電動自行車調速系統的設計全文-預覽頁

　

【正文】 大，發熱厲害，損耗大。直流電機的具體調速過程是：先讓它啟動一段時間，然后切斷電源，電動機因慣性而降速轉動。VMIN為電動機的最小轉速值。因此電動機的平均轉速VD就可以有占空比D加以控制。不同的是，在電機正轉時，Tb這段時間內不通過反向電流，電機反轉時，Ta內不通過正向電流。 圖 445如上圖445左所示為雙向式調速方式下速度與占空比關系曲線，圖315右為單向式調速方式曲線。這樣無論如何，都不會出現因編程原因而造成電源短路的情況。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，這樣在關斷電源后，使繼電器反相，可以讓電機放電，這樣停車時車不至于因為慣性滑行太遠而浪費能源。KK3為長閉觸點，所以電動機加正向電壓。通過改變Ta 、Tb的占空比即可改變轉速。8051單片機包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數據存儲器(RAM)、定時/計數器、并行接口、串行接口和中斷系統等幾大單元及數據總線、地址總線和控制總線等三大總線，現在我們分別加以說明： 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數據寬度的處理器，能處理8位二進制數據或代碼，CPU負責控制、指揮和調度整個單元系統協調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。定時/計數器(ROM) 8051有兩個16位的可編程定時/計數器，以實現定時或計數產生中斷用于控制程序轉向。8051內置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數據傳送，該串行口既可以用作異步通信收發器，也可以當同步移位器使用。INTEL的MCS51系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續產品16位的MCS96系列單片機則采用普林斯頓結構。Pin20:接地腳。Pin18:時鐘XTAL2腳，片內振蕩電路的輸出端?，F在我們對這些引腳的功能加以說明：Pin40:正電源腳，正常工作或對片內EPROM燒寫程序時，接+5V電源。 8051的時鐘有兩種方式，一種是片內時鐘振蕩方式，但需在18和19腳外接石英晶體(212MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p30p。然而，初始復位不改變RAM（包括工作寄存器R0R7）的狀態，8051的初始態如下表：特殊功能寄存器初始態特殊功能寄存器初始態ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000H8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖。在同類型產品中，ADC0809模數轉換器的分辨率、轉換速度和價位都屬于居中位置。OE：數字量輸出使能控制，輸入高有效，輸出A／D轉換結果D7～D0。EOC輸出信號可以作為中斷請求或者查詢控制。GND：芯片接地端。 無刷直流電動機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。無刷直流電動機的原理簡圖如圖531所示圖 531：主電路是一個典型的電壓型交直交電路，逆變器提供等幅等頻526KHZ調制波的對稱交變矩形波。電角度，轉子跟隨定子磁場轉動相當于60176。無刷直流電動機的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場軸線位置超前轉子磁場軸線位置，所以不論轉子的起始位置處在何處，電動機在啟動瞬間就會產生足夠大的啟動轉矩，因此轉子上不需另設啟動繞組。VDC是加在電動機線間電壓平均值，VDC是直流母線電壓，δ是調制波的占空比，Ra為每相繞組電阻。（Keω/2Ra）Kt、Ke是電動機的結構常數，ω為電動機的角速度（rad/s），所以，在一定的ω時，改變占空比δ，就可以線性地改變電動機的電磁轉矩，得到與他勵直流電動機電樞電壓控制相同的控制特性和機械特性?？梢哉f，無刷直流電動機在允許的電壓波動范圍內，在允許的過載能力以下，其穩態轉速與指令轉速相差在1%左右，并可以實現在調速范圍內恒轉矩運行。 在集成穩壓器中，常常采用許多恒流源，當輸入電壓V1接通后，這些恒流源難以自行導通，以致輸出電壓較難建立。T4的集電極電流通過DZ2以建立起正常工作電壓，當DZ2達到和DZ1相等的穩壓值，整個電路進入正常工作狀態，電路啟動完畢。在電路設計和工藝上使具有正溫度系數的RRDZ2與具有負溫度系數的TDD2發射結互相補償，可使基準電壓VREF基本上不隨溫度變化。TR9的作用說明如下：如果沒有TR9，恒流源管T5的電流IC5=IC8+IB10，當調整管滿載時IB10最大，而IC8最?。欢斬撦d開路時IO=0，IB10也趨于零，這時IC5幾乎全部流入T8，使得IC8的變化范圍大，這對比較放大電路來說是不允許的，為此接入由TR9級成的緩沖電路。保護的目的主要是使調整管（主要是T11）能在安全區以內工作，特別要注意使它的功耗不超過額定值PCM。當輸出電流急劇增加，例如輸出端短路時，輸出電流超過極限值（IO(CL)=PCM/VI=）時，即當 ，使T12管導通。圖1中DZDZ4和R1R15所構成的支路就是為實現上述保護目的而設置的。 過熱保護電路電路由DZTT14和T13組成。電路中R10的作用是給T10管的ICEO10和T11管的ICBO11一條分流通路，以改善溫度穩定性。電路中接入電容CC2是用來實現頻率補償的，可防止穩壓器產生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。(I0=500mA)器件壓降(ViV0)V2~(I0=lA)偏置電流mA6輸出電阻mΩ17輸出噪聲電壓(10~100kHz)μV405．5 集成轉速傳感器KMI151 集成轉速傳感器具有靈敏度高、測量范圍寬、抗干擾能力強、外圍電路簡單等優點，是傳統的分立式轉速傳感器的升級換代產品。但這種傳感器存在一些缺點：第一，靈敏度低，傳感器與轉動齒輪的最大間隙（亦稱磁感應距離）只有零點幾毫米；第二，在測量高速旋轉物體的轉速時，因安裝不牢固或受機械振動，容易與齒輪發生碰撞，安全性較差；第三，這種傳感器所產生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號，因此，需要經過放大、整形后變成沿口陡直的數字頻率信號，才能送給數字轉速儀或數字頻率計測量轉速，而且外圍電路比較復雜；第四，它無法測量非常低（接近于零）的轉速，因為這時磁阻式傳感器可能檢測不到轉速信號。ＫＭＩ１５－１器件的測量范圍寬，靈敏度高，它的齒輪轉動頻率范圍是０～２５ｋＨｚ，而且即使在轉動頻率接近于零時，它也能夠進行測量。ＫＭＩ１５－１的體積較小，其最大外形尺寸為８６２１ｍｍ，能可靠固定在齒輪附近。為使信號變換器ＩＣ處于較低的環境溫度中，設計時專門將ＩＣ與傳感元件分開，以改善傳感器的高溫工作性能。當齒輪沿Ｙ軸方向轉動時，由于氣隙處的磁力線發生變化，磁路中的磁阻也隨之改變，從而可在傳感器上產生電信號。ＫＭＩ１５－１的輸出電流信號ＩＣＣ是由兩個電流疊加而成的，一個是由恒流源提供的７ｍＡ恒定電流ＩＨ，另一個是由開關控制式電流源輸出的可變電流ＩＫ。輸出波形的占空比Ｄ＝ｔ１／Ｔ＝５０％177。而電阻Ｒ３、穩壓管ＶＤＺ和晶體管ＶＴ１則可構成取樣電路，其中ＶＴ１接成射極跟隨器。若被測轉動工件上沒有齒輪，亦可在轉盤外緣處鉆一個小孔，套上螺扣，再擰上一個螺桿并用彈簧墊圈壓緊，以防止受震動后松動，并以此代替齒尖獲得轉速標記信號。需要指出：ＫＭＩ１５－１輸出的是齒輪轉動頻率ｆ（單位是Ｈｚ，即次／ｓ）信號，欲得到轉速ｎ（ｒ／ｍｉｎ），還應將ｆ除以齒輪上的齒數Ｎ，并將時間單位改成分鐘，公式如下：ｎ＝６０ｆ／Ｎ　圖５（ｂ）所示電路是由二極管ＶＤ、穩壓管ＶＤＺ和電容Ｃ１構成的靜電放電（ＥＳＤ）保護電路，該電路可吸收２ｋＶ的ＥＳＤ電壓，因而可對芯片起到保護作用。它的輸入是二進制的代碼，輸出是一組高低電平信號，每輸入一組不同的代碼，只有一個輸出端呈現有效信號。為了在輸出PWM波時，單片機仍能執行其他程序，可以利用單片機內部的定時器溢出中斷來實現。源碼如下：EQUTL0DAT脈沖寬度調寬子程序001BHPWMMOVTMOD,03HTR0ET1MAIN1MAIN1:PWM子程序MOVET0TMOD,03HTL0,186TR0EACLR同時關TL0中斷。RETI電池正放的時候電解液可以淹沒極板并且還剩下一點空間如果把電池橫放的話會有一部分電極板暴露在空氣中，這對電池的極板非常不利，而且一般的電池的觀察孔或者電池的頂部都有排氣口與外界相通，所以電池橫放電解液很容易流出。在充電時，電能轉化為化學能，放電時化學能又轉化為電能。鉛蓄電池是能反復充電、放電的電池，叫做二次電池。 放電時,電極反應為:PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O 負極反應: Pb + SO42 2e = PbSO4 總反應: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反應是放電,向左反應是充電) 蓄電池的應用十分廣泛，可用于UPS，電動車，滑板車，汽車，風能太陽能系統，安全報警等等方面。 一、控制器與保護功能 （一） 控制器簡介簡略地講控制器是由周邊器件和主芯片（或單片機）組成?？刂破鞯脑O計品質、特性、所采用的微處理器的功能、功率開關器件電路及周邊器件布局等，直接關系到整車的性能和運行狀態，也影響控制器本身性能和效率。元器件和電路上的差異，構成了控制器性能上的不大相同。這種方式使控制器與電源、電機間連線距離縮短，車體外觀顯得簡潔。 （三）控制器的保護功能 保護功能是對控制器中換相功率管、電源免過放電，以及電動機在運行中，因某種故障或誤操作而導致的可能引起的損傷等故障出現時，電路根據反饋信號采取的保護措施。因而，既保護了功率管本身，又保護了電動機，也防止了電源的浪費。過流保護 電流超限對電機和電路一系列元器件都可能造成損傷，甚至燒毀，這是絕對應當避免的。如果沒有這種保護功能，不一定在哪個環節上引起損傷，但首當其沖的就是開關功率管，只要無刷控制器功率管燒毀一只，變成兩相供電后電動機運轉即變得無力，騎行者立即可以感覺到脈動異常；若繼續騎行，接著就燒毀第2個、第3個功率管。 欠速保護 仍然屬于過流保護范疇，是為不具備0速起步功能的無刷控制系統而設置。電動自行車只能在不超過這個速度狀態下運行。如長期不用，每月充一次電。電動輪轂內的傳動部件已涂上了特殊的潤滑油，用戶不必自行擦洗潤滑。為了延長電池、電機的壽命，在車輛啟動、爬坡時應用腳踏助力。 充電時應注意,不要使用其它品牌的充電器，每個品牌的充電器與電池的性能是相匹配的，只有專用充電器，才能達到最佳充電效果。在抗干擾設計中，軟件抗干擾是被動措施，而硬件抗干擾是主動措施，只要認真分析系統所處環境的干擾來源以及傳播途徑，采用兩者相結合的方法，就能保證系統長期穩定可靠地運行。得到了俞老師的精心指導。同時感謝其他同學給我的幫助，感謝圖書館給我們提供了豐富的