專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及具有該驅(qū)動(dòng)器的車(chē)輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，還涉及到配置上述電機(jī)的
車(chē)輛。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，一般采取電機(jī)相線經(jīng)過(guò)濾波，移相產(chǎn)生三相脈沖 反饋到單片機(jī)作為換相信號(hào)，該換相信號(hào)的移相角度，跟速度、電機(jī)負(fù)載、電機(jī)功率等有關(guān) 系，從而使電機(jī)的換相角度偏移，一旦發(fā)生換相角度的偏移，超前或滯后電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩就 下降，電源的輸入電流就變大，因此帶來(lái)的電效率降低。在電動(dòng)車(chē)上使用該驅(qū)動(dòng)器，加速力 明顯不足，最快時(shí)速明顯下降，續(xù)行里程明顯變短。 現(xiàn)有無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，也有采取電機(jī)相線的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)來(lái)確定換相時(shí) 間，但該技術(shù)在電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，需要做步進(jìn)方式先讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，該步進(jìn)方式 的能否啟動(dòng)成功，取決于電機(jī)的負(fù)載大小，步進(jìn)方式時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流大小，且電機(jī)的抖動(dòng)特別 大，由于電機(jī)的抖動(dòng)，產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定，很難成功啟動(dòng)。在電動(dòng)車(chē)上使用該驅(qū)動(dòng)器，由 于起步時(shí)電機(jī)負(fù)載較重且波動(dòng)大，起步時(shí)車(chē)輛產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，再加上騎車(chē)人的風(fēng)格不一，很 難控制車(chē)輛的平穩(wěn)啟步。 現(xiàn)有無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，一般采取兩管導(dǎo)通六拍工作方式，換相時(shí)電機(jī)發(fā) 出較大的噪音。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于背景技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)帶載能力強(qiáng)，啟動(dòng)平穩(wěn)無(wú)抖動(dòng)、換相時(shí)間準(zhǔn)確、電效率高，輸出力矩 大、在電動(dòng)車(chē)上使用，大大提高了騎車(chē)的舒適性，同時(shí)使續(xù)行里程增加。 為此，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動(dòng)勢(shì) 過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電 路輸出與所述控制電路中的單片機(jī)電連接，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路與所述單片機(jī)電連 接；所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路通過(guò)比較器與所述單片機(jī)電連接，所述比較器的一個(gè)輸入端 連接所述相線分壓電路，所述比較器的另一個(gè)輸入端連接電源分壓電路；所述相線分壓電 路直接與所述單片機(jī)的A/D輸入口電連接；所述相線分壓電路的輸入端或輸出端連接諧 波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地；所述相線與所述相線分壓電路串聯(lián)電阻； 當(dāng)相線電壓等于電源電壓時(shí)，所述相線分壓電路電壓值是所述電源分壓電路電壓值的兩 倍；還具有連接電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器的接口 ；第一相接電源正極第二相接電源負(fù)極第三相不通 電時(shí)，所述單片機(jī)通過(guò)所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第三相的過(guò)零點(diǎn)電平或電壓；該 驅(qū)動(dòng)器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。
—種具有上述無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的車(chē)輛，其特征還包括蓄電池，車(chē)輪，轉(zhuǎn)向裝置，剎車(chē)裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車(chē)架上。 在本發(fā)明中，三相移相比較電路與反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的結(jié)合，電機(jī)從靜態(tài)
開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，單片機(jī)將三相移相比較電路反饋的信號(hào)作為換相信號(hào)，使電機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)， 一旦
啟動(dòng)后，就轉(zhuǎn)入采取反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的信號(hào)作為換相信號(hào)，使換相時(shí)間準(zhǔn)確，也可
以將反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的信號(hào)作為12拍工作方式下?lián)Q相起始信號(hào)，將三相移相比
較電路反饋的信號(hào)作為換相間隔時(shí)間；所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相線分壓電路，
所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機(jī)電連接，適合驅(qū)動(dòng)電源電壓與單片
機(jī)的匹配；所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路與所述單片機(jī)電連接，電路簡(jiǎn)單；所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零
點(diǎn)電路通過(guò)比較器與所述單片機(jī)電連接，所述比較器的一個(gè)輸入端連接所述相線分壓電
路，所述比較器的另一個(gè)輸入端連接所述電源分壓電路，能直接反映反電動(dòng)勢(shì)是正向的或
負(fù)向的；所述相線分壓電路直接與所述單片機(jī)的A/D輸入口電連接，能直接通過(guò)A/D值獲得
電機(jī)是否過(guò)零點(diǎn)；所述相線分壓電路的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波
濾波電容另一端接地，所述相線與相線分壓電路串聯(lián)電阻，能有效地濾除相線中存在的諧
波；當(dāng)相線電壓等于電源電壓時(shí)，所述相線分壓電路電壓值是電源分壓電路電壓值的兩倍，
直接反映出反電動(dòng)勢(shì)是否大于或小于電源電壓的1/2 ;還具有連接電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器的接
口，使電機(jī)在堵轉(zhuǎn)或被拖反轉(zhuǎn)時(shí)不抖動(dòng)也能產(chǎn)生很大的正轉(zhuǎn)矩；第一相接電源正極第二相
接電源負(fù)極第三相不通電時(shí)，所述單片機(jī)通過(guò)所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第三相的
過(guò)零點(diǎn)電平或電壓，使過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)無(wú)需將電機(jī)繞組的中心連接點(diǎn)引出，簡(jiǎn)化了電機(jī)結(jié)構(gòu)，
方便在電機(jī)通電時(shí)檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)；該驅(qū)動(dòng)器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6
拍三管導(dǎo)通方式交替換向，使電機(jī)換相的噪音變小，起動(dòng)時(shí)更平穩(wěn)。 上述驅(qū)動(dòng)器，使在電機(jī)不同轉(zhuǎn)速，不同負(fù)載，準(zhǔn)確換相，啟動(dòng)平穩(wěn)，提高了電機(jī)的電 效率，該驅(qū)動(dòng)器在電動(dòng)車(chē)上使用提高了車(chē)輛的行駛里程數(shù)。


下面再結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的有關(guān)細(xì)節(jié)。
圖1為無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器原理具體實(shí)施例方式
—種無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于具有 三相移相比較電路，反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相線分 壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機(jī)電連接，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò) 零點(diǎn)電路與所述單片機(jī)電連接；所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路通過(guò)比較器與所述單片機(jī)電連 接，所述比較器的一個(gè)輸入端連接所述相線分壓電路，所述比較器的另一個(gè)輸入端連接電 源分壓電路；所述相線分壓電路直接與所述單片機(jī)的A/D輸入口電連接；所述相線分壓電 路的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地；所述相線與 所述相線分壓電路串聯(lián)電阻；當(dāng)相線電壓等于電源電壓時(shí)，所述相線分壓電路電壓值是所 述電源分壓電路電壓值的兩倍；還具有連接電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器的接口 ；第一相接電源正極第 二相接電源負(fù)極第三相不通電時(shí)，所述單片機(jī)通過(guò)所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第三 相的過(guò)零點(diǎn)電平或電壓；該驅(qū)動(dòng)器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。 圖1中IC2為控制電路中的單片機(jī)，單片機(jī)第40腳網(wǎng)絡(luò)號(hào)是P00為A/D輸入口， RIO與Rll組成了相線分壓電路，R4為相線分壓電路與相線串聯(lián)的電阻，CIO為諧波濾波電 容，一端連接在相線分壓電路的輸入端，另一端接地，C3為諧波濾波電容，一端連接在相線 分壓電路的輸出端，另一端接地；+48網(wǎng)絡(luò)號(hào)為驅(qū)動(dòng)器電源，R8與R13組成電源分壓電路，網(wǎng) 絡(luò)號(hào)A、 B、 C為相線，該相線連接電機(jī)的繞組。網(wǎng)絡(luò)號(hào)Al、 Bl、 Cl為A、 B、 C移相整形后的三 相近正弦波，網(wǎng)絡(luò)號(hào)MID為A1、B1、C1的中心點(diǎn)電壓，該MID電壓與A1、B1、C1經(jīng)過(guò)比較器 IC4A、IC4C、IC4B輸出，在網(wǎng)絡(luò)號(hào)為0. 3、0. 4、0. 2產(chǎn)生脈沖，相位差120度的三相換相信號(hào)。
當(dāng)采用單片機(jī)的A/D輸入口作為反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，其相線分壓電路就是反 電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路。 當(dāng)采用比較器組成作為反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相 線分壓電路，電源分壓電路，比較器組成。 電機(jī)的啟動(dòng)，啟動(dòng)模式以兩管導(dǎo)通的模式工作，換相信號(hào)取自三相移相比較電路， 電機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)，啟動(dòng)后檢測(cè)反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)和換相的時(shí)間T，換相信號(hào)逐次刷新?lián)Q相時(shí)間T， 一旦檢測(cè)到過(guò)零點(diǎn)，過(guò)零點(diǎn)信號(hào)作為T(mén)/2時(shí)間的開(kāi)始。 單片機(jī)的A/D輸入口作為檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)，過(guò)零點(diǎn)的相線以A相為例，在A相上橋?qū)?時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)A相的電壓值為U，每次換相后，經(jīng)過(guò)1/4T時(shí)間后開(kāi)始檢測(cè)不導(dǎo)通相線上的 電壓，由于P麗作用，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)在B相C相通電的情況下檢測(cè)電壓，經(jīng)過(guò)多次對(duì)相線上的 電壓測(cè)量和比較，測(cè)量的電壓一旦從小于U/2變成大于等于U/2或從大于U/2變成小于等 于U/2時(shí)，便是過(guò)零點(diǎn)信號(hào)。 采用比較器作為反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，過(guò)零點(diǎn)的相線以A相為例，在每次換 相至B相C相通電后，經(jīng)過(guò)1/4T時(shí)間后單片機(jī)開(kāi)始檢測(cè)比較器IC4D輸出電平，由于P麗作 用，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)在上橋和下橋同時(shí)導(dǎo)通的情況下檢測(cè)IC4D輸出電平，經(jīng)過(guò)多次對(duì)IC4D輸 出電平檢測(cè)，一旦IC4D輸出電平從高電平到低電平或從低電平到高電平時(shí)，便是過(guò)零點(diǎn)信號(hào)。 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后可以將6拍工作模式切換到12拍工作模式，過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)只有在兩管
導(dǎo)通方式下檢測(cè)，換相時(shí)間為1/2T，過(guò)零點(diǎn)信號(hào)作為換相信號(hào)和T/2時(shí)間的開(kāi)始。 另外與相線分壓電路連接的電容CIO、 C3必須要合適，以濾除諧波為準(zhǔn)，不宜對(duì)
P麗脈沖濾除。實(shí)施例中電源+48為48v電壓，R14取lk， Rll取51k， R10取7. 2k， C10取
4700P， C 3取510P， R13取51k， R8取3. 3k。相線分壓系數(shù)為電源分壓系數(shù)的2倍。 由于本實(shí)施例只示例一相過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，三相移相比較電路產(chǎn)生的時(shí)間T非常
穩(wěn)定，兩者結(jié)合后，使換相時(shí)間非常準(zhǔn)確。也可以做成三相過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路。 當(dāng)連接電機(jī)轉(zhuǎn)子傳感器的接口上有連接電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器的時(shí)候，在啟動(dòng)時(shí)檢
測(cè)并自動(dòng)切換到以該信號(hào)作為換相信號(hào)來(lái)啟動(dòng)電機(jī)。 12拍換相的通電順序?yàn)?+為上橋管子導(dǎo)通，_為下橋管子導(dǎo)通)C+、A_、B- ;C+、
A_ ;C+、 B+、 A_ ;B+、 A_ ;B+、 A_、 C_ ;B+、 C_ ;A+、 B+、 C_ ;A+、 C_ ;A+、 B_、 C_ ;A+、 B_ ;C+、 A+、 B_ ;
C+、 B-或其順序?yàn)樯鲜鲰樞虻牡剐颉?6拍換相順序?yàn)镃+、 A- ;B+、 A- ;B+、 C- ;A+、 C- ;A+、 B- ;C+、 B-或其順序?yàn)樯鲜鲰?br> 序的倒序。
—種具有上述無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的車(chē)輛，其特征還包括蓄電池，車(chē)輪，轉(zhuǎn) 向裝置，剎車(chē)裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車(chē)架上。
權(quán)利要求
一種無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機(jī)電連接，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路與所述單片機(jī)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò) 零點(diǎn)電路通過(guò)比較器與所述單片機(jī)電連接，所述比較器的一個(gè)輸入端連接所述相線分壓電 路，所述比較器的另 一個(gè)輸入端連接電源分壓電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述相線分壓電路 直接與所述單片機(jī)的A/D輸入口電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述相線分壓電路 的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述相線與所述相 線分壓電路串聯(lián)電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于當(dāng)相線電壓等于電 源電壓時(shí)，所述相線分壓電路電壓值是所述電源分壓電路電壓值的兩倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于具有連接電機(jī)轉(zhuǎn)子 傳感器的接口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于第一相接電源正極 第二相接電源負(fù)極第三相不通電時(shí)，所述單片機(jī)通過(guò)所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第 三相的過(guò)零點(diǎn)電平或電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一所述的無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于該驅(qū)動(dòng)器為 12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。
10. —種具有權(quán)利要求l-9任一驅(qū)動(dòng)器的車(chē)輛，其特征還包括蓄電池，車(chē)輪，轉(zhuǎn)向裝置， 剎車(chē)裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車(chē)架上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機(jī)電連接，所述反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)電路與所述單片機(jī)電連接；上述驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速，不同負(fù)載，準(zhǔn)確換相，啟動(dòng)平穩(wěn)，提高了電機(jī)的電效率，該驅(qū)動(dòng)器在電動(dòng)車(chē)上使用，啟動(dòng)不抖動(dòng)，提高了車(chē)輛的行駛里程數(shù)。
文檔編號(hào)H02P6/20GK101753077SQ20091021687
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者何偉斌 申請(qǐng)人:何偉斌