【正文】 比同容量異步電動(dòng)機(jī)高10%左右，一般來說，無刷直流電動(dòng)機(jī)的能力指針（ηcosθ）比同容量三相異步電動(dòng)機(jī)高12%20%。n max,那么，+5V以下任何電平即對(duì)應(yīng)相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速n，這就實(shí)現(xiàn)了變速設(shè)定。由于定子磁場(chǎng)軸線可視作同轉(zhuǎn)子軸線垂直，在鐵芯不飽和的情況下，產(chǎn)生的平均電磁轉(zhuǎn)矩與繞組電流成正比，這正是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電流轉(zhuǎn)矩特性。電度角，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于60176。：主電路是一個(gè)典型的電壓型交直交電路，逆變器提供等幅等頻526KHZ調(diào)制波的對(duì)稱交變矩形波。3．永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 無刷直流電動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。為了使電動(dòng)機(jī)繞組準(zhǔn)確換向，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器，作為轉(zhuǎn)子極性的位置信號(hào)。1．無刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)無刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDCM）由電動(dòng)機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。它的模數(shù)轉(zhuǎn)換原理采用逐次逼近型，芯片由單個(gè)+5V電源供電，可以分時(shí)對(duì)8路輸入模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，典型的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為100微秒左右。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過一個(gè)脈沖。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。Pin19:時(shí)鐘XTAL1腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。(5) 并行輸入輸出(I/O)口8051共有4組8位I/O口(P0、 PP2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。5主要器件性能及原理 8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)8051是MCS51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。當(dāng)Tb為低電平電壓時(shí)所有繼電器得電，常開觸點(diǎn)閉合常閉觸點(diǎn)斷開，KK3斷開KK4導(dǎo)通。因此，切斷電源后要將電動(dòng)車停下來而采取的無謂制動(dòng)不能將電能回饋給蓄電池。由于采用單片機(jī)控制電機(jī)，如果單片機(jī)的電源采用與電機(jī)同一電源，雖然經(jīng)過穩(wěn)壓、濾波，但單片機(jī)仍然容易受到電機(jī)以及繼電器的干擾。外特性、低速性也不如雙向式好。 VD/D關(guān)系圖PWM調(diào)速分為雙向式和單向式兩種：雙向式：在一個(gè)脈沖周期內(nèi)（T=Ta+Tb）,T1和T3導(dǎo)通時(shí)間為Ta,T2和T4導(dǎo)通時(shí)間為Tb，這樣在Ta這段時(shí)間內(nèi)，電機(jī)通過的是正向電流，在Tb這段時(shí)間內(nèi)為反相電流。在轉(zhuǎn)速降到一定限度時(shí)使電動(dòng)機(jī)再次接通，電動(dòng)機(jī)因此而再次加速，不斷的給電樞兩端送入脈動(dòng)電壓源（即脈動(dòng)信號(hào)）就可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在指定的范圍內(nèi)。另一種脈寬調(diào)制型:脈寬調(diào)速（PULSE WIDE MODULATION—PWM）較常用的 一種調(diào)速方式，這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)檢測(cè)和響應(yīng)該中斷請(qǐng)求后就通過使RD非變?yōu)榈碗娖蕉筄E線變高，——。驅(qū)動(dòng)器采用74LS164串接510Ω的限流電阻。T（第8腳）為時(shí)鐘輸入端，可連接到串行口的TXD端。，采用單片機(jī)串口通訊，以節(jié)省單片機(jī)的端口，單片機(jī)通過中斷的方式為顯示服務(wù)。：24V直流電源經(jīng)三端穩(wěn)壓器78L05輸出即為單片機(jī)所要求的+5V電源。控制上采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)，僅用一塊單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集，電機(jī)控制和轉(zhuǎn)速顯示。3總體設(shè)計(jì)對(duì)于電動(dòng)自行車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有三個(gè)方面:1．控制電路的設(shè)計(jì)；2．傳感器選擇以及安放設(shè)計(jì)；3．顯示電路的設(shè)計(jì)；4．程序設(shè)計(jì)。弱磁控制的實(shí)質(zhì)是使相電流相位角超前，提供直軸去磁磁勢(shì)來削弱定子繞組中的磁鏈。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達(dá)幾十萬轉(zhuǎn)運(yùn)行?！‰妱?dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。 電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)功率大，過載能力強(qiáng)、過載系數(shù)應(yīng)為(3～4)，加速性能好，使用壽命長的特點(diǎn)。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的。 2 系統(tǒng)要求2.B、電動(dòng)機(jī)主磁極退磁，會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩明顯小，而空載轉(zhuǎn)速高、電流大。 2．常見故障 無刷直流電動(dòng)機(jī)的常見故障通常從其三個(gè)組成部分來檢查。因此無刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)很明顯。（1）壽命長、免維護(hù)、可靠性高。因此，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡(jiǎn)便。無刷直流電動(dòng)機(jī)因其無電刷和機(jī)械換向器，不需要減速裝置，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車中。它的最大特點(diǎn)就是具有直流電動(dòng)機(jī)的外特性而沒有刷組成的機(jī)械接觸結(jié)構(gòu)。（3）電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)能夠在減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電動(dòng)車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)得摩托車上是不能實(shí)現(xiàn)得。因此，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求是很高的。盡管電動(dòng)車在能源和行駛里程的研制方面，至今尚未取得突破性 的進(jìn)展，但是電動(dòng)車的美好前景仍然激勵(lì)著人們鍥而不舍地開發(fā)新型電動(dòng)車，改善其性能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，脈寬調(diào)速系統(tǒng)，三端式穩(wěn)壓器，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)目　　錄摘要 II1概述 1 1 1 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的基本性能 2 2系統(tǒng)要求................................................................................................................................................33總體設(shè)計(jì) 44電路設(shè)計(jì) 5 5 5 7 85主要器件性能及原理 11 8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 11 A/ D轉(zhuǎn)換芯片 13 15 三端式穩(wěn)壓器78L05的工作原理 18 20 246程序設(shè)計(jì) 2561主程序框圖 25 INT0中斷服務(wù)程序 26 27結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 301 概 述電動(dòng)車的發(fā)展史比燃油汽車更長，世界上第一輛機(jī)動(dòng)車就是電動(dòng)車。本文從系統(tǒng)要求分析入手，將整個(gè)系統(tǒng)分成四個(gè)部分，分析和討論了各個(gè)部分的電路原理、控制策略、實(shí)現(xiàn)方法。該系統(tǒng)具有調(diào)速性能好、功率因數(shù)高、節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的特性實(shí)施脈寬PWM控制，并通過轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速通過八段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示轉(zhuǎn)速，通過軟硬件的配合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。近幾十年來，主要工業(yè)化國家為電動(dòng)車的開發(fā)投入了大量的人力和財(cái)力，電動(dòng)車的各項(xiàng)相關(guān) 技術(shù)也取得了重大的進(jìn)展。電動(dòng)車的運(yùn)行與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時(shí)具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動(dòng)和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時(shí)具有高的速度，以滿足車在平坦的路面能夠高速行駛的要求。 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的基本性能（1）永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)是一種高性能的電動(dòng)機(jī)。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達(dá)幾十萬轉(zhuǎn)的情況下運(yùn)行。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵(lì)磁損耗，發(fā)熱的電樞組又裝在外面的定子上，散熱容易。1．應(yīng)用特點(diǎn) 無刷直流電動(dòng)機(jī)之所以被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車，是因?yàn)樗c傳統(tǒng)的有刷直流電動(dòng)機(jī)相比具有以下二方面的優(yōu)勢(shì)。所以有刷電機(jī)就存在噪聲大、效率低、易產(chǎn)生故障等問題。而有刷直流電動(dòng)機(jī)的效率由于齒輪箱和超越離合器的消耗，通常在70%左右。會(huì)造成電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)；電動(dòng)機(jī)在某些位置能夠起動(dòng)，而在某些位置不能起動(dòng)；電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不平衡。以上是對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)的常見故障進(jìn)行的簡(jiǎn)單分析，在電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)問題會(huì)是多種多樣的，檢查者應(yīng)注意在沒有確切把握情況時(shí)，不能隨意通電，以免造成電動(dòng)機(jī)的其他器件損壞。 　電動(dòng)車的運(yùn)行，與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，非常復(fù)雜?！‰妱?dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠在車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機(jī)的摩托車上是不能實(shí)現(xiàn)的?！‰妱?dòng)車用電動(dòng)機(jī)應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高1次充電的續(xù)駛里程。 　另外還要求電動(dòng)車用電動(dòng)機(jī)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單適應(yīng)大批量生產(chǎn)，運(yùn)行時(shí)噪聲低，使用維修方便，價(jià)格便宜等。 加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵(lì)磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡(jiǎn)便。 為進(jìn)一步擴(kuò)充轉(zhuǎn)速，永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)也可以采用弱磁控制。永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)在恒功率模式下，操縱復(fù)雜，需要一套復(fù)雜的控制系統(tǒng)，從而使得永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)造價(jià)很高?？刂坪诵牟捎?1單片機(jī)，控制系統(tǒng)與電路用光耦完全隔離以避免干擾。傳感器的電源直接使用