【正文】 路為28腳雙列直插元件，驅(qū)動能力強，保護功能齊全。+ DC V3 D2 D5 V4 V1 D1 D4 V2 V5 D3 D6 V6 A B C 圖9 無刷直流電動機星型連接全橋驅(qū)動結(jié)構(gòu)原理圖全橋型逆變電路有六個功率開關(guān)器件，若每個開關(guān)器件都用一單獨的驅(qū)動電路驅(qū)動，則造成系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)復雜且可靠性也會下降。導通方式下，電機同時有兩相繞組工作，提高了無刷直流電機的利用率，也提高了電機的出力和效率；在該換相方式下，無刷直流電機同一橋臂的上下兩管互差60176。功率開關(guān)管選用高速型MOSFET器件IRF540，它內(nèi)阻低、熱阻小，因此運行功耗低，適合輸出級使用，具體參數(shù)如下：VDS =100V、VDGR =500V、 ICM= 28A、RDS =0. 7 Ω 、PCM =150W。 觸發(fā)信號240176。180176。 180176。電角度區(qū)域內(nèi)，兩個工作的功率管器件或者都開通，或者都關(guān)斷。 PWM控制的原理無刷直流電機是在直流電源恒定供電的情況下，通過調(diào)節(jié)PWM波的脈寬來改變直流電壓，實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的控制。PWM調(diào)節(jié)是一種根據(jù)能量沖量等效原理，通過將固定不變的系統(tǒng)電壓斬成占空比可變的PWM波，通過改變占空比來改變電機電樞兩端的平均電壓的電壓調(diào)節(jié)方式。改變電阻調(diào)速缺點很多，目前很少采用，僅在有些起重機、卷揚機及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運轉(zhuǎn)時間不長的傳動系統(tǒng)中采用。表2為逆變器功率管導通表。電機有(000)和(I11)狀態(tài)，即三個霍爾可以輸出全低或全高，沒有(101)和(010)狀態(tài)，120176。和120176。圖6位置及轉(zhuǎn)速檢測電路 如上圖所示，JI, J2和J3分別與直流無刷電機的三根霍爾引出線相連。圖 5 三相位置信號系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子位置信號是通過無刷直流電動機本身自帶的霍爾元件來檢測的，由于霍爾元件是集電極開路輸出，其輸出信號經(jīng)過上拉電阻得出位置方波信號，再送到單片機控制器的控制引腳進行位置信號的捕捉，圖6示。相位上互差120176。 360176。 120176。PB0/PBl/PB2為霍爾信號采集輸入口，PB3為剎車信號輸入口，PB5為LED驅(qū)動口，PC6為RST復位腳。ATmega88有如下特點：8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash(具有在編程過程中還可以讀的能力，即RWW), 512字節(jié)EEPROM, 1 K字節(jié)SRAM, 23個通用I/O口線，32個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器(T/C),片內(nèi)/外中斷，可編程串行USART，面向字節(jié)的兩線串行接口，一個SPI串行端口，一個6路10位ADC (TQFP與MLF封裝的器件具有8路10位ADC)，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，以及五種可以通過軟件選擇的省電模式。AREF為ADC的模擬基準輸入引腳。當引腳PC3..0與PC7..6用于ADC時，AVCC應(yīng)通過一個低通濾波器與Vcc連接。端口D為8位雙向I/O口，作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。因此，PC6引腳與端口C其他引腳的電特性是有區(qū)別的。(2)端口C (PC5~0)。端口B為8位雙向I/O口，作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。ATmega88接收電機的霍爾位置傳感器信號，對其進行譯碼，以決定換相順序，從而實現(xiàn)電機的電子換相。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。 480176。圖2給出了各相繞組的導通順序示意圖。如此反復循環(huán)，電動機即可旋轉(zhuǎn)起來[5]。均勻分布在電動機的一端。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電機轉(zhuǎn)軸相聯(lián)接。直流無刷電動機的結(jié)構(gòu)主要由電動機本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。因此，設(shè)計了一個以AVR系列的 ATmega88 單片機為控制核心，利用無刷直流電機的特性實施 PWM單極調(diào)制，并具備速度顯示和聲光報警功能的電動自行車控制系統(tǒng)。基于專用集成電路的控制系統(tǒng)采用無刷直流電動機專用集成電路如MC33033, MC33035, ML4428為控制核心，克服了分立元件帶來的弊端，使控制電路體積小、可靠性高，但功能難以擴展，在早期的電動車控制器中較多采用。其中，控制器決定了電動車的操控性能。其中最有發(fā)展前途的是無刷直流電動機。長期以來在要求調(diào)速的地方，特別是在冶金、機械制造、輕工等工業(yè)對調(diào)速性能指標要求較高的場合中得到廣泛應(yīng)用。依靠科技進步，發(fā)展電動自行車，對抑制石油漲價，支持國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，降低環(huán)境污染。 ATmega88 。軟件部分采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，給出了各模塊的程序流程圖。系統(tǒng)各個部分的控制電路基于ATMEL公司的AVR系列ATmega88單片機。無刷直流電機控制系統(tǒng)是一種新型的調(diào)速系統(tǒng)，具有良好的運行、控制及經(jīng)濟性能，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。 Technology本科畢業(yè)設(shè)計 題 目： 電動自行車控制系統(tǒng)設(shè)計 院（系、部）： 機電工程學院 學 生 姓 名： 指 導 教 師： 職 稱 2012年 5 月 22 日河北科技師范學院教務(wù)處制 學 術(shù) 聲 明本人呈交的學位論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。本人簽名： 日期： 指導教師簽名： 日期： 摘 要目前電動車中使用的電動機一般有直流電動機、感應(yīng)電動機、開關(guān)磁阻電動機以及永磁無刷直流電動機等。永磁無刷直流電動機調(diào)速系統(tǒng)適用于電動自行車等小功率的工作情況，本文在對電動自行車調(diào)速系統(tǒng)進行深入分析的基礎(chǔ)上，迎合市場對電動自行車的新需求，討論并設(shè)計了價格低廉且具有轉(zhuǎn)速檢測、速度顯示，聲光報警等新型實用功能的電動自行車調(diào)速系統(tǒng)。主要工作如下:硬件部分包括電源電路、MOSFET驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)速及位置檢測電路、PWM控制電路、電流檢測電路、速度給定及顯示電路、照明電路、保護電路等。pulse width modulation由于電動自行車自身所具有的優(yōu)點和近幾年來行業(yè)內(nèi)技術(shù)的不斷進步，決定了其將會有較為廣闊的市場前景，尤其在中國這個人口大國，更是有它的用武之地。雖然直流電機不如交流電機那樣結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、制造方便、容易維護，但是它具有良好的調(diào)速特性，速度控制容易，良好的起、制動性能，寬廣的調(diào)速圍，且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點，宜于在廣泛的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。在電子技術(shù)和電子元器件取得突破性進展之后，交流異步電動機的調(diào)速問題得到解決，交流異步電動機作為驅(qū)動元件的方案也被電動車輛采用。電動自行車控制系統(tǒng)可以視為以控制器為核心，包括轉(zhuǎn)把、剎把、儀表以及相關(guān)的傳感器、開關(guān)按鈕等器件的集成。模擬控制系統(tǒng)由于模擬電路中不可避免的存在參數(shù)漂移和參數(shù)不一致等問題，加上線路復雜、調(diào)試不便等因素，使電機的可靠性和性能受到影響，在電動自行車控制器中己經(jīng)不采用了。目前的電動自行車控制器普遍采用這種控制系統(tǒng)[3]。目前，我國市場上國產(chǎn)電動自行車的品種規(guī)格較多，驅(qū)動多數(shù)用有刷或無刷的輪式直流電機，工作電壓為24V, 36V或48V，功率在150W~400W之間；正常工作時，36 V電機的額定電流在4. 5~ 5 A，對24 V電機的定額電流為6. 25~7. 5 A 。圖中的電動機本體為三相兩極，三相定子繞組分別與電子開關(guān)線路中相應(yīng)的功率開關(guān)管聯(lián)接，在圖中，A相、B相、C相繞組分別于功率開關(guān)管V1, V2, V3相接。在圖1中，三只光電器件a, b和c的安裝位置各相差120176。當N極旋轉(zhuǎn)至B (b)處，b元件輸出信號使晶體管V2導通而其余關(guān)斷，B相繞組通過電流，同樣產(chǎn)生逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，當磁極旋轉(zhuǎn)至C (c)處，其動作過程與前兩處相同。電角度。 360176。調(diào)速系統(tǒng)主要包括：電源電路、MOSFET驅(qū)動電路、電壓檢測、電流檢測及保護電路、轉(zhuǎn)速及位置檢測電路、剎車制動、聲光報警、速度顯示等電路?？刂破鞲鶕?jù)調(diào)速轉(zhuǎn)把電壓值大小，模擬調(diào)節(jié)輸送給電機電壓的高低，從而控制了電機的轉(zhuǎn)速。它的常用