【正文】 受機械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達幾十萬轉(zhuǎn)運行。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構。 永磁無刷直流電動機的基本性能 。 另外還要求電動車用電動機可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結構簡單適應大批量生產(chǎn)，運行時噪聲低，使用維修方便，價格便宜等。 電動車用電動機應能夠在車減速時實現(xiàn)再生制動，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 的摩托 車上是不能實現(xiàn)的。 電動車用電動機應具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。因此，對驅(qū)動系統(tǒng)的要求是很高的。目前電動車中使 用的電動機一般有直流電動機、感應電動機、開關磁阻電動機以及永磁無刷電動機等。整體的運行性能、經(jīng)濟性等首先取決于電池系統(tǒng)和電機驅(qū)動控制系統(tǒng)。 電動自行車調(diào)速系統(tǒng)的設計 3 1 引言 人類與環(huán)境共存和全球經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展使人們迫切希望尋求到一種 既能代替人力又 低排放和有效利用資源的交通工具， 電動車是一種安全、經(jīng)濟、清潔的綠色交通工具，不僅在能源、環(huán)境方面有其獨特的優(yōu)越性和競爭力，因此 使用電動車無疑是一種很有希望的方案。根據(jù) 永磁無刷直流電動機 的特性實施脈寬 PWM 控制，并通過轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速通過八段數(shù)碼管動態(tài)顯示轉(zhuǎn)速，通過軟硬件的配合，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的設計要求。詳細討論了系統(tǒng)的各種工況 及信號的傳遞情況，并得到了系統(tǒng)各個部分在不同工況的工作狀態(tài)。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。電動自行車調(diào)速系統(tǒng)的設計 1 目錄 摘要 ……………………………………………… ..…..…… ..2 引言 ……………………………………………………… .2 系統(tǒng)要求 ………………………………………………… .3 總體規(guī)劃 …………………………………………… .… .… 4 電路設計 ………………………………………………… .5 主要器件性能及原理 …………………………………… .12 1 MCS51 單片機內(nèi)部結構 ……………………… …………………… .… 12 2 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ………………………………………………… .………… ..16 3 永磁無刷直流電動機 ………………………………………… .………… .18 4 三端式穩(wěn)壓器 78L05………………………………………… .………… ..21 5 集成轉(zhuǎn)速傳感器 KMI151…………………………………………..…… .25 6 譯碼器 ……………………………… ..………………………… .………… 29 程序設計 …………………………………………… .…… 31 1 程序框圖 …………………………………………………… .………..…… 31 2 部分子程序 ………………………………………………… .………..…… 32 結束語 …………………………………………..…..… .… 35 致謝 …………………………………………………….… 35 參考文獻 ………………………………………………… ..… .36 江南大學畢業(yè)設計論文 2 摘要 單片機控制的 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。并能將多余的電能回潰。 本文從系統(tǒng)要求分析入手，將整個系統(tǒng)分成四個部分，分析和討論了各個部分的電路原理、控制策略、實現(xiàn)方法。系統(tǒng)各部分的控制電路基于 Intel 公司的控制芯片 8051 單片機。 關鍵詞 ： 單片機、脈寬調(diào)速系統(tǒng) PWM、 永磁無刷直流電動機 、八段數(shù)碼管動態(tài)顯示、轉(zhuǎn)速傳感器 Abstract The of the single a machine control has no to brush the direct current motive adjusts soon the system is applicable to the work circumstance that electricity move small power in etc. in bicycle. Combining can return the superfluous electric power This system possesses the advantage of good experimental characteristic, high power factor ,energysaving ,small volume、 etc. This paper debates the circuit principle, control method and realization method of into four parts. At the same time, the work condition of every part and the energy transmission direction are discussed .The control circuits of the system are based on Intel pany 2051 The single a machine .The system by cooperating the hardware and software harmoniously, according to the feature of the experimental motor. Key words: The single a machine, vein breadth adjusts soon the system PWM, eight figureses tube development manifestation and turn to spreads to feel soon machine。 現(xiàn)代電動車是融合了電力、電子、機械控制、材料科學以及化工技術等多種高新技術的綜合產(chǎn)品。電動車的電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由 4 個主要部分組成，即控制器 、 功率變換器、電動機及傳感器。 2 系統(tǒng)要求 2. 1 電動車對電動機的基本要求 電動車的運行，與一般的工業(yè)應用不同，非常復雜。 電動車用電動機應具有瞬時功率大，過載能力強、過載系數(shù)應為 (3～ 4)，加速性能好，使用壽命長的特點。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時具有高的速 度，以滿足車在平坦的路面能夠高速行駛的要求 。 電動車用電動機應在整個運行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1 次充電的續(xù)駛里程。 鑒于 電動車對電動機的基本要求 采用 永磁無刷直流電動機 。 永磁無刷直流電動機是一種高性能的江南大學畢業(yè)設計論文 4 電動機。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵磁損耗：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。永磁無刷直流電動機機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率，在電動車中有著很好的應用前景。 典型的永磁無刷直流電動機是一種準解耦矢量控制系統(tǒng)，由于永磁體只能產(chǎn)生固定幅值磁場，因而永磁無刷直流電動機系統(tǒng)非常適合于運行在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，一般采用電流滯環(huán)控制或電流反饋型SPWM 法來完成。弱磁控制的實質(zhì)是使相電流相位角超前，提供直軸去磁磁勢來削弱定子繞組中的磁鏈。 永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小，最大功率僅幾十 千瓦。永磁無刷直流電動機在恒功率模式下，操縱復雜，需要一套復雜的控制系統(tǒng)，從而使得永磁無刷直流電動機的驅(qū)動系統(tǒng)造價很高。從總的方面來考慮，傳感器的使用應該盡量減少單片機的信號處理量，但是又必須能使車行駛自如?？刂坪诵牟捎?51 單片機，控制系統(tǒng)與電路用光耦完全隔離以避免干擾。如圖 31 所示 電動自行車調(diào)速系統(tǒng)的設計 5 圖 31 4 電路設計 控制電路主要有電源電路、電機驅(qū)動電路、單片機接口電路、顯示電路四個部分。傳感器的電源直接使用 24V 蓄電池，單片機的電源則通過三端穩(wěn)壓器 78L05 將 24V電源轉(zhuǎn)換到 5V。 電路中接入電容 C C2 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。 D 是保護二極管，當輸入 端意外短路時，給輸出電容器 C3一個放電通路，防止 C3兩端電壓作用于調(diào)整管的 be 結，造成調(diào)整管 be 結擊穿而損壞 。直流電動機的額定轉(zhuǎn)速為 190 轉(zhuǎn)每分大約需要三位數(shù)碼顯示。 4． 3 控制電路 I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714ls b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A