度。
分类号密级无锡职业技术学院毕业设计说明书题目：电动自行车控制器设计英文题目;Design of electric bicycle controller****:***专业：机电一体化指导教师：石炳存职称：副教授毕业设计说明书提交日期：2013年4月15日地址：机电学院毕业设计任务书毕业设计任务书无锡职业技术学院机电工程系2013年2月20日目录目录摘要 (2)英文摘要 (2)第一章引言 (3)1.1电动自行车的意义及发展状况 (3)1.1.1自行车的历史背影及意义 (3)1.1.2 电动自行车的优点 (4)1.1.3电动自行车的发展前景 (4)第二章控制器系统的分析 (5)2.1 智能控制器的系统框图 (5)2.2 系统主要硬件介绍 (6)2.2.1 无刷直流电动机 (6)2.2.2 AT89C51 (8)2.2.3 MC14585B和CD4040B (9)2.3 系统具体实现方法 (10)2.3.1 无刷直流电动机的调速 (11)2.3.2 测速电路 (13)2.3.3 速度预置与显示 (14)2.3.4 电机驱动电路 (15)2.3.5 无刷直流电动机及控制器的保护 (16)第三章系统软件设计 (18)第四章结束语 (20)参考文献 (21)附录 (22)摘要电动自行车用于轻便灵活，节能环保，价格适中而得到人们的广泛使用，成为人们短途出行的理想交通工具。
同时中国具有庞大的自行车市场，电动自行车产业在中国有着非常广阔的应用前景，因此发展电动自行车具有良好的社会意义和客观的经济效益基于单片机系统为核心的，以无刷直流电动机驱动的电动自行车智能控制器的设计方案。
该系统包括PWM控制方案、速度测量和显示方案、刹车控制方案和电路保护方案等。
本设计主要是以单片机为核心，特别采用软硬件相结合的方式，可以极大地提高系统的安全性和可靠性。
关键词：电动自行车；智能控制；脉冲宽度调制；单片机；电机保护Abstrac tElectric bicycle for portable and flexible, energy-saving environmental protection, moderate in price and are widely used in people, an ideal vehicle for the people in the travel. At the same time, China has a huge market of bicycle, electric bicycle industry has a very broad application prospects in China, and so the development of electric bicycle has a good social significance This paper introduces a design program of intelligent control of the electronic bicycle which is based on the single chip computer system. It is derived by no brush DC motor.This system introduces speed PWM control project, speed measure and display project, brake control project, electro circuit protection project. This design is based on the single chip computer,its specialties adopt combining hardware with software for improving credibility and security.Key Words：electric bicycle ；intelligent control ；PWM; single chip computer;electro circuit protection第一章引言随着人们物质生活水平的提高，电动自行车作为一种新兴的交通工具正在越来越多地走进人们的生活。
无刷电调原理无刷电调是现代电动车、电动机车等电动车辆中的重要部件，它通过控制电动车辆的电机转速和转矩，实现车辆的动力输出和驱动。
无刷电调的原理是基于电机控制技术和电子调速技术，通过对电机进行精准的控制，实现电动车辆的高效、稳定和可靠的运行。
无刷电调的工作原理主要包括电机驱动、电流控制、速度控制和位置控制等方面。
首先，无刷电调通过控制电机的三相电流，实现电机的正反转和转速调节。
其次，无刷电调通过对电机的电流进行精准控制，实现电机的高效运行和能量回馈。
此外，无刷电调还可以通过对电机的转速和位置进行闭环控制，实现电动车辆的精准驱动和运动控制。
在无刷电调中，电机驱动是实现电机正反转和转速调节的关键。
电机驱动通过对电机的三相电流进行控制，实现电机的正反转和转速调节。
在正常运行时，电机驱动会根据电动车辆的速度需求和驱动模式，调节电机的电流和相位，实现电机的高效运行和动力输出。
电流控制是无刷电调中的另一个重要部分，它通过对电机的电流进行精准控制，实现电机的高效运行和能量回馈。
在电动车辆行驶时，电流控制会根据电机的负载和速度需求，调节电机的电流和相位，实现电机的高效运行和能量回馈，提高电动车辆的续航里程和动力性能。
速度控制是无刷电调中的另一个重要部分，它通过对电机的转速进行精准控制，实现电动车辆的速度调节和动力输出。
在电动车辆行驶时，速度控制会根据车辆的速度需求和驱动模式，调节电机的转速和相位，实现电动车辆的平稳加速和高速行驶。
位置控制是无刷电调中的另一个重要部分，它通过对电机的转子位置进行闭环控制，实现电动车辆的位置定位和运动控制。
在电动车辆行驶时，位置控制会根据车辆的位置需求和驱动模式，实现电机的位置定位和运动控制，提高电动车辆的行驶稳定性和安全性。
综上所述，无刷电调是电动车辆中的重要部件，它通过对电机的电流、速度和位置进行精准控制，实现电动车辆的高效、稳定和可靠的运行。
无刷电调的原理是基于电机控制技术和电子调速技术，通过对电机进行精准的控制，实现电动车辆的高效驱动和运动控制。
电动车调速原理
电动车是一种环保、节能的交通工具，其调速原理是电动车正常运行的基础。
电动车的调速原理主要包括电动机和控制器两个部分。
首先，我们来看电动机的调速原理。
电动车的电动机通常采用直流无刷电机或
交流异步电机。
在电动车运行过程中，电动机的转速是由电动机内部的转子和定子之间的磁场产生的电磁力决定的。
当电动车需要加速时，控制器会向电动机提供更多的电流，从而增加电动机的转速；当电动车需要减速时，控制器会减少电流输出，使电动机的转速降低。
这样，电动车就可以实现加速、减速和匀速行驶。
其次，我们来看控制器的调速原理。
控制器是电动车的大脑，负责控制电动机
的转速和输出功率。
控制器通过检测电动机的转速和车辆的加速踏板信号，来调节电动机的输出功率和转速。
当电动车需要加速时，控制器会根据加速踏板的信号，向电动机提供更多的电流，从而增加电动机的输出功率和转速；当电动车需要减速时，控制器则会减少电流输出，使电动机的输出功率和转速降低。
控制器还可以根据电池的电量和温度等参数，对电动机的输出功率进行调节，以保证电动车的安全和稳定运行。
总的来说，电动车的调速原理是通过控制电动机的电流输出，来实现电动车的
加速、减速和匀速行驶。
电动车的调速原理是电动车能够正常运行的基础，也是电动车性能优劣的重要标志之一。
随着科技的不断发展，电动车的调速原理也在不断完善和提升，使电动车更加智能、高效、安全。
希望通过对电动车调速原理的深入了解，可以更好地推动电动车行业的发展，为环保交通事业做出更大的贡献。
直流无刷电机和交流无刷电机的主要区别及适用场合直流无刷电机和交流无刷电机的主要区别体现在以下几个方面：
1.工作原理：直流无刷电机是通过电子调速器控制电机的转速和方向，采用永磁体和无刷电机技术，具有高效率、高速、高功率密度等特点。
而交流无刷电机则是通过交流电源供电，由于交流电源的特殊性质，交流电机的转速和方向可以通过交流电源的频率和相位差来控制。
2.运行特点：直流无刷电机的转矩平稳、速度调节范围广、控制精度高、响应速度快，适用于需要频繁启停、转速调节和反转的场合。
而交流电机的运行稳定、维护简单、成本低廉，适用于长时间运行的场合。
3.结构和应用场景：交流电机和直流电机的内部结构不同，因此它们的应用场景也不同。
交流电机由定子、转子、电刷、电极等组成，适用于家用电器、工业生产等领域如空调、洗衣机、电动工具等。
而直流无刷电机则由定子、转子、永磁体和传感器等组成，由于其高效、低噪音、低能耗等特点，主要应用于电动车、机器人、无人机等领域。
4.控制方式：交流电机的控制方式相对简单，通常采用变压器、电容器等传统电路进行控制。
而直流无刷电机由于需要控制电流的方向和大小，因此需要更加复杂的控制器进行控制。
5.性能：交流电机的启动电流较大，效率较低，但在高负载情况下能够保持较稳定的转速。
而直流无刷电机则启动电流小，效率高，但在高负载情况下可能出现转速不稳定的情况。
总体来说，直流无刷电机和交流无刷电机各有其特点和适用场合，需要根据具体的应用需求进行选择。
无刷直流电机控制系统的仿真与分析一、本文概述随着科技的不断进步和电机技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless Direct Current, BLDC）因其高效、低噪音、长寿命等优点，已广泛应用于电动汽车、无人机、家用电器等众多领域。
然而，无刷直流电机的控制系统设计复杂，涉及电子技术、控制理论、电机学等多个学科领域，因此，对其进行深入研究和仿真分析具有重要意义。
本文旨在探讨无刷直流电机控制系统的基本原理、仿真方法以及性能分析。
将简要介绍无刷直流电机的基本结构和控制原理，包括其电机本体、电子换向器、功率电子电路等关键部分。
将详细介绍无刷直流电机控制系统的仿真建模过程，包括电机模型的建立、控制算法的设计以及仿真环境的搭建。
通过对仿真结果的分析，评估无刷直流电机控制系统的性能，包括动态响应、稳态精度、效率等指标，并提出优化建议。
本文的研究不仅有助于深入理解无刷直流电机控制系统的运行机制和性能特点，还可为实际工程应用提供理论支持和指导。
通过仿真分析，可以预测和优化无刷直流电机控制系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，推动无刷直流电机在更多领域的应用和发展。
二、无刷直流电机控制系统基本原理无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其控制系统主要由电机本体、电子换向器（也称为功率电子电路或逆变器）以及控制器三部分组成。
无刷直流电机控制系统的基本原理，就在于如何准确地控制逆变器的开关状态，从而改变电机内部的电流流向，实现电机的连续旋转。
控制器根据电机的运行状态和用户的输入指令，生成适当的控制信号。
这些控制信号是PWM（脉宽调制）信号，用于控制逆变器的开关状态。
逆变器一般由六个功率开关管（如MOSFET或IGBT）组成，分为三组，每组两个开关管串联，然后三组并联在直流电源上。
每组开关管分别对应电机的一个相（A、B、C），通过控制每组开关管的通断，可以改变电机每相的电流大小和方向。
基于PWM的直流无刷电机控制系统一、本文概述随着科技的快速发展和电机控制技术的不断进步，直流无刷电机（BLDC，Brushless Direct Current Motor）在各个领域的应用越来越广泛。
它们具有高效、低噪音、长寿命等优点，尤其在航空、汽车、家用电器、电动工具以及机器人等领域得到了广泛应用。
而基于脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation）的直流无刷电机控制系统，以其灵活的控制方式、精确的速度调节和优秀的动态响应特性，成为现代电机控制领域的重要研究方向。
本文将对基于PWM的直流无刷电机控制系统进行深入研究。
我们将简要介绍PWM技术的基本原理及其在电机控制中的应用。
接着，我们将重点探讨基于PWM的直流无刷电机控制系统的构成、工作原理以及主要控制策略。
文章还将分析该控制系统的性能特点，包括调速范围、动态响应、稳定性等。
我们将展望基于PWM的直流无刷电机控制系统的未来发展趋势和应用前景。
通过本文的研究，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解基于PWM的直流无刷电机控制系统的机会，同时为相关领域的工程师和研究者提供有益的参考和启示。
二、直流无刷电机的基本原理直流无刷电机（Brushless Direct Current Motor，简称BLDCM）是一种通过电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。
其基本原理主要基于电磁感应和电子换向技术。
电磁感应：直流无刷电机内部通常包含定子（stator）和转子（rotor）两部分。
定子通常由多个电磁铁组成，而转子则带有永磁体。
当定子上的电磁铁通电时，会产生磁场，与转子上的永磁体相互作用，从而驱动转子旋转。
这就是电磁感应的基本原理。
电子换向：与传统的直流电机使用机械换向器不同，直流无刷电机使用电子换向器。
电子换向器通常由微处理器和功率电子开关（如MOSFET或IGBT）组成。
微处理器根据电机的运行状态和位置传感器（如霍尔传感器）的反馈信号，控制功率电子开关的通断，从而实现电磁铁的电流方向的改变。
电动车调速器接线原理电动车调速器是一种用于控制电动车电机运行速度的设备，通过改变电机的工作电压和频率来改变电机的速度。
根据电动车调速器的不同类型和工作原理的不同，电动车调速器的接线方法也会有所不同。
下面将介绍几种常见的电动车调速器的接线原理。
1.直流调速器直流调速器是一种使用直流电源供电并控制直流电机转速的调速器。
主要由电压调节器、电流限制器、电路板等组成。
直流调速器的接线原理如下：（1）将电源的正极与电动车电池的正极相连，负极与电动车电机的正极相连；（2）将调速器的负极与电动车电机的负极相连；（3）将调速器的输出端口与电动车电机的控制线相连。
2.交流调速器交流调速器是一种使用交流电源供电并控制交流电机转速的调速器。
主要由整流器、滤波器、逆变器等组成。
交流调速器的接线原理如下：（1）将电源的正极与电动车电池的正极相连，负极与电动车电机的正极相连；（2）将调速器的负极与电动车电机的负极相连；（3）将调速器的输出端口与电动车电机的控制线相连。
3.无刷调速器无刷调速器是一种使用直流电源供电并控制无刷电机转速的调速器。
无刷调速器主要由电压调节器、电流限制器、电路板等组成。
无刷调速器的接线原理如下：（1）将电源的正极与电动车电池的正极相连，负极与电动车电机的正极相连；（2）将调速器的负极与电动车电机的负极相连；（3）将调速器的输出端口与电动车电机的控制线相连。
需要注意的是，不同品牌和型号的电动车调速器接线方式可能会有所不同，用户应根据实际情况参照相应的调速器说明书进行接线。
同时，在接线时需要注意安全，避免电路短路和电器设备的过载使用，以免引起故障和事故。
此外，为了确保电动车的正常工作和安全性，请定期检查接线是否牢固和电路是否正常运行。
电动车速度控制原理
电动车速度控制原理
电动车的速度控制原理主要是通过调节电机的电流来实现。
电机的转
速与电流成正比，因此通过调节电流大小可以实现对车辆速度的控制。
具体来说，电动车的控制系统通常包括三个部分：传感器、控制器和
驱动器。
传感器负责检测车辆当前的状态，如转速、加速度等；控制
器根据传感器提供的信息来计算出需要输出的电流值，并将其发送给
驱动器；驱动器则将这个电流值转化为适当的马达扭矩，从而使车辆
达到所需的速度。
在实际应用中，不同类型的电动车可能采用不同的速度控制方式。
例如，普通自行车改装成为电动自行车时通常采用直接驱动方式，即将
轮毂内嵌入一个小型直流无刷电机，并通过控制器来调节其输出功率
以达到所需速度。
而一些高端电动汽车则采用更为复杂的主从式驱动
方式，即由一个主控制器负责整个系统的运行，并将指令发送给多个
从驱动器以实现对各个轮子功率和转速进行精确控制。
总之，电动车速度控制原理是通过调节电机的电流来实现。
不同类型
的电动车可能采用不同的速度控制方式，但其核心原理都是一致的。
随着技术的不断进步，我们相信未来电动车的速度控制系统将会更加智能化、高效化。
中图分类号:T M 383 4+1 文献标识码:A 文章编号:1001 6848(2006)07 0088 02
电动车用无刷直流电动机的调速控制
黄 涛 李 晶
(武汉理工大学信息学院,武汉 430070)
摘 要:对当前无刷直流电动机在电动车中的应用做了简单分析,详细阐述了其驱动电路和调整部分的实现方案以及过流保护等功能。
关键词:无刷直流电动机;霍尔位置传感器;驱动电路;调速;过流保护;电动助力车;应用
收稿日期:2005 08 29
1 概 述
当给无刷直流电动机定子绕组通电时,该电流与转子永磁体的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩,驱动转子旋转,再由位置传感器将转子位置变换成方波信号,通过控制电路去控制开关线路的通断,从而使定子各相绕组按一定顺序导通,定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。
由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的,因而起到了机械换相器的换相作用。
因此,所谓无刷直流电动机,就其结构而言,可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位置传感器三者组成的 电动机系统 。
2 设计方案
本设计应用于控制电动自行车和电动摩托车的无刷直流电动机。
最大输出功率700W,采用48V 蓄电池供电,空载转速可达700转/分钟。
功率最大时(通常为爬坡时),流过M OSFET 管的电流最高可达20A,因此对M OSFET 管的电流承受能力有一定的要求。
本设计中选择IRF540N,其击穿电压为100V,最大可承受电流为33A,可以满足设计要求。
为了保护MOSFET 管,延长使用寿命,当电流达到设计的最高电流值时采取过流保护。
整个电路以时序逻辑控制为主,对时序的准确性要求相当高。
设计方案流程图如图1所示。
3 实现方法
由固定在无刷电动机内的霍尔位置传感器输出霍尔信号,即转子位置信号。
信号波形如图2所示。
以三相无刷电动机为例,
各相信号是占空比为图1 电动车
用无刷直流电机设计流程
图2 三相霍尔信号波形
50%的方波,相互之间相位差为120!。
由三相霍
尔信号A 、B 、C 组成的一组编码(先后顺序分别为:101、100、110、010、011、001),经过译码电路及74LS38选择出每个编码所对应时刻时驱动电路中导通的功率管,从而为电动机提供工作电流。
驱动电路如图3所示。
经74LS38输出的信号通过光电隔离进入驱动电路,光耦全部采用正相接法。
对于三相霍尔信号A 、B 、C 各种不同的组合,例如当A 、B 、C 为101时,经74LS138译码器和74LS38与非门输出,到达1、2路光耦输入端为高电平,3、4、5、6路光耦输入端为低电平。
由图3所示电路可知,1路和2路光耦分别对应的M OS FET 管M 1、M2导通,通过A 相和C 相对无刷直流电动机提供供电回路。
同理,当霍尔信号A 、B 、C 为其它状态值时,亦可通过译码电路及74LS38与非门选择相应的光耦,使输入端为高电平,对应的M OSFET 管轮流导通,如此不断循环换相,从而驱动电动机旋转。
∀
88∀
微电机 2006年 第39卷 第7期(总第154期)
图3 驱动电波
对无刷直流电动机速度进行调节控制,可以由图4所示的方案实现。
电动机起动之后在驱动电路的作用下,不断加速旋转,直至达到给定的速度。
所谓给定速度实质上是通过可调电阻得到一电压值V1,输入LM324的比较器反相输入端,由无刷电动机输出的霍尔方波信号(如图2),经过沿触发电路,在方波上跳沿和下跳沿分别产生触发脉冲,达到2倍频。
霍尔信号和触发脉冲的频率皆与电动机转速成正比。
将A、B、C三相霍尔信号得到的沿触发脉冲叠加输入单稳态触发器4538,由4538输出频率为霍尔信号频率6倍的方波信号,经由RC 电路整流,获得直流电压值V2。
时间常数RC的值越大,即电容充电时间越长,直流效果越好。
将V2输入LM324比较器的正相输入端,与给定电压V1比较,通过比较器输出调速控制信号V S来控制驱动电路的开断。
当V1<V2,即当前电动机转速高于给定速度时,比较输出高电平,控制驱动电路中所有M OSFET管关断。
由于没有供电回路,电动机的转速将不断下降。
当V1>V2,即给定速度高于当前电动机转速时,比较器输出低电平,控制驱动电路中的相应M OSFET管导通,驱动电动机加速旋转,当速度超过给定速度时,即回到V1 <V2时,又重复上述的减速过程。
因此,当无刷电动机起动之后,电动机转速总是在给定转速附近变化。
综上所述,对无刷电动机的速度进行控制,实质上是通过对当前转速的反馈,与给定速度进行比较,输出控制信号,控制驱动电路关断或导通,达到调节电动机转速的目的。
在本设计中,无刷直流电动机做为电动助力自行车和电动摩托车驱动系统,驱动电路所采用的
MOSFET管最大承受电流可达33A。
当对电动机外加较大负载时,流过M OSFET管的电流将急剧增加,为保护MOSFET管,防止电流过大,将采取过流保护措施。
在MOSFET
管与地之间接
图4 力度不超过80mm
入采样电阻R0,R0的阻值要尽可能小,可根据所选用的M OSFET管所能承受最大电流而选择合适的阻值。
在本设计中选择R0=0 2 。
R0的功率要较大。
通过采样电阻得到反馈电压V f,将V f输入比较器反相输入端,将前文所述的控制驱动电路开断的信号V s输入比较器正相输入端。
当流过M OSFET管的电流接近所能承受最大电流时,得到的V f值较大,将超过V s的最大值,则此时不论V s为何值,比较器均输出低电平,从而关断所有M OSFET管,起到过流保护作用。
综上所述,本文所设计的无刷直流电动机调速控制系统,具有结构简单、成本低廉、维护方便等特点。
经过多种环境下的试验验证本系统性能可靠,具有良好的调整特性,能够较好的应用于电动助力自行车和电动摩托车的驱动系统。
参考文献
[1] 张琛.直流无刷电机原理及应用[M].北京:机械工业出版
社,1996.
[2] 叶金虎,徐思海.无刷直流电动机[M].北京:科学出版社,
1992.
∀
89
∀
电动车用无刷直流电动机的调速控制 黄 涛 李 晶。
