專利名稱：無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及具有該驅(qū)動(dòng)器的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)無轉(zhuǎn)子傳感器驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，還涉及到配置上述電機(jī)的 車輛。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無轉(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，因此帶來的電效率降低。在電動(dòng)車上使用該驅(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?，F(xiàn)有無轉(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)車輛產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)，再加上騎車人的風(fēng)格不一，很 難控制車輛的平穩(wěn)啟步?，F(xiàn)有無轉(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)問題是提供一種無轉(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)車上使用，大大提高了騎車的舒適性，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)方案來解決上述技術(shù)問題的一種無轉(zhuǎn)子傳感器電 機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率管激勵(lì)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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路 與所述單片機(jī)電連接；所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路通過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)通過所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第三相的過 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。[0007]—種具有上述無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn) 向裝置，剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。在本發(fā)明中，三相移相比較電路與反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路的結(jié)合，電機(jī)從靜態(tài) 開始轉(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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路與所述單片機(jī)電連接，電路簡單；所述反電動(dòng)勢(shì) 過零點(diǎn)檢測(cè)電路通過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A/D 值獲得電機(jī)是否過零點(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)通過所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第 三相的過零點(diǎn)電平或電壓，使過零點(diǎn)的檢測(cè)無需將電機(jī)繞組的中心連接點(diǎn)引出，簡化了電 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)車上使用提高了車輛的行駛里程數(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為無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器原理圖；具體實(shí)施方式
一種無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率管激勵(lì)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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路與所述單片機(jī)電連接；所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路通 過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)通過所述反電動(dòng) 勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路檢測(cè)第三相的過零點(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。[0015]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POO為A/D輸入口， RlO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，ClO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、Bi、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Al、Bi、Cl的中心點(diǎn)電壓，該MID電壓與Al、Bi、Cl經(jīng)過比較器 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)過零點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，其相線分壓電路就是反 電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路。當(dāng)采用比較器組成作為反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)過零點(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)到過零點(diǎn)，過零點(diǎn)信號(hào)作為T/2時(shí)間的開始。單片機(jī)的A/D輸入口作為檢測(cè)過零點(diǎn)，過零點(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1/4T時(shí)間后開始檢測(cè)不導(dǎo)通相線上的 電壓，由于PWM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)，便是過零點(diǎn)信號(hào)。采用比較器作為反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)電路，過零點(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1/4T時(shí)間后單片機(jī)開始檢測(cè)比較器IC4D輸出電平，由于PWM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，過零點(diǎn)信號(hào)作為換相信號(hào)和T/2時(shí)間的開始。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) PWM脈沖濾除。實(shí)施例中電源+48為48v電壓，R14取lk，Rll取51k，RlO取7. 2k，ClO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? 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?！N具有上述無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn) 向裝置，剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。
權(quán)利要求一種無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率管激勵(lì)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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(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)過零點(diǎn)檢測(cè)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)過零 點(diǎn)檢測(cè)電路通過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)通過所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢 測(cè)電路檢測(cè)第 三相的過零點(diǎn)電平或電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的無轉(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。
10.一種具有權(quán)利要求1-9任一驅(qū)動(dòng)器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn)向裝置， 剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無轉(zhuǎn)子傳感器電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，包括控制電路，功率管激勵(lì)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)過零點(diǎn)檢測(cè)電路，所述反電動(dòng)勢(shì)過零點(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)過零點(diǎn)檢測(cè)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)車上使用，啟動(dòng)不抖動(dòng)，提高了車輛的行駛里程數(shù)。
文檔編號(hào)H02P6/18GK201629712SQ200920351418
公開日2010年11月10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