光电驱动电动车电动机控制系统设计【电子】【优秀机械机电毕业设计论文】【A6202】
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毕业设计
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a6202
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文档包括:
说明书一份,38页,13700字左右.
中期检查.doc
中英文资料.doc
任务书.doc
分电路图.DDB
审核表.doc
开题报告.doc
总毕业论文.doc
总电路.Ddb
PPT答辩稿.ppt
- 内容简介：
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光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 学生姓名：殷亚兵 所在院系：机电学院 所学专业：应用电子技术教育 指导老师：杨天明 系统总的设计要求 （ 1）在现有的电动自行车基础上利用太阳能光电池进行光电转换给蓄电池进行充电，以对电动车直流电机和控制系统进行供电； （ 2）以单片机 （ 3）无刷直流电动机的调速采用脉宽调制的 （ 4）能实现再生制动，即接收电动车下坡、减速以及停车时的机械能量，馈送给蓄电池，以节约电能。 课题应用前景 太阳能是一种洁净、无尽的能源。太阳能光电池是对光有响应并能将光能转换成电力的器件。研制和开发光电驱动的电动车更有利于太阳能的广泛开发和利用，省去麻烦的充电环节，做到对无限资源可持续利用和对环境的零污染，是未来电动自行车的发展趋向。 当电动车下坡、减速或停车时，电动机要处于再生发电制动状态，将能量回馈给蓄电池 ，这符合节能的要求；同时再生制动可以起到辅助刹车的作用，减少机械刹车磨损。因此回馈制动技术也是未来电动车应该具备的基本功能，其发展前景广阔。 无刷直流电动机 优点： 直流无刷电机相对于有刷电机具有明显的优势，它既具有直流电动机运行效率高、调速性能好又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便的优点。目前电动自行车采用的直流无刷电机都是三相电机，定子是电枢绕组，用电子换向取代了机械换向。电磁部分只包括定转子两部分，而不存在换向器、电刷等机械换向装置，克服了机械换向易磨损、电机噪声大的缺点；从而延长了电机的使用寿命。 无刷直流电机结构 1 主定子 2 主转子 3 传感器定子 4 传感器转子 5 电子换向开关电路 无刷直流电动机结构示意图 无刷直流电机的原理框图 直流电源 电子开关 无刷电动机 位置传感器 负载 无刷直流电动机的工作原理 无刷电机定子为电枢，转子制成永磁体，为了使无刷电动机转起来，必须使定子电枢各相绕组不断地换相通电，即根据转子位置传感器所提供的转子位置信号来产生换向信号，控制功率电路的开通与关断，在电动机中产生旋转的定子磁动势，这样可以使该定子磁动势与转子磁动势之间的电角度保持在 90度左右，从而产生接近于恒定的电磁转矩 , 推动转子旋转。 电动自行车的无刷电机 无刷直流电动机的 直流电动机常采用开关驱动方式。开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制 现调速。 其 当开关管的栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两端有电压 关管截止，电动机电枢绕组两端电压为 0。 关管重复前面的过程。电动机的电枢绕组两端电压平均值 1211 0 1211 0改变 值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，这就是 回馈制动 回馈制动的实质，就是将电机的机械能及储存在电机绕组中的磁场能量转换为电能，经电感升压斩波的作用，将能量回馈给蓄电池，以节约电能，提高电动车的行驶里程 。 回馈制动电路 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 2 6 - M a y - 2 0 0 9 S h e e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 p r o t e 总电路 .D d b D r a w n B y : 1 0 3 1 0 3 1 0 3 1 0 3 C 3 8 4 3 9 3 0 9 3 0 9 3 0 0 5 K 5 7 05 2 2 0 u 5 0 0 0 u F 5 0 0 u 5 0 0 52 V 尔转把信号 A/欠压保护 电机过流保护 电机驱动电路 电机霍尔信号 直流无刷电动机 电源 稳压系统 刹车断电信号 1 2 3 4 5 6i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z a t e : 2 5 - M a y - 2 0 0 9 S h e e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 p r o t e 总电路 .D d b D r a w n B y :1R S T / V P R X D )3p 3 T X D )4X T A L 25X T A L 16p 3 N 5123 N 3123 N 3I C B M H ZV i o u L 0 5V i o u 1 8I C B B 91 0 51 0 0 81 0 0 01 0 0 93 0 63 0 2R 2 43 83 01 0 0 21 5 31 5 0 B 42 7 11K R 2 73 9 51 21 0 0 C 23141112 131411C 1 11 0 u 1 6 2 1 0 0 u 1 6 V u 2 5 u 5 0 u 2 5 0 / 2 0G N 41 5 72 R 1 11 C 4 8 08V C 5 0 1I C 5 0 1I C 5 0 1I C 5 0 1V C 2 I R 2 1 0 3V C 3 I R 2 1 0 3V C 4 I R 2 1 0 3 1 0 1 1 0 1 1 0 1+ 5 u 2 5 u 2 5 u 2 5 N 0 6 N 0 6 N 0 6 N 0 6 N 0 6 N 0 6C 1 01 0 0 u F 6 3 0 0 00 1 8 3 4 5 6 78 94 0 6 0R 2 22 2 0R 2 31 5 51 0 0 12 83 3 K C 4 33 .3 11 0 0 O U O U O U 0D 1 1D 1 2D 1 3D 1 4无刷电机G N 8 9 C 2 0 5 1国内外光电驱动电动车研究成果 河南科技学院 本科毕 业论文（设计）中期进展情况检查表 学生姓名 殷亚兵 班级 应教 042 指导教师 杨天明 论文（设计）题目 光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 目前已完成任务 书馆 、网上查找相关的资料， 详细 阅读资料， 了解了电动 车发展的现状，发现其大部分电动车存在的不足。 从环保节能的角度分析，证实采用光电驱动电动车的优势。 分析 电动车的电动机控制系统 控制特点和 各种控制芯片的优点。从回馈制动的角度出发， 需要 确定出最佳的设计方案。 流无刷电动机相对于有刷电动机 的优越性 ， 它既具有 运行效率高、调速性能好 又具有 结构简单、运 行可靠 的优点。 掌握直流无刷电机的结构组成和工作原理。 在 分析 设计时 也遇到了不少的 问题。 析 、掌握 了 直流无刷电机 的 理 及 回馈制动在电动自行车中的应用。 是否符合任务书要求进度：符合。 尚需完成任务 定出电动车控制器 最佳的设计方案。 动车电机 控制系统 。 据分析的原理进行结构分析 ， 逐步验证原理的可行性。 能否按期完成论文（设计）：能。 存在问题和解决办法 存 在 问 题 在电动车 结构 不 是很 了解。 握理解 ， 没有相应的电路可供参考。 格式不规范，语句 有的 不符合论文要求。 拟 采 取 的 办 法 入了解 现在电动车 的结构 特点 。 电动车控制电路的设计 。 握回馈制动 技术 。 学共同探讨、协商、寻找可靠解决问题的途径。 指导教师 签 字 日期 年 月 日 教学院长 (主任 ) 意 见 负责人签字： 年 月 日 is in a at a in if is to of of A an in A in to an an n to be to a at a is on A as a is it is to of (1) (2) (3) (4) is in is by as a is to as a “is in be of In of C is to be to to if is of of in of in be to by a or on it in a of is in as of be if is In is a in to C is a is by a or is is to a C to a DC is in is to C is be to a by to of of is is by is to in in WM in is to to be to WM in to is in WM AM It is WM a or to Is in AM in s In to WM at is to be to in is a as of if by to is WM On WM an of WM It as as to by WM as a to to on to an a if is 5% of to WM he is Ib c , a1 m1 is to is to is to is is to on or as as to is in In It or to be to in to or in of to of of C by of of is of of C in is of of as C C C to of it of C to to to C of WM of C s a C a a as be to it is to as 8, B, MF , by , 80!aE MF is 20!MF is of a 2/3 of of MF of of is at of 0!aE in no in or of a 0!aE MF in a a in in to in 60!or As a is a of C is E U=E+If is U U/ of To to =0 = . is at is by To to a is is is is as of a of is 直流电 机速度控制 调节系统 调节系统是一类通常能提供稳定输出功率的系统。 例如，电机速度 调节器要能在负载转矩变化时仍能保持电机速度为恒定值。即使负载转矩为零，电机也必须提供 足够的转矩来克服轴承的粘滞摩擦影响。其它类型的调节器也提供输出功率，温度调节器必须保持炉内的温度恒定，也就是说，即使炉内的热量散失也必须保持炉温不变。一个电压调节器必须也保持负载电流值变化时输出电压恒定。对于任何一个提供一个输出，例如速度、温度、电压等的系统，在稳态下必定存在一个误差信号。 电气制动 在许多速度控制系统中，例如轧钢机，矿坑卷扬机等这些负载要求频繁地停顿和反向运动的系统。随着减速要求，速度减小的比率取决于存储 的能量和所使用的制动系统。一个小型速度控制系统（例如所知的伺服积分器）可以采取机械制动，但这对大型速度控制器并不可行，因为散热很难并且很昂贵。 可行的各种电气制动方法有： （ 1） 回馈制动。 （ 2） 涡流制动。 （ 3） 能耗制动。 （ 4） 反向（接）制动。 回馈制动虽然并不一定是最经济的方式，但却是做好的方式。负载中存储的能量通过工作电机（暂时以发电机模式运行）被转化成电能并被返回到电源系统中。这样电源就充当了一个收容不想要的能量的角色。假如电源系统具有足够的容量，在短时回馈过程中最终引起的端电压升高会很少。在直流 电机速度控制沃特 馈制动是固有的，但可控硅传动装置必须被排布的可以反馈。如果轴转速快于旋转磁场的速度，感应电机传动装置可以反馈。有晶闸管换流器而来的廉价变频电源的出现在变速装置感应电机应用中引起了巨大的变化。 涡流制动可用于任何机器，只要在轴上安装一个铜条或铝盘并在磁场中旋转它即可。在大型系统中，散热问题很重要的，因为如果长时间制动，轴、轴承和电机的温度就会升高。 在能耗制动中，存储的能量消耗在回路电阻器上。用在小型直流电机上时，电枢供电被断开，接入一个电阻器（通常是一个继电器、接触器或晶闸 管）。保持磁场电压，施加制动降到最低速。感应电机要求稍微复杂一点的排布，定子绕组被从交流电源上断开，接到直流电源上。产生的电能继而消耗在转子回路中。能耗制动应用在许多大型交流升降系统中，制动的职责是反向和延长。 任何电机都可以通过突然反接电源以提供反向的旋转方向（反接制动）来停机。在可控情况下，这种制动方法对所有传统装置都是适用的。它主要的缺点就是当制动等于负载存储的能量时，电能被机器消耗了。这在大型装置中就大大增加了运行成本。 等脉宽 置在早期是采用 制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。等脉宽 正是为了克服 的这个缺点发展而来的，是 中最为简单的一种。它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为 ，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。相对于 ，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含 较大的谐波分量。 随机 在上世纪 70 年代开始至上世纪 80 年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过 5机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。为求得改善，随机 法应运而生。其原理是随机改变开关频率使电机电磁噪音近似为限带白噪声（在线性频率坐标系中，各频率能量分布是均匀的），尽管噪音的总分贝数未变，但以固定开关频率为特征的有色噪音强度大大削弱。正因为如此，即使在 被广泛应用的今天，对于载波频率必须限制在较低频率的场合，随机 然有其特 殊的价值；另一方面则说明了消除机械和电磁噪音的最佳方法不是盲目地提高工作频率，随机术正是提供了一个分析、解决这种问题的全新思路。 空间电压矢量控制 空间电压矢量控制 叫磁通正弦 。它以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准圆磁通，由它们的比较结果决定逆变器的开关，形成 形。此法从电动机的角度出发，把逆变器和电机看作一个整体，以内切多边形逼近圆的方式进行控制，使电机获得幅值恒 定的圆形磁场 (正弦磁通 )。 具体方法又分为磁通开环式和磁通闭环式。磁通开环法用两个非零矢量和一个零矢量合成一个等效的电压矢量，若采样时间足够小，可合成任意电压矢量。此法输出电压比正弦波调制时提高 15 ，谐波电流有效值之和接近最小。磁通闭环式引入磁通反馈，控制磁通的大小和变化的速度。在比较估算磁通和给定磁通后，根据误差决定产生下一个电压矢量，形成 形。这种方法克服了磁通开环法的不足，解决了电机低速时，定子电阻影响大的问题，减小了电机的脉动和噪音。但由于未引入转矩的调节，系统性能没有得到根本性的改善。 矢量控制 矢量控制也称磁场定向控制，其原理是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流 过三相 /二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流 通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流 然后模仿对直流电动机的控制方法，实现对交流电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。但是，由于转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，使得实际控制效果往往难以达到理论分析的效果，这是矢量控制技术在实践上的不足。此外它必须直接或间接地得到转子磁链在空间上的位置才能实现定子电流解耦控制，在这种矢量控制系统中需要配置转子位置或速度传感器， 这显然给许多应用场合带来不便。 无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机 ,它利用电子换相代替机械 换相 ,既具有直流电动机的调速性能 ,又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等。而且体积小、效率高 ,在许多领域已得到了广泛的运用。 单片机控制的永磁无刷直流电动机调速系统适用于电动自行车等小功率的工作情况。并能将多余的电能回溃。该系统具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。 根据永磁无刷直流电动机的特性实施脉宽 制，并通过转速传感器测量转速通 过 数码管动态显示 出其 转速，通过软硬件的配合 使用 ，实现了整个系统的速度控制的要求。 无刷直流电动机驱动器 理想的扭矩生产 ： 如前所述，直流无刷电机一般描述了电机具有 对于这种情况下，相电流矩形脉冲，有时 松散确定为 流。 虽然可以用来描述扭矩 生产汽车， 在三个阶段已标有 A ， B ，和 C 分别。 图中的反电势的形状， 即 背部电磁场除以速度，是 2 / 3占空比。 也就是说，每 180 度的反电势形状不变 超过 120 度。 目前与反电势各组成矩形 类有 2 / 3 占空比，那些非零部分脉冲排列 与该单位的各自领域的反电势的形状和极性当前 匹配的反电势。 生产的是恒转矩 显示出底部的数字。在每一个 60 度部分是一个阶段，目前的流动负面影响，另一个，没有电流流动的第三阶段。 这些信件低于恒转矩线表明目前的分两个阶段进行， 与消极 每隔 60 度 在反电势的阶段提出了过渡时期，目前仍然在一个阶段 不变，而目前在另一到零，目前在第三 无刷直流电动机驱动器 变为非零， 超过 360 度有 6 个过渡或减刑前 重复序列。 因此，这种马达驱动通常称为六步驱动器 直流电机速度控制 所有直流电机速度控制的基本关系都可以由下式得出： E U=E+项就是它们通常所指的含义。如果 小，等式近似为 U 或 U/ 。这样，控制电枢电压和磁通就可以影响电机的转速。要将转速降为零，或者 U=0 或者 = 。后者是不可能的，因此只可通过电枢电压的变化来减低转速。要将转速增加到较高值，可以增大或者减小 。后者是最可行的方法，就是我们通常所知的弱磁场。在要求速度调解范围宽的场合可综合使用 这两种方法。 毕业论文（设计）任务书 题目名称 光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 学生姓名 殷 亚兵 所学专业 应用电子技术教育 学号 20040325017 指导教师姓名 杨天明 所学专业 电气自动化 职称 副教授 完成期限 2008 年 12 月 16 日 至 2009 年 6 月 5 日 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 光能 是最为环保，取之不尽的一种绿色资源， 利用光电转换，以及蓄电池的能量；直流电动机的基本拖动性能，以及电器控制技术，采用回馈制动的控制方式，接收电动车下坡、减速以及 停车时的机械能量，馈送蓄电池，以节约电能。 主要技术要求： 动机控制系统的控制线路 。 二、毕业论文（设计）的基本要求 1开题报告一份。 2毕业设计（论文）一份；有 400 字左右的中英文摘要，正文后有 10 篇以上的参考文献，参考文献应在 10 篇以上，主要是期刊、杂志，少量是教材。正文中要引用 5 篇以上文献，并注明文献出处。论文总字数在 6000 字以上。 3毕业设计中期检查表一份。 4毕业设计总字数在 10000 字以上。 5有不少于 2000 汉字的与本课题有关的外文翻译资料。 三、毕业论文（设计）进度安排 1 2008 年 12 月 25 日左右，完成外文资料翻译 2 2009 年 1 月 26 日至寒假期间，完成开题报告，确定设计方案 3 2009 年 3 月 5（第 1 周）审核开题报告和设计方案 4 2009 年 3 月 19 日 15 日（第 2）毕业设计单元部分设计。 5 2009 年 4 月 16 日 （第 7 周）毕业设计期中检查。 6 2009 年 4 月 16 日 13 日（第 7）设计仿真、程序调试、 电子线路调试、整理、撰写毕业设计（论文）。 7 2009 年 5 月 14（第 11 周）上交毕业论文，指导教师、评阅教师审查评阅论文，学生修改论文，毕业设计答辩资格审查。 河南科技 学 院 毕业论 文（ 设计 ） 课题 审 核 表 院（系）名称 机电学院 专业名称 应教 指导教师 姓名及职称 杨天明 副教授 课题名称 光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 课题来源 教师研究项目 立题理由 和所具备 的条件 本课题主要是 利用直流电动机的基本拖动性能，以及电器控制技术，采用回馈制动的控制方式，接收电动车下坡、减速以及停车时的机械能量，馈送蓄电池，以节约电能。 此项技术，目前在国内尚无广泛的应用，属于民品，所以有很大的应用前景。 条件：本人已对此课题考虑较长时间，学生又是应用电子技术教育专业，学校有电机以及电子类实验室；学生可到厂里参观实习等基本条件。 目标为最终能够设计出图纸，写出论文。要求学生具有电动机的基本拖动知识，以及电器控制技术、印刷线路板方面的设计、制作和调试能力，有责任心和敬业精神。 教研室 审批意见 教研室主任签字： 年 月 日 毕业论文（设 计）工作领导 小组审批意见 组长签字： 年 月 日 注：本表经教务处复审后存院（系）备查 。 河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 学生姓名 殷 亚兵 专业 应用电子技术教育 班级 042 指导教师姓名 杨天明 所学 专业 电气自动化 职称 副 教授 完成期限 2008 年 12 月 16 日至 2009 年 6 月 5 日 一、选题的目的意义 随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有能源主要有 3 种，即火电、水电和核电 。 太阳能是真正取之不尽、用之不竭 的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。 电动自行车作为一种有效替代燃油 汽车 的绿色交通工具， 拥有节能、环保、便捷三大优点，在减轻或消除城市环境污染方面将发挥着越来越大的作用，其发展前景十分广阔。 目前，电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近 。 有刷和无刷直流电机大都采用脉宽调制的 制方法调 速，只是选用驱动电路、集成电路、开关电路功率晶体管和某些相关功能上的差别。元器件和电路上的差异，构成了控制器性能上的不大相同。控制器从结构上分两种，我们把它称为分离式和整体式。 采用光电结合驱动的电动车，更有利于太阳能的广泛开发和利用，省去麻烦的充电环节，做到对无限资源的可持续利用和对环境的零污染，是未来电动自行车和电动汽车的发展趋向。 二、国内外研究 综述 根据网络资源以及相关资料调查，类似本课题的项目在国内外有一定研究成果。 太阳能电池是一对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多 种 ， 如：单晶硅，砷化镓等。光伏效应的实质是：光子能量转换成电能的过程。 电动车 控制器近年来的发展速度之快，操作上越来越 简单 化，而显示则越来越复杂化。比如，车速的控制已经发展到 “巡航锁定 ”；驱动方面， 有的 同时具有电动性能和助力功能，如果转换到助力状态，借助链条张力测力器，或中轴扭力传感器，只要用脚踏动脚蹬，便可执行助力或确定助力的大小。 电动车的驱动电机运行在再生发电状态时 ,既可以提供制动力 ,又可以给电池充电回收车体动能 ,从而延长电动车续驶里程。 国内外许多资料 研究了电动 自行 车制动过程中的能量回馈 ,设计了混合励磁 无刷电动机在 自行 车制动过程的能量再生反馈控制系统 ,研究各种制动状态下的能量回馈过程。 采用回馈制动，可接收电动车下坡、减速、停车时的能量，以节约电能。 结果表明 :该控制 方式 可达到 10 %左右的能量回收率 ， 进而提高电动车能量利用率 。 三、主要研究内容 对电动车的直流电动机进行供电； 流电 动 机采用脉宽调制的 制方法调 速 ； 动状态下的能量回馈过程 ，即接收电动车下坡、减速以及停车时的机械能量，馈送给蓄电池，以节约电能。 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 此基础上进探讨行分； 络 查阅相关文献资料，了解 国内 外电动车发展趋势； 行分析、研究。 五、 主要参考文献与资料 1 孙艳霞 . 基于单片机的无刷直流电动机脉宽调速系统 J 2 沈卓君 ,刘 电霆 ,蒋存波 . 电动自行车智能控制器研制 J. 桂林工学院学报 , 2002,(04) . 3 曹建平 . 电动自行车调速控制电路的研究 J 2000,(01) . 4 董超奎 . 电动自行车中使用的直流电机概述 J 1999,(02) 5 潘渊颖 ,周晓正 ,蓝波 ,曾建唐 . 实用电动车控制器的研究 J. 北京石油化工学院学报 , 2002 年第 2 期 . 6 盛焕鸣 . 电动自行车及其控制器 J. 电子世界 , 2004 年第 1 期 . 7 周晓正 ,潘渊影 , 谢祖荣 ,万京生 . 一种实用的电动车控制器 J. 电力电子技术 , 2000,(04) 8 张炳生 . 电动自行车驱动电机发展现状 J 1999,(01) 9 龚运新 . 电动自行车电机控制器的研制 . 力学电子工程 ) 六、 指导教师 审批意见 签名： 年 月 日 河南科技学院 2009 届本科毕业论文（设计） 论文题目： 光电驱动电动车的研究 电动机控制系统 学生姓名： 殷 亚 兵 所在院系： 机电学院 所学专业： 应用电子技术教育 导师姓名： 杨 天 明 完成时间： 2009 年 5 月 25 日 摘 要 本文从系统要求 入手，将整个 电机 系统分成 三 个部分，分析和讨论了各个部分的电路原理、 控制策略、实现方法。详细讨论了系统的各种工况及信号的传递情况 。 系统各部分的控制电路基于 片机。根据 无刷直流电动机的特性实施脉宽 制 和回馈制动， 通过 软硬件的配合，实 现了整个系统的设计要求 。 关键词： 单片机 ， 无刷直流电机 ， 脉宽调速 ， 回馈制动 A of be of of of in of of to C of WM C 0 目 录 1 绪论 . 1 前电动自行车发展状况 . 1 动自行车改进方案 . 2 2 无刷直流电动机 . 2 刷直流电动机的结构 . 2 机本体 . 3 流电源 . 4 置传感器 . 4 刷直流电动机的工作原理 . 7 刷直流电动机的分类 . 8 刷直流电机的基本公式 . 9 刷直流电机数学模型 . 9 刷直流电动机的驱动控制 . 10 形联结方式 . 10 相联结方式 . 11 3 无刷直流电动机的 速控制 . 12 流电动机电枢的 速原理 . 12 的转速控制 . 13 4 回馈制动 . 14 馈制动的控制原理 . 14 馈制动的数学模型 . 17 流状态 . 17 电状态 . 18 5 系统硬件电路设计 . 19 动车总 体结构框图 . 19 片介绍 . 19 述 . 19 能介绍 . 19 制器技术参数 . 21 体电路设计 . 21 动电路 . 21 馈制动电路 . 22 6 结束语 . 23 致谢 . 23 参考文献 . 24 附录 电机控制系统电路总图 . 25 1 1 绪论 随着现代社会的不断进步，环境和能源问题 越来越受到人们的重视。 无污染、低噪声和节能的电动交通工具已经成为世界各国研制开发的热点。 电动自行车作为一种有效替代燃油 车 的绿色交通工具， 拥有节能、环保、便捷三大优点，在减轻或消除城市环境污染方面将发挥着越来越大的作用 。 电动自行 车 中控制器 是最关键的部分。 目前 ， 电动自行车所采用的控制器电路原理基本相同或接近 。 电动自行车在正常运行过程中，控制 器可以通过信号采集与处理，将运行速度、电压状况等提供给显示部分。 现在的电动 自行 车电机主要分有刷和 无刷 两大类。其中无刷 直流 电机 的发展前景较好。 有刷和无刷直流 电机大都采用脉宽调制的 制方法调速，只是选 用驱动电路 、集成电路、开关电路功率 管和某些相关功能上的差别 ， 并都 具有过流 保护功能 。 本课题主要研究电动车的再生制动，即 电动车的驱动电机运行在再生发电状态时 ,既可以提供制动力 ,又可以给电池充电回收车体动能 ,从而延长电动车续驶里程。 同时 采用以单片机为核心的控制器， 其控制精度高，调试简单，可 进行功能扩展 ， 有助于控制器向智能化方向发展 。 前 电动自行车发展状况 电动自行车因为轻便、快捷 ,适应了现代人追求环保、效率、安全的 要 求 ，受到了人们 的普遍欢迎 。 电动车产量逐年 增加， 到 2006 年我国的电动自行车的数量已达到 2100 万辆。 电动自行车 采用了很多的新技术和新材料。单从其驱 动装置 电机来看就有很高的技术含量。电动自行车的电机经过十多年 发展 ， 曾经有变频电机、 开关磁阻电机、有刷直流电机、无刷电机等多种驱动方案。 目前较为成熟的有两大类 :一类是带减速齿轮的有刷电机 ， 有盘式结构和圆柱结构两种 ； 另一类是不带减速齿轮的直接驱动 无刷直流电机。 目前 , 电动车所使用的直流电机大多数 采用有刷电机 ， 其特点是体积小 ,功率大 1。根据实践经验 ,控制器的损坏 ,大多是由于驱动管损坏而引起其他元器件 损坏。因此 ， 控制器的好坏主要取决于功率驱动管的负载能力 。 电动自行车用电机功率大多是在 150 180 W 之间 ， 采用 36V/ 48V 电池供电 ， 额定电流在 5A。电动自行车用电池 为 铅酸蓄电池 ， 电池 过充电和过放 电均会缩短电池寿命。大电流放电还会引起控制器中 功率驱动管的温度急剧上升 ， 损坏驱动管 ， 以至于损坏控制器， 因此控制器必须有防止过充电保护。控制器设计应确保电机工作在额定电流范围内 ， 允许有一定的过载能力和大电流自动保护功能 ， 以保护电池和功率驱动器件。 使用刹车时 ， 控制器要禁止输出 。 为了防止过放电 ， 控制器要对供电电压随时进行检测 ， 一旦低于阀值 (一般为标称电压的 0. 85)关闭控制器输出。 2 动自行车 改进 方案 太阳能是 一种 洁净 、无尽 的能源。 太阳能发电是 21 世纪 能源 利用的趋势 。太阳能 光 电池是 对光有响应并能将光能转换成电力的器件。光伏效应的实质是：光子能量转换成电能的过程。 采用光电驱动的电动车，更有利于太阳能的广泛开发和利用，省去麻烦的充电环节，做到对 无限资源可持续利用和对环境的零污染，是未来电动自行车 的发展趋向。 直流无刷电机具有明显的优势，它既具有直流电动机运行效率高、 调速性能好 又具有交流电动机结构简单、运行 可靠、维护方便的优点。 目前电动自行车采用的直流无刷电机都是三相电机， 定子是 电枢绕组，用电子换向取代了机械换向。电角度有 60 和 120 两种 。 控制器根据霍尔反馈的电机电极位置，控制相应的功率驱动管的开通或关断，在定子中产生旋转磁场，驱动电机的转子转动。 由于电机具有可逆性，电动机在特定的条件下可以转变成发电机运 行，因此可以通过回馈制动，回收制动能量对电池进行充电，提高电动 车的行驶里程。 采用回馈制动，可接收电动车下坡、减速、停车时的能量，以节约电能。 结果表明 ：采用此种控制 方式 可达到 10 %左右的能量回收率 ， 进而提高电动车能量利用率 。 根据以上的改进方案其 系统的具体设计要求为： （ 1） 在现有的电动车基础上利 用太阳能光电池进行光电转换给蓄电池进行充电，对电动车直流电 机 和控制电路 进行供电； （ 2） 以单片机为控制中心设计出 无刷直流 电动机控制系统的控制线路； （ 3） 无刷 直流电 动 机采用脉宽调制的 制方法调速 ； （ 4） 主要实现再生制动 ，即接收电动车下坡、减速以及停车时的机械能量，馈送给蓄电池，以节约电能。 2 无刷直流电动机 无刷直流电动机的本质是自同步运行的永磁同步电动机，由永磁同步电动机、转子位置传感器和控制驱动 电路三部分组成。其基本运行原理是：根据转子位置传感器所提供的转子位置信号来产生换向信号，控制功率电路的开通与关断，在永磁同步电动机中产生旋转的定子磁动势，这样可以使该定子磁动势与转子磁动势之间的电角度保持在 90 左右，从而产生接近于恒定的电磁转矩。 无刷 直流 电机采用逆变 电路 驱动，进行电子换向，具有没有换向火花、抗干扰性强、运行可靠、维护简便、使用寿命长等优点 。 刷直流电动机的结构 2 无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关线路 3 部分组 3 成，其电 机结构示意图 如图 1 所示。 图 1 无刷 直流电动机结构示意图 1 2 34 5无刷直流电 机的原理框图 如图 2 所示。 图中电源通过开关电路向电动机定子绕组供电，位置传感器随时检测到转子所处的位置，并根据转子的位置信号来控制开关管的导通和截止，从而自动的控制哪些相绕组通电，哪些相绕组断电，实现电子换相。 图 2 无刷直流电动机的原理框图 机 本体 电动机内部结构分定子和转子两部分。定子是由定子铁心，电枢绕组及其引出线，传感元件及其引出线，定子支架，轴等部分组成。定子电枢铁心是由硅钢片冲片叠压而成的，由于电机径向尺寸大，轴向尺寸短，定子铁心一般做成多对极多个槽数，以满足大力矩、低转速的要求。定子绕组的形式和多相的永磁同步电动机类似，它在实现能量转换过程中起着重要的作用。绕组相数多取三相，并采用 Y 型联接，三相绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联接，即为三相半控驱动方式。电机转子 的结构分两种：一种是将瓦片状的永磁体贴在转子的外表上，如图 3（ a）所示，称为凸极式；另一种是将永磁体内嵌到转子铁心中，如图（ b）所示，称 为内嵌式。它都 由永久磁钢按一定极对数（ 2p=2， 4， .）直流电源 电子开关 无刷电动机 位置传感器 输出 4 组成，磁钢材料一般采用铁氧体、钕铁硼或钐钴（稀土磁钢）等。 (a) 凸极式 (b ) 内嵌式 图 3 永磁转子结构类型 无刷直流电动机的定子上开有齿槽，齿槽数与转子极数和相数有关， 应是它们的整倍数。绕组的相数有二、三、四 相，但应用最多的是三相和四相。 各相绕组分别与电子开关电路相连，开关电路中的开关管受位置传感器 信号控制。 流 电源 由于采用光电结合的充电方式， 太阳能电池 板是整个电源的 重要组成 部分，要 将光电转换后的电能 同时给蓄电池供电。 太阳能电池方阵一般由多块太阳能电池组件串并联而成，每个支路通过防反充二极管、防过充电路向蓄电池充 电。其 太阳能电池方阵分为若干个子阵列，每个阵列由一个电子开关。 由蓄电池 提供 48V 电源 给无刷电机和控制器进行供电。 置传感器 无刷直流电动机常用的位置传感器有以下 3 种。 （ 1） 电磁式位置传感器 电磁式位置传感器是利用电磁效应来实现位置检测的。它的结构如图 4 所示。它由转子和定子两部分组成。转子是一个用非导磁材料制成的圆盘，其上面镶有扇形的 导磁材料，扇形导磁片的个数与无刷直流电动机转子磁极的极对数相等。转子与电动机轴连在一起，随电动机同步转动。定子是由高频导磁材料的铁心制成，一般有 6 个极，等间距分布，每个极上都缠有线圈。 图 4 电磁式位置传感器原理图 5 其中互相间隔的 3 个极为同一绕组，接高频电源作为励磁极；另外 3 个极有自己独立的绕组，作为感应极，是传感器的输出端。电磁式位置传感器在直流无刷电动机中，用得较多的是开口变压器。 （ 2） 光电式位置传感器 光电式位置传感器利用光电效应进行工作。它由发光二极 管、光敏接受元件、遮光板组成，如图 5 所示。其中发光二极管和光敏接受元件分别安装在遮光板的两侧，固定不动，遮光板安装在转子上，随转子转动。 遮光板上开有 120 的扇形开口，扇形开口的数目等于无刷直流电动机转子磁极的极对数。当遮光板上的扇形开口对着某个光敏接受元件时，该光敏元件因接收到对面的发光二极管发出的光而产生 光电流输出；而其它光敏接收元件由于被遮光板挡住而接收不到光信号 没有输出。这 样随着转子的转动，遮光板使光敏接受元件轮流接收光信号，产生不同输出。根据输出就可以判断转子所处 位置。 图 5 光电式位置传感 器工作原理图 光电元件一般是砷化镓发光二极管和光敏三极管。光敏三极管或光敏二极管的输出较弱，需要整形放大，图 6 是它的放大整形电路。经过放大整形输出的是脉冲信号，易于与数字电路接口。 1 2 3 4 5 6i t l eN um be r R e v i s i o nS i z a t e : 2 8- M a y - 2 00 9 S he e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 p r ot e 分电路图 BD r a w n B y : 0+（ a）放大整形电路 （ b） 光电传感器实物 图 6 光电输出的放大整形电路 及实物 （ 3）霍尔式位置传感器 6 霍尔式位置传感器是利用“霍尔效应”进行工作的。利用霍尔式位置传感器工作的无刷直流电动机的永磁转子，同时也是霍尔式传感器的转子。通过感知转子上的磁场强弱变化老辨别转子所处的 位置。 “霍尔效应”的原理 如图 7 所示，在长方形半导体薄片上通入电流 I，电流 方向如图，当在垂直于薄片的方向上施加磁感应强度为 B 的磁场时，则在与电流 构成的平面相垂直的方向上会产生一个电动势，称 其 为霍尔电动势 这种效应 就是 霍尔效应。 其 电动势 H （ 1） 式中： 敏度系数 ； I 为 控制电流（ A）； B 为 磁感应强度（ T）； 图 7 霍尔效应原理 当磁场强度方向与半导体薄片不垂直，而是成 角时，霍尔电动势 大小改为 ： H （ 2） 所以，利用永磁转子的磁场，对霍尔半导体通入直流 电，当转子 磁场强度大小和方向随着它的位置不同而发生变化时 ，霍尔半导体就会输出霍尔电动势，霍尔电动势的大小和相位随转子位置而发生变化，从而起到检测转子位置 作用。 常用开关型霍尔集成电路作为传感元件，集成电路原理图如图 8(a)所示。其开关特性如 图 8(b)所示。 （ a）霍尔集成电路原理图 （ b）开关特性 图 8 霍尔集成电路 位置传感器在无刷直流电动机中起着测定转子磁极位置的作用， 为逻辑开关 7 电路提供正确的换相信息。由于电动自行车 电机安装在轮毂内，对电机的尺寸和位置传感器体积 要 求 比较高，考虑传感器的体积和性能，通常采用的传感器是 霍尔 式传感器 。 同时霍尔式传感器又具有结构简单，性能可靠，成本低的优点，因此 目前使用最广泛的是霍尔 式位置传感器。 刷直流电动机的 工作 原理 普通 直流电动机的电枢在转子上，而定子产生固定不动的磁场 4。为了使直流电动机旋转，需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向，使两个磁场的方向始终保持相互垂直，从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转。 无刷直流电动机为了去掉电刷，将电枢放到定子上去，而转子制成永磁体，这样的结构正好和普通直流电动机相反；然而，即使这样改变还不够，因为定子上的电枢通过直流电后，只能产生不变的磁场，电动机依然转不起来。为了使电动机转起来，必须使定子电枢各相绕组不断地换相通电，这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化，使定子 磁场与转子永磁磁场始终保持 90 度左右的空间角，产生转矩推动转子旋转。 以 三相无刷直流电动机为例，来分析它的转动过程。 图 9 是三相无刷直流电机工作原理图。采用霍尔 式位置传感器，电动机的定子绕组分别为 A 相、 B 相、 C 相， 3 个 位置传感器在空间上间隔 120 度，分别控制 3 个开关管 3 个开关管则控制对应相绕组的通电与断电。 图 9 无刷直流电动机原理图 调整好位置传感器的三个信号元件与电机定子三相绕组 (、 之间的相对位置 ， 使得转子磁场转到定子某相绕组下时 ， 该相绕组才导通 ， 以保证转子磁极下的绕组导体电流方向始终保持一致。图中 ， 当电动机转子 N 极位于 8 A(a) 处 ， 则传感器 a 元件感应出信号 ， 使功率晶体管 通 ， A 相绕组中便有电流通过 ， 设其方向为 A(流入 ) 、 X(流出 ) ， 便产生水平向左的定子磁场 ， 与向上的转子磁场相互作用而产生电磁转矩 ， 驱动转子逆时针旋转 ； 当 N 极旋转至 B(b) 处 ， b 元件输出信号使晶体管 通而其余关断 ， B 相绕组通过电流 ，同样产生逆时针方向的电磁转矩 ， 当磁极旋转至 C(c)处 ， 其动作过程与前两处相同。如此反复循环 ， 电动机即可旋转起来。由于传感器元件安装位置 为空间互差120电角度 ， 因此三相绕组轮流通电时间也 为 每相 120。 其各相电压的导通顺序如图 10 所示。 因为功率晶体管的导通和截止是通过位置传感器传感信号来控制的 ， 所以传感器的位置和三相绕组位置之间必须有严格的对应 ,在电机安装时应加以注意。 图 10 各相绕组的导通示意图 刷直流电动机 的分类 5 无刷直流电动的本体特点是：与直流电动机相比较，电磁只包括定转子两部分，而不存在换向器、电刷等机械换向装置；与一般永磁同步电动机相比较，电动机转速范围宽，又无起动问题。因此电动机的结构设计灵活。 （ 1） 按机械总体结构的不同，可以分为整体式和分装式的结构类型。整体式电动机提供了包括轴承、转轴、壳体和固定装置等内在的全套电动机装置。而分体式结构为无壳体的电动机，定子和转子可以分 别固 定于目标系统中，从而消除联轴器和一些机械构件，使系统结构紧凑，并可以避免机械谐振。 （ 2）按工作主磁场方向的不同，可以有径向磁场式和轴向磁场式的结构类型。径向磁场的电动机为常规结构。而轴向磁场的电动机中气隙是平面型的， 气隙磁场是轴向的。 大多数盘式无刷直流电动机采用无槽结构，可以通过设计使反电动势波形接近于梯形波，易于调节极弧系数来减 小转矩脉动 。 （ 3）按电枢绕组的位置不同，可以有内转子式和外转子式。内转子式的电动机为常规结构，电枢直径小于定子外径。外转子式无刷直流电动机与之相比较， 9 在外形尺寸相同的情况下，可以获得更大的电枢直径。 （ 4）按电枢绕组相数的不同，可以分为单相、两相、三相以及多相的无刷直流电动机。 三相无刷直流电动机为常规结构。 刷直流电 机 的基本公式 无刷直流电动机的基本物理量有电磁转矩、电枢电流、反电动势和转速等。这些物理量的表达式与电动机气隙磁场分布，绕组形式有十分密切的关系。 （ 1） 电枢绕组的反电动势 （ 3） 式中， B 为气隙磁感应强度； l 为导体的有效长度； v 为转子相对于定子导体的线速度。 如果定子每相绕组串联的匝数是 N，则每相绕组的反电动势为 6042 （ 4） 方波气隙磁感应强度对应的每极磁通为 （ 5） 其中是计算极弧系数。 15 （ 6） 考虑到三相永磁方波电动机是两相同时通电，所以线电动势 E 为两相电 势之和 2 （ 7） （ 2） 电磁转矩 在任何时刻，方波电动机电磁转矩 由两相绕组的合成磁场与转子的磁场相互作用而产生的。可以利用功率与速度的关系来计算电磁转矩 为 （ 8） 式中 为角速度，602 n。 将 2 代入上式则转矩为 4（ 9） 刷直流电 机 数学模型 下面以 三相永磁方波电动机为例来分析无刷直流电动机的数学模型。 由于 永磁无刷 直流电动机 气隙磁场、反电动势和电流都是非正弦的，因此采用直交轴坐标变化已不是有效的分析方法。通常直接利用电动机本身的相 变量来建立数学模型。该方法既简单又具有较好的准确度。 10 假设磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗，三相绕组完全对称，则三相绕组的电压平衡 方程为： 10） 式中 定子相绕组电压； 定子相绕组电流； L 为每相绕组 自感； 每相绕组 内阻； 每两相绕组的互感。 对于 方波电动机由于转子磁阻不随转子的位置变化，因而 定子绕组的自感和互感为常数。当采用星形连接时， 0而有 11） 电动机的电磁转矩为 1 （ 12） 刷直流电动机的驱动控制 三相半控桥式驱动电路结构简单，但电动机本体的利用率很低，每个绕组只通电 1/3 周期，其绕组利用率很低；另外它的输出转矩波动较大。因此 在要求较高的场合，一般均采用的是三相全控电路。三相全控电路有两两 导通和三三导通两种方式。 形联结方式 星形联结的两两 导通方式是每次使两个开关管同时导通。如图 11 所示。开关管的导通顺序为： 见共有六种导通状态，因此每隔 60 电角度改变一次导通状态，每改变一次状态更换一个开关管，每个开关管导通 120 电角度。 当电流从开关管 通时，电流从 入 A 相绕组，再从 C 相绕组经 回到电源。其中 A 相和 B 相相当于串联。每相通电电流均为 I。其他以此类推。如果认定流入绕组的电流所产生的转矩为正，那么从绕组所产生的转矩为负，他们合成的转矩大小为合成转矩 T 的方向转过了 60 电角度。而后每次换相一个功率管，合成转矩矢量方向就随着转过 60 电角度。 11 与三相半桥式驱动方式相比较，三相全桥星形联结两两 导通方式的每个开关管通电 120 ，每相绕组通电 240 ，其中正向通电和反向通电各 120 。其输出转矩波形如图 12 所示。从图中可以看出，三相全控室的转矩波动比三相半控时小，从 组的利用率增加了， 同时 输出的转矩也增加了。 1 2 3 4 5 6i t l eN um be r R e v i s i o nS i z a t e : 1 1- M a y - 2 00 9 S he e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 分电路图 B D r a w n B y :6 3 1 三相 星形联结全桥驱动 电路 图 12 全控桥输出波形图 星形联结的三三导通方式是指每次使三个开关管同时导通。如图 11 所示。开关管的导 通顺序为： 6 通时，电流从 流入 A 相绕组，经 相绕组分别从 出。经过 60 电角度后，换相到 电，这时电流分别从 入，经 A 和 B 相绕组再流入 C 相绕组，经 出。在这种通电方式里，每瞬间均有三个功率管通电。每隔 60 换相一次，每次有一个功率管换相，每个功率管通电 180 。合成转矩为 于三相同时通电，产生的转矩分量互有抵消，所以总的转矩并不比两两 导通方式的 大。 相联结 方式 三相联结电路也可以分为两两 通电和三三通电两种控制方式。 12 如图 13 所示， 三相联结的两两 导通方式的各个开关管的导通顺序为：开关管 通时，电流从入，分别通过 A 相绕组和 B、 C 两相绕组，再从 出。这时绕组的联结是 B、 C 两相绕组串联后再通 A 相绕组并联，如果假定流过 A 相绕组的电流为 I，则流过 B、 C 相绕组的电流分别为 I/2。这里的合成转矩为 A 相转矩的 种方式与星形联 结的三三导通方式相同。而三相联 结得三三导通方式与星形联结的两两 导通方式相同。 综合来看，三相星形联结的两两 导通方式和三相联结的三三导通方式所产生的转矩比其他两种的要大。由于三 三导通方式使开关管导通的时间长，增加损耗，所以三相星形联结的两两 导通方式是最佳的驱动方式。 1 2 3 4 5 6i t l eN um be r R e v i s i o nS i z a t e : 1 1- M a y - 2 00 9 S he e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 分电路图 B D r a w n B y :6 +_3 3 三相联结全桥驱动电路 3 无刷直流电动机的 流电动机电枢的 速原理 7 众所周知，直流电动机转速 K 13） 式中： U 为 电枢端电压； I 为 电枢电流； R 为 电枢电路总电阻； 为 每极磁通量； K 电动机结构参数。 由上式可得，直流电动机的转速控制方法可以分为两类：对励 磁磁通进行控制的励磁控制法和对电枢电压进行控制电枢控制法。 电枢控制法应用的较多。 绝大多数直流电动机采用开关驱动方式。开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制 控制电机的电枢电压，实现调速。其 制原理图和输入输出电压的波形如图 14 所示。当开关管的栅极输入 13 高电平时，开关管导通，直流电动机电枢绕组两 端有电压 间后栅极输入变为低电平，开关管截止，电动机电枢绕组两端电压为 0。 间后栅极输入又 变为高电平，开关管重复前面的过程。电动机的电枢绕组两端 电压平均值 1211 0（ 14） 式中为占空比。的变化范围为 0 1。当电源电压不变的情况下，电枢的端电压的平均值 变值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，这就是 速原理。 1 2 3 4 5 6i t l eN um be r R e v i s i o nS i z a t e : 2 8- M a y 0 9 S he e t o f F i l e : E : 殷亚兵 论文 p e 分电路图 BD ra w n B y :1a）原理图 （ b）输入输出电压波形 图 14 速控制原理及电压波形图 的转速控制 脉冲宽度调制器（ 基本原理是将直流信号和一个调制信号比较。电压波形如图 15 所示，将直流控制电压在比较器的输入端与三角波相加，同时进行比较的还有负的偏移电压。 当直流电压为零时，得到正负半周脉冲宽度相等的调制输出电压。 当直流电压大于零时，使输入端合成电压为正的宽度增大，即锯齿波过零的时间提前，在输出端得到高电平比低电平宽的 调制输出电压。 当直流电压小于零时，输入端合成电压被降低，高电平宽度减小，低电平宽度增加。 无刷直流电动机的转速进行准确的控制，首先要准确地测量出它的转速。可以利用转子位置传感器的输出脉冲信号来反映电动机的转速。先将位置传感 14 器信号经过采样调理电路后送至单片机的外部中断源的输入口。随着电动机的转动，中断输入口将不断接收到脉冲信号并进入中断服务程序，在中断服务程序中启动一定时器以开始计时，直至下一次进入该中断程序时，停止计定时，此时，定时器计时结果便是电动机转动一圈所需时间，即可计算出电动机 转速 。 图 15 三角波脉宽调制器 4 回馈制动 电动车的驱动电机运行在再生发电状态时 ,既可以提供制动力 ,又可以给电池充电回收车体动能 ,从而延长电动车续驶里程。 馈制动的控制原理 回馈制动的控制原理是升压斩波 8，即在一个 期内，如图 16 所示，当 绕组电感积蓄磁场能量，导致回路电流上升，此时的系统状态称为续流状态；当 ，定子绕组电感放电， 向蓄
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