机械网-电动自行车调速系统的设计(单片机控制)--机械机电

摘要

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。并能将过剩的电能回溃。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。

本文从系统要求分析入手，将全部系统分成4个部份，分析和讨论了各个部份的电路原理、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，并得到了系统各个部份在不同工况的工作状态。系统各部份的控制电路基于Intel公司的控制芯片8051单片机。根据永磁无刷直流电动机的特性实行脉宽pWM控制，并通过转速传感器丈量转速通过8段数码管动态显示转速，通过软硬件的配合，实现了全部系统的设计要求。本文主要是让更多的人正确的认识电动自行车和对电动自行车的主要器件的保养，便与延长电动自行车的寿命。

关键词：单片机、脉宽调速系统pWM、永磁无刷直流电动机、8段数码管动态显示、转速传感器，蓄电池

Abstract

SCMcontrolofpermanentmagnetbrushlessDCmotorspeedcontrolsystemapplicabletoelectricbicycles,andotherlow-powerwork.Redundantpowerandcanreturntocollapse.Thesystemhasgoodspeedperformance,highpowerfactor,energysaving,smallsize,lightweight,andotheradvantages.

Thispaperanalyzestherequirementsfromthesystem,thewholesystemwillbedividedintofourparts,analysisanddiscussionofthevariouspartsofthecircuitofthecontrolstrategy,implementationmethod.Discussedindetailthestatusofthevarioussystemsandsignaltransduction,andhavethesystemindifferentpartsofthestatethestatusofthework.partofthesystemcontrolcircuitbasedonIntel's8051chipmicrocontroller.AccordingtothepermanentmagnetbrushlessDCmotorcontrolofthepWMpulsewidth,speedsensorandpassedthrougheighthspeeddigitaldynamicdisplayofspeed,throughhardwareandsoftwaresupport,fortheentiresystemdesignrequirements.Thispaperisdesignedtoallowmorepeopletothecorrectunderstandingofelectricbicycles,andelectricbicyclesonthemaindevicemaintenance,andwouldextendthelifeofelectricbicycles.

Keywords:SCM,pWMpulsespeedcontrolsystem,permanentmagnetbrushlessDCmotor,theeighthofdigitaldynamicdisplay,speedsensor,battery

电动车对电动机的基本要求

电动车的运行，与1般的工业利用不同，非常复杂。因此，对驱动系统的要求是很高的。

1电动车用电动机应具有瞬时功率大甲氧沙林，过载能力强、过载系数应为(3～4)，加速性能好，使用寿命长的特点。

2电动车用电动机应具有宽阔的调速范围，包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度治疗白癜风的特效药是什么，以满足车在平坦的路面能够高速行驶的要求。

3电动车用电动机应能够在车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈回蓄电池，使得电汽车具有最好能量的利用率，这在内燃机的摩托车上是不能实现的。

4电动车用电动机应在全部运行范围内，具有高的效力，以提高1次充电的续驶里程。

另外还要求电动车用电动机可靠性好，能够在较卑劣的环境下长时间工作，结构简单适应大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。

鉴于电动车对电动机的基本要求采取永磁无刷直流电动机。

1永磁无刷直流电动机的基本性能。

永磁无刷直流电动机是1种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加上，它采取永磁体转子，没有励磁消耗：发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有没有线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。另外，它的转速不受机械换向的限制，如果采取空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几10万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效力，在电动车中有着很好的利用前景。

2永磁无刷直流电动机的控制系统。

典型的永磁无刷直流电动机是1种准解耦矢量控制系统，由于永磁体只能产生固定幅值磁场，因此永磁无刷直流电动机系统非常合适于运行在恒转矩区域，1般采取电流滞环控制或电流反馈型SpWM法来完成。为进1步扩充转速，永磁无刷直流电动机也能够采取弱磁控制。弱磁控制的实质是使相电流相位角超前，提供直轴去磁磁势来削弱定子绕组中的磁链。

整体计划

对电动自行车控制系统设计主要有3个方面：1、控制电路的设计；2、传感器选择和安置设计；3、显示电路的设计；4、程序设计。从总的方面来斟酌，传感器的使用应当尽可能减少单片机的信号处理量，但是又必须能使车行驶自若。控制电路要根据选用的机电和传感器来设计，主要斟酌稳定性桃红清血丸治疗白癜风效果怎么样呢，抗干扰性。控制核心采取51单片机，控制系统与电路用光耦完全隔离以免干扰。控制上采取分时复用技术，仅用1块单片机就实现了信号收集，机电控制和转速显示。目录

第1章引言…………………………………………………………………………1

第2章系统要求……………………………………………………………………2

第3章整体计划……………………………………………………………………4

第4章电路设计……………………………………………………………………5

第5章主要器件性能及原理………………………………………………………10

5、1MCS⑸1单片机内部结构……………………………………………………10

5、2A/D转换芯片………………………………………………………………13

5、3永磁无刷直流电动机………………………………………………………14

5、43端式稳压器78L05………………………………………………………17

5、5集成转速传感器KMI15⑴…………………………………………………21

5、6译码器………………………………………………………………………25

5.7电动自行车的核心蓄电池…………………………………………………29

(优秀毕业设计:www.2bysj.cn)

5.8控制器与保护功能…………………………………………………………30

第6章电动自行车的维修和保养…………………………………………………33

第7章结束语……………………………………………………………………34

第8章致谢………………………………………………………………………35

参考文献……………………………………………………………………………36