果不如采用感應(yīng)生磁的導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元好；如果車圈上僅 設(shè)置導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元，正因?yàn)槠浯艠O是感應(yīng)生磁，當(dāng)其剛好處于與定子單元隔氣隙處于同 一法線10、來(lái)為0時(shí)，電動(dòng)車很難從靜態(tài)啟動(dòng)，容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。當(dāng)車圈上相間設(shè)置有永磁體 轉(zhuǎn)子單元3bl，電源調(diào)制器可通過(guò)感應(yīng)裝置判知9為0的內(nèi)部位置狀態(tài)，實(shí)時(shí)相應(yīng)發(fā)出電動(dòng) 車的靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)序電流；所謂靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)序電流的一個(gè)簡(jiǎn)單例，是碰到上述堵轉(zhuǎn)、電源調(diào)制 器在設(shè)定時(shí)間最大值得不到傳感裝置反饋信號(hào)的情況下，實(shí)時(shí)發(fā)出與正常驅(qū)動(dòng)電流方向相 反的啟動(dòng)電流，使車圈上至少一個(gè)永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl受到同極性相斥作用而偏離與定子 單元隔氣隙處于同一法線的狀態(tài)，避免堵轉(zhuǎn)發(fā)生。
[0078] 對(duì)一個(gè)定子單元組合n個(gè)轉(zhuǎn)子單元（3bl/3b2)的分析案例來(lái)說(shuō)，定子單元對(duì)應(yīng)車 輪旋轉(zhuǎn)周期是與n個(gè)轉(zhuǎn)子單元發(fā)生電磁作用，電源調(diào)制器優(yōu)選發(fā)出n個(gè)周期為T的通電時(shí) 序，對(duì)應(yīng)車輪旋轉(zhuǎn)周期有n個(gè)（Ti+Tz+T。）時(shí)序工作邏輯，送種組合設(shè)計(jì)對(duì)電源調(diào)制器提出了 較高要求。轉(zhuǎn)子單元并非設(shè)置越多越好，其在車圈上設(shè)置的數(shù)目n受限于所受定子單元電 磁力有效作用區(qū)間相應(yīng)的空間占位，否則電源調(diào)制器對(duì)應(yīng)輸出的時(shí)序電流周期會(huì)重疊。
[0079] 圖7a是一個(gè)定子單元組合8個(gè)轉(zhuǎn)子單元3b (3bl/3b2)的局部結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施 例中，定子單元在車輪一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期n分別與8個(gè)轉(zhuǎn)子單元發(fā)生磁作用，電源調(diào)制器對(duì)應(yīng) 輸出的時(shí)序電流理論劃分為8個(gè)（Ti+Tz+T。）周期，圖化標(biāo)示了一種設(shè)定T為n /8、對(duì)應(yīng)車 圈旋轉(zhuǎn)方向的Ti、T2和T。示意時(shí)域，圖7c為其中一個(gè)周期的通電邏輯示意圖。圖8是一個(gè) 定子單元對(duì)應(yīng)12個(gè)轉(zhuǎn)子單元（3bl/3b2)的局部結(jié)構(gòu)示意圖，定子單元對(duì)應(yīng)車輪旋轉(zhuǎn)周期分 別與12個(gè)轉(zhuǎn)子單元發(fā)生磁作用。
[0080] 圖9是兩個(gè)定子單元組合車圈上8個(gè)轉(zhuǎn)子單元（3bl/3b2)的局部結(jié)構(gòu)示意圖，在 車輪旋轉(zhuǎn)周期中，電源調(diào)制器要為兩個(gè)定子單元3a分別提供8個(gè)周期為（Ti+Tz+T。）的時(shí)序 電流，送種組合對(duì)電源調(diào)制器提出了更高的設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步可選擇4個(gè)定子單元組合10 個(gè)轉(zhuǎn)子單元、6個(gè)定子單元組合12個(gè)轉(zhuǎn)子單元，等等。理論上當(dāng)H個(gè)定子單元與n個(gè)轉(zhuǎn)子單 元組合設(shè)計(jì)時(shí)，如果電源調(diào)制器1對(duì)H個(gè)定子單元3a繞組分立供電，需對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)n地個(gè)電 流時(shí)序，即n地個(gè)（Ti+Tz+T。）電流時(shí)序，編程將十分復(fù)雜；因此在多個(gè)定子單元的實(shí)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中，優(yōu)選H個(gè)定子單元繞組電串聯(lián)組合，或H個(gè)定子單元繞組分為若干組外接電源調(diào)制 器，例如4個(gè)定子單元的內(nèi)部繞組串聯(lián)，串聯(lián)繞組中間引出抽頭共H根線對(duì)外電連接電源 調(diào)制器，技術(shù)上還可利用該H根線兩兩比較的微分電位的不同，作為一種轉(zhuǎn)子單元與定子 單元相對(duì)位置判別的信號(hào)源，替代獨(dú)立設(shè)置的傳感單元。
[0081] 理論上，也可W在車圈安裝轉(zhuǎn)子單元與車架上若干個(gè)定子單元組合，但送種等效 設(shè)計(jì)在技術(shù)上雖可實(shí)施，但因定子單元的造價(jià)相對(duì)較高，非優(yōu)選方案。
[0082] 電源調(diào)制器可用常規(guī)開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)或脈沖數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)，優(yōu)選后者，后者的基礎(chǔ) 功能模塊一般包括電源變換電路、內(nèi)存膽有工作程序的微處理器和信號(hào)輸入輸出電路，能 通過(guò)傳感單元3c反饋信號(hào)相應(yīng)地控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出的時(shí)序電流，對(duì)電動(dòng)裝置3進(jìn)行動(dòng)態(tài)控 制，其工作邏輯如圖5a簡(jiǎn)示，圖化是一種實(shí)現(xiàn)電源調(diào)制器基本功能的數(shù)字技術(shù)邏輯的模塊 組合示意圖。
[0083] 電源調(diào)制器的工作邏輯變換指令信號(hào)通常是從固連在車架的傳感單元獲得，常規(guī) 傳感單元使用磁電感應(yīng)繞組、霍爾元件或光電編碼器等，當(dāng)轉(zhuǎn)子單元繞軸周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳 感單元可獲得電流（電壓）的變化率反饋給電源調(diào)制器，電源調(diào)制器依據(jù)送一感應(yīng)信號(hào)判 知轉(zhuǎn)子單元的相對(duì)位置而相應(yīng)發(fā)出電流時(shí)序。根據(jù)對(duì)傳感單元的工作精度及可靠性要求， 可在車架上設(shè)置一個(gè)或若干個(gè)傳感單元，甚至變形為從上述定子單元多繞組反饋的方式、 W及運(yùn)用定子單元雙線環(huán)繞的繞組反饋方式獲得工作邏輯變換指令信號(hào)，此時(shí)電源調(diào)制器 的感應(yīng)信號(hào)輸入端Ic相應(yīng)內(nèi)置，其響應(yīng)處理對(duì)電源調(diào)制器的工作程序邏輯提出了較高要 求。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)上述工作邏輯變換的編程技術(shù)為行業(yè)專業(yè)人± 所公知，所需了解的是時(shí)序脈沖周期、通電子集時(shí)域和幅值變化W及其間中斷時(shí)間等基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0084] 綜上，所述的電源調(diào)制器是一個(gè)包括兩級(jí)周期/頻率設(shè)計(jì)的邏輯電源開(kāi)關(guān)系統(tǒng)， 一是驅(qū)動(dòng)通電時(shí)域內(nèi)m個(gè)子集的周期/頻率設(shè)計(jì)，該頻率越高越利于迫近理論節(jié)電優(yōu)化 的幅值遞減關(guān)系設(shè)計(jì)；二是時(shí)序通電周期/頻率，反映了單位時(shí)間內(nèi)定子單元對(duì)轉(zhuǎn)子單元 (3bl/3b2)的通電作用次數(shù)，該時(shí)序頻率間接定義了車速及定子單元所需要的通電幅值或 電磁力（源于電源調(diào)制器向定子單元的繞組通電），因?yàn)轵?qū)動(dòng)通電時(shí)域的幅值越大，單位時(shí) 間內(nèi)定子單元通電對(duì)轉(zhuǎn)子單元的作用力越大、作用次數(shù)越多，其結(jié)果反映了車速越快。電源 調(diào)制器所輸出電流的時(shí)序頻率，與車圈旋轉(zhuǎn)一個(gè)周期隱含的（Ti+Tz+T。）時(shí)序作用次數(shù)、通電 平均強(qiáng)度W及車速是相互對(duì)應(yīng)的諸物理量關(guān)系，因此當(dāng)電源調(diào)制器的諸多設(shè)定條件進(jìn)入邏 輯工作狀態(tài)后，控制了時(shí)序通電的頻率也就是控制了車速。該人工控制車速是通過(guò)驅(qū)動(dòng)操 控裝置9a電連接電源調(diào)制器的輸入端Id來(lái)實(shí)現(xiàn)，電源調(diào)制器可安裝在車架上的任意位置。
[0085] 本發(fā)明電動(dòng)車可運(yùn)用電動(dòng)裝置增設(shè)電磁力剎車功能，此時(shí)電源調(diào)制器相應(yīng)增設(shè)的 剎車信號(hào)輸入端Ie與電磁剎車裝置9b電連接，如圖5c所示。制動(dòng)時(shí)優(yōu)選燈2巧。）全部時(shí) 域設(shè)置通電，增強(qiáng)制動(dòng)效果，電流強(qiáng)度越大，制動(dòng)效果越好，從安全第一的設(shè)計(jì)理念出發(fā)，不 必為制動(dòng)通電的節(jié)能問(wèn)題過(guò)多考慮。電磁剎車裝置9b可設(shè)置為一個(gè)連續(xù)或多級(jí)的變阻器， 其功能為可控制電源調(diào)制器所輸出的電流。
[0086] 轉(zhuǎn)子單元固連于剛性金屬車圈的方案可W有多種，例如將轉(zhuǎn)子單元固連在車圈 的內(nèi)緣或外緣，也可W把轉(zhuǎn)子單元嵌合在車圈內(nèi)部與車圈實(shí)行一體化設(shè)計(jì)制造。定子單元 在車架上的設(shè)置要點(diǎn)，是要使轉(zhuǎn)子單元在周期性旋轉(zhuǎn)中與其形成兩者有效發(fā)生磁作用必須 的相對(duì)氣隙3d，該氣隙是定子單元向轉(zhuǎn)子單元傳遞電磁力作用的能量通道，氣隙越小越有 利于磁能量作用傳遞，但氣隙過(guò)小易發(fā)生機(jī)械接觸，設(shè)計(jì)時(shí)需綜合把握材料的剛性和機(jī)械 加工精度。
[0087] 電動(dòng)裝置3至少安裝在電動(dòng)車的一個(gè)車輪5,所述一個(gè)車輪包括單輪W及同軸緊 湊安裝兩個(gè)車輪的準(zhǔn)單輪結(jié)構(gòu)。圖1所示電動(dòng)兩輪車的電動(dòng)裝置布局是定子單元設(shè)置在車 圈內(nèi)緣車架上的一種示例，該布局也可改變?yōu)槎ㄗ訂卧O(shè)置在車圈外緣車架上的結(jié)構(gòu)。需 要注意的是，當(dāng)定子單元設(shè)置于車圈外緣時(shí)，轉(zhuǎn)子單元受到電磁力的法向分力是背離軸必， 無(wú)相應(yīng)的電磁力制動(dòng)功能。
[0088] 傳感單元優(yōu)選設(shè)置在隔氣隙與轉(zhuǎn)子單元周期性相對(duì)的車圈內(nèi)位置，也可W設(shè)置在 車圈外，對(duì)兩輪車甚至可W安裝在另一個(gè)車圈位置，因?yàn)閮蓚€(gè)車圈總是同步旋轉(zhuǎn)，從一個(gè)輪 采集的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)可間接反映另一個(gè)輪的相對(duì)同步狀態(tài)。
[0089] -般電動(dòng)車的控制單元2包括照明燈、轉(zhuǎn)彎/剎車信號(hào)燈、音鳴控制等常規(guī)使用功 能，由若干個(gè)電連接電池組的電源開(kāi)關(guān)組成，該類電源開(kāi)關(guān)可單獨(dú)設(shè)置，亦可將相關(guān)功能植 入電源調(diào)制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，共用數(shù)據(jù)母線統(tǒng)一編程。
[0090] 驅(qū)動(dòng)操控裝置9a的傳統(tǒng)產(chǎn)品為一個(gè)變形設(shè)計(jì)的、人工易操控的變阻器或電位器， 伴隨近年的技術(shù)發(fā)展，不少建立在光敏、霍爾控制原理基礎(chǔ)上的專用操控裝置日趨成熟，送 類產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)為常規(guī)旋轉(zhuǎn)把手式，亦可設(shè)計(jì)為推拉式操縱桿或其他任意手動(dòng)控制方式， 包括遙控方式。電池組8可W放置在專用電池箱W任意方式安裝在車架4上，或安裝在車 架內(nèi)部，或與車架上的部件嵌合，例如將后座架設(shè)計(jì)為雙層，中間夾層用于放置電池箱；亦 可在后座架的下部設(shè)計(jì)有電池箱的吊裝固連裝置，電池箱設(shè)計(jì)為兩個(gè)分體分別吊裝在后座 架下的后輪兩側(cè)，等等。
[0091] 本發(fā)明所述的優(yōu)選例僅為推薦，若干技術(shù)方案可組合并用，可部分使用也可加入 其他成熟技術(shù)。只要根據(jù)電動(dòng)裝置的磁流能量特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)電源調(diào)制器設(shè)計(jì)可精確控制的 時(shí)序電流，即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方案的基本技術(shù)目標(biāo)。
[0092] 對(duì)電動(dòng)車W及電動(dòng)機(jī)技術(shù)較深入了解的專業(yè)人±，都不難在本發(fā)明所述的方案基 礎(chǔ)上，舉一反H地變形實(shí)施本
【發(fā)明內(nèi)容】
。例如在現(xiàn)有市場(chǎng)的脈沖直流電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，通過(guò)傳 感方式的改變W及控制器電流程序變換來(lái)部分實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明所述電動(dòng)裝置的基礎(chǔ)結(jié) 構(gòu)方案、電源調(diào)制器的電流時(shí)序控制方法和通電時(shí)域的幅值遞減設(shè)計(jì)特征及其衍生的技術(shù) 變形實(shí)施，均應(yīng)被列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[009引 實(shí)施例1、
[0094] -種助力型電動(dòng)H輪車，選用周長(zhǎng)為1000 mm的車輪5,電動(dòng)裝置3設(shè)計(jì)為一個(gè)定子 單元3a與車圈6上一個(gè)永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl、一個(gè)導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元3b2的組合，電動(dòng)裝置安 裝在前輪；定子單元安裝在前輪車圈6內(nèi)緣的車架4上。電池組8選用鉛酸膠體電池并安 裝在車架專設(shè)部位。
[0095] 轉(zhuǎn)子單元3bl/3b2的長(zhǎng)度為15mm，寬度在不影響車圈外橡膠輪的情況下取最大 值，永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl和導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元3b2相隔180度在車圈上對(duì)稱設(shè)置，緊密安裝在 鐵鉛合金制成的車圈外緣，其中，永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl的兩極連線與車圈切線平行，S極面 向車輪5軸7,如圖化所示；定子單元繞芯材料選擇市場(chǎng)易于采購(gòu)的凹形鐵磁體，送種鐵磁 體內(nèi)部存在較多磁疇，在外磁場(chǎng)作用下磁疇易轉(zhuǎn)向產(chǎn)生與外磁場(chǎng)方向一致且強(qiáng)得多的附加 磁場(chǎng)，凹形繞芯下部加工成與車圈對(duì)應(yīng)的弧形；繞組由一根直徑0. 60mm的銅線環(huán)繞磁芯50 圈而成，安裝要點(diǎn)；通過(guò)外加螺絲將定子單元固連在車圈6內(nèi)緣的車架4部位，凹形繞芯上 部正對(duì)車圈內(nèi)緣，兩者之間的氣隙3d為7mm，繞芯上部?jī)啥藢?duì)應(yīng)車圈占位40度機(jī)械角。
[0096] 電源調(diào)制器1通過(guò)常規(guī)電子控制線路實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)最大過(guò)載功率550W，其電源輸入 端Ia電連接電池組8的正負(fù)極，時(shí)序驅(qū)動(dòng)電流輸出端化電連接定子單元3a的線圈繞組， 感應(yīng)信號(hào)輸入端Ic電連接傳感單元3c，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端Id電連接驅(qū)動(dòng)操控裝置9。傳感 單元3c由一個(gè)磁電感應(yīng)繞組構(gòu)成，通過(guò)外加螺絲將傳感單元固連在車架4上靠近前輪5車 圈6內(nèi)緣的部位。電源調(diào)制器1對(duì)定子單元3a內(nèi)部線圈繞組的通電方向，設(shè)置為圖2c所 示的繞芯N極逆車輪5旋轉(zhuǎn)方向。
[0097] 設(shè)定電動(dòng)H輪車的最大時(shí)速約20km/h即5. 6m/s，計(jì)取限速對(duì)應(yīng)的車輪5旋轉(zhuǎn)周期 時(shí)間為180ms，由于車輪一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期中分別與永磁體轉(zhuǎn)子單元3bl和導(dǎo)磁體轉(zhuǎn)子單元3b2 發(fā)生磁作用，最大時(shí)速對(duì)應(yīng)的化巧2巧。）時(shí)序周期最小值T為90ms，其中Tl取值5ms，其余 85ms均為斷電狀態(tài)；本實(shí)施例在額定電壓設(shè)置為24V時(shí)測(cè)得最大時(shí)速對(duì)應(yīng)電源調(diào)制器輸出 的電流強(qiáng)度為17A，該電流值是一個(gè)根據(jù)整車重量、駕駛員額定體重結(jié)合電動(dòng)裝置3設(shè)計(jì)并 經(jīng)實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)的值，W實(shí)驗(yàn)值為準(zhǔn)。
[0098] 該電動(dòng)H輪車外置的驅(qū)動(dòng)操控裝置9a采用無(wú)級(jí)變