【正文】 周邊電路保護(一)穩(wěn)壓電路 圖16穩(wěn)壓電路24V直流電源經(jīng)三端穩(wěn)壓器電路中接入CC2是用來實現(xiàn)頻率補償?shù)?，可防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。電動機加反向電壓。KK2為常閉觸點，所以電動機加正向電壓。考慮到電動自行車對電機轉(zhuǎn)速距離控制要求不高，為了簡化程序和外接電路，所以沒有考慮采用閉環(huán)PWM控制，用開環(huán)PWM控制和就可以實現(xiàn)自行車的功能。另外，在達林頓管的C極和電源的正極之間接一個耐流為2A的二極管，這樣在關(guān)斷電源后，使繼電器反相，可以讓電機放電，這樣停時車不至于因為慣性滑行太遠而浪費能源。為了避免干擾，采用光電隔離，單片機和電機采用兩套電源，4N26光耦一般需要2mA以上的驅(qū)動電流，由于單片機的輸出電流只有幾百毫安，故需要先接74LS245或者接一個三極管增加驅(qū)動能力（74LS245的高電平驅(qū)動能力為15mA）。這樣無論如何，都不會出現(xiàn)因編程原因而造成電源短路的情況。綜合以上兩種方式的優(yōu)缺點，并考慮到電動自行車對調(diào)速精度要求不太高，以及省電、器件損耗等方面因素，決定采用單向式PWM；考慮到編程時可能會產(chǎn)生使TTTT4都導(dǎo)通的情況，以致電源短路，燒毀器件。其調(diào)速原理基本與雙向相同，單向式與雙向式相比，三極管的開關(guān)頻率少一半，比較不容易發(fā)生上下三極管導(dǎo)通而造成電源短路的情況，故可靠性有所提高，但控制性能比雙向式稍差。當(dāng)Ta=Tb時電機停轉(zhuǎn)，TaTb電機正轉(zhuǎn)，TaTb電機反轉(zhuǎn)。因此，電動機的平均轉(zhuǎn)速VD就可以有占空比D加以控制。VD=D*max式中D=t/Tc稱為占空比，D越大VD就越大反之亦然。在轉(zhuǎn)速降到一定限度時使電動機再次接通，電動機因此而再次加速，不斷的給電樞兩端送入脈動電壓源（即脈動信號）就可以使電動機的轉(zhuǎn)速控制在指定的范圍內(nèi)。永磁式直流電機脈寬調(diào)速原理：永磁式直流電動機電機轉(zhuǎn)速由電樞電壓UD決定，電樞電壓UD越高電機轉(zhuǎn)速越快，電樞電壓UD降為0V，電機就就停轉(zhuǎn)。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，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。一種是線性型：使用功率三級管作為功率放大器的輸出控制直流電機。而且，上面提到閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的三項優(yōu)點，都是K越大越好，也必須設(shè)置放大器。因為在閉環(huán)系統(tǒng)中，由于引入了轉(zhuǎn)速反饋電壓Un，偏差電壓必須經(jīng)放大器放大后才能產(chǎn)生足夠的控制電壓Ucl。如果要維持系統(tǒng)的運行速度不變，使，閉環(huán)系統(tǒng)所需要的要為開環(huán)系統(tǒng)的（1+K）倍。閉環(huán)系統(tǒng)的靜差 率為 開環(huán)系統(tǒng)的靜差率為: 由于，而相同負載下，所以Scl和Sop之間的關(guān)系為 （3）當(dāng)要求的靜差率一定時，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍可以大大提高。在相同負載下兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為 它們的關(guān)系是 顯然，當(dāng)開環(huán)放大系數(shù)K很大時，要比小得多，即閉環(huán)系統(tǒng)的特性要硬得多。這樣，可以分別進行設(shè)計，分別調(diào)整(先調(diào)好電流環(huán)，再調(diào)速度環(huán))，調(diào)整方便。② 具有較好的動態(tài)特性，起動時間短(動態(tài)響應(yīng)快)，超調(diào)量也較小。因而雙閉環(huán)系統(tǒng)中電網(wǎng)電壓擾動引起的動態(tài)速降（升）比單閉環(huán)小得多。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸入無偏差，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差(3)雙閉調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾性 圖12動態(tài)結(jié)構(gòu)圖(4)抗負載擾動作用由雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抗負載擾動作用的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以看出，負載擾動作用在電流環(huán)之外，轉(zhuǎn)速環(huán)之內(nèi)，所以雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在抗負載擾動方面和單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只能依靠轉(zhuǎn)速環(huán)來進行抗擾調(diào)節(jié)。而輸出未達限幅時，調(diào)節(jié)器才起調(diào)節(jié)作用，使輸入偏差電壓在調(diào)節(jié)過程中趨于零，而在穩(wěn)態(tài)時為零③電流檢測采用三相交流電流互感器 ④電流、轉(zhuǎn)速均實現(xiàn)無靜差。(1)雙閉換調(diào)速系統(tǒng)原理圖但是采用PI調(diào)節(jié)器之后的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能是否滿足當(dāng)時并未提及。因此，帶輸出量負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)具有提高系統(tǒng)抗擾性，改善控制精度的性能，廣泛用于各類自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中(1)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 圖9 閉環(huán)系統(tǒng)方框圖(2) 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗干擾分析 通過這一環(huán)節(jié)可以抑制轉(zhuǎn)速的下降，雖然不能做到完全阻止轉(zhuǎn)速下降，但比開環(huán) 轉(zhuǎn)速的程度會大大降低，從而保證轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性 (3) 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性靜特性方程： 電機轉(zhuǎn)速與負載電流之間的關(guān)系稱之為閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性對于有靜差調(diào)速系統(tǒng)，如果根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求計算出系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，動態(tài)性能可能較差，或根本達不到穩(wěn)態(tài)，也就談不上是否滿足穩(wěn)態(tài)要求。在閉環(huán)系統(tǒng)中，把系統(tǒng)的輸出量通過檢測裝置（傳感器）引向系統(tǒng)的輸入端，與系統(tǒng)的輸入量進行比較，從而得到反饋量與輸入量之間的偏差信號。從而控制功率管的導(dǎo)通關(guān)閉的比例以控制電機轉(zhuǎn)速的大小 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿足較高的性能指標(biāo)要求。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)把，改變了霍耳元件周圍的磁場強度，也就改變了霍耳轉(zhuǎn)把的輸出電壓。與一般逆變器不同，它的輸出頻率不是獨立調(diào)節(jié)的，而是受控于轉(zhuǎn)子位置信號，是一個“自控式逆變器”。電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多。(2)交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動很小，可近似看成直流電流源。電壓逆變電路電壓型逆變電路的特點(1)直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動(2)輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同(3)阻感負載時需提供無功。在容量較大的無刷直流電機中通常采用橋式電路，電樞繞組能在正負兩個半周中均通過電流，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在小型無刷直流電動機中逆變器常用半波中零式電路。又在 y2軸線上產(chǎn)生S極，它再次吸引轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)90176。此信號使晶體管BG4導(dǎo)通,于是在相繞組WX1中有電流流通，在x軸線上產(chǎn)生一個S極磁場，它將吸引轉(zhuǎn)子上的N極旋轉(zhuǎn)90176。它們的輸出端子xx2，yy2分別用于控制晶體管BGBGBG1和BG3的通斷。 圖5 無刷直流電機 圖6 無刷直流電機接線圖所示為一臺用霍耳元件作為轉(zhuǎn)子位置檢測元件的小型晶體管無刷直流電動機。　無刷直流電動機由一臺同步電機、一組轉(zhuǎn)子位置檢測器和一套受位置檢測器控制的自控式逆變器組成。 無刷直流電動機為了去掉電刷，將電樞放到定子上去，而轉(zhuǎn)子制成永磁體，這樣的結(jié)構(gòu)正好和普通直流電動機相反；然而，即使這樣改變還不夠，因為定子上的電樞通過直流電后，只能產(chǎn)生不變的磁場，電動機依然轉(zhuǎn)不起來。 圖4 無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)示意圖 普通直流電動機的電樞在轉(zhuǎn)子上，而定子產(chǎn)生固定不動的磁場。 圖3 無刷直流電動機的原理框圖無刷直流電動機的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。其原理框圖如下圖所示。而有刷直流電動機的效率由于齒輪箱和超越離合器的消耗，通常在70%左右。、節(jié)能。所以有刷電機就存在噪聲大、效率低、易產(chǎn)生故障等問題。在有刷直流電動機中，由于電機轉(zhuǎn)速較高，電刷和換向器磨損較快，一般工作1000小時左右就需更換電刷。無刷直流電動機因其無電刷和機械換向器，不需要減速裝置，噪聲低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電動自行車中。因此，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有刷組成的機械接觸結(jié)構(gòu)。在換向上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。 圖2 有刷直流電機由換當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈通過換向片和電刷與外接通向片構(gòu)成的整體稱為換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機旋轉(zhuǎn)帶動負載。由于永磁無刷直流電機的勵磁來源于永磁體，所以不象異步機那樣需要從電網(wǎng)吸取勵磁電流；由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上既無銅耗又無鐵耗，所以效率比同容量異步電動機高10%左右，一般來說，永磁直流電機的力能指針（ηcosθ）比同容量三相異步電動機高12%20%。（5） 無刷直流永磁電動機與有刷直流永磁電動機的比較磁無刷直流電動機是由一塊或多塊永磁體建立磁場的直流電動機，其性能與恒定勵磁電流的他勵直流電動機相似，可以由改變電樞電壓來方便地調(diào)速。他們有時行進在酷熱溫濕、或寒冷干燥的地區(qū)，條件相差懸殊。車用 電動機的使用環(huán)境不比礦 山設(shè)備作業(yè)條件更好，甚至更復(fù)雜。電動機應(yīng)當(dāng)是防銹的，密封應(yīng)當(dāng)可靠，不能侵入水分。 防水