CN101986549A - 电动自行车控制电路 - Google Patents

电动自行车控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN101986549A
CN101986549A CN2009101821476A CN200910182147A CN101986549A CN 101986549 A CN101986549 A CN 101986549A CN 2009101821476 A CN2009101821476 A CN 2009101821476A CN 200910182147 A CN200910182147 A CN 200910182147A CN 101986549 A CN101986549 A CN 101986549A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
current
circuit
speed
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009101821476A
Other languages
English (en)
Inventor
陆伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2009101821476A priority Critical patent/CN101986549A/zh
Publication of CN101986549A publication Critical patent/CN101986549A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明属于人类生活必需品技术领域，提出了一种基于以单片机PIC16F72为核心的电动自行车用无刷直流电动机控制电路。主要由以下几部分组成：(1)位置检测与速度检测电路；(2)电流检测电路；(3)驱动、逆变电路，该系统采用MOSFET组成逆变器的变换电路；(4)电机调速方案，直流无刷电动机可以通过改变电枢电路中的外串电阻或改变加在电动机电枢上的电压调速。其中改变电枢电压调速的方法有稳定性较好、调速范围大的优点。该系统利用开关驱动方式使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制(PWM)控制电动机电枢电压，实现调速。

Description

电动自行车控制电路
技术领域：本发明属于人类生活必需品技术领域，提出了一种基于以单片机PIC16F72为核心的电动自行车用无刷直流电动机控制电路。
背景技术：随着社会的不断进步，人们生活水平的提高，环境保护和能源节约问题已经越来越受到重视，开发“零污染”、高效率的绿色环保电动自行车代替已成为一个不可逆转的趋势，且具有良好的发展前景。近年来，无刷直流电机(BLDCM)以其体积小，结构简单，功率密度高，输出转矩大，动态性能好等特点而得到了广泛应用。
在电机的数字调速控制中，选择高效可靠的单片机将使控制系统的硬件电路简单可靠、软件编制方便，系统整体性能得以提高。
PIC系列单片机是采用精简指令集RISC技术、哈佛总线和两级指令流水线结构的高性能价格比的8位嵌入式控制器(EmbeddedController)。在此研究的电动自行车控制系统是一个以PIC16F？2单片机为核心，无刷直流电机为控制对象的系统。该系统采用电流与速度环闭环控制的结构，其中电流调节器用传统的FI调节器，速度调节器为改进的PI调节器。
发明内容：本发明的电动自行车控制电路主要由以下几部分组成：(1)位置检测与速度检测电路，在无刷直流电机的控制中，磁极位置的测定直接决定了控制效果的好坏。方波电流驱动的无刷直流电机是借助于位置检测信号控制逆变器换流，以达到在电机定子线圈中通以互差120°的方波电流，才能正常运行。本系统的位置信号采样是通过无刷直流电动机本身自带的霍尔元件检测的，由于霍尔元件是集电极开路输出，其输出信号经过上拉电阻得出位置方波信号，再经过隔离电路送到PIC的C口对应引脚进行位置信号的捕捉。为了使电路尽可能的简单，降低成本，该系统没有专门设置速度检测装置，而是利用转子位置传感器所产生的脉冲信号来反映电机的转速，井通过软件运用算法测速，从而实现转速反馈。(2)电流检测电路。电流检测是限流驱动的基础，是系统电流环控制的重要环节，该方案采用一个分流电阻间接测流。在直流侧接相应阻值的分流电阻，通过测量电阻的电压，来测量直流回路的电流，这种方案对于A/D转换的精度和软件数据处理有一定要求，但是造价很低。(3)驱动、逆变电路，该系统采用MOSFET组成逆变器的变换电路。由于半桥逆变器的控制比较复杂，需要6组控制信号，电机三相绕组的工作也相对独立，必须对三相电流分别控制。而全桥逆变器的控制比较简单，只需三组独立控制信号，且任一时刻导通的两相电流相等，只要对其中一相电流进行控制，另外一相电流也得到了控制。因此该方案采用全桥逆变电路来控制各相位的导通，并选取美国国际整流公司推出的MOS功率器件专用的栅极驱动集成电路IR2132S。(4)电机调速方案，直流无刷电动机可以通过改变电枢电路中的外串电阻或改变加在电动机电枢上的电压调速。其中改变电枢电压调速的方法有稳定性较好、调速范围大的优点。该系统利用开关驱动方式使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制(PWM)控制电动机电枢电压，实现调速。
具体实施方式：下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例：本发明实施例采用的PIC16F72单片机，内部有2KB的FLASH程序存储器和128B的RAM数据存储器；不仅采用精简指令集RISC技术，而且还采用哈佛总线结构，两级流水线操作，提高了指令执行速度。此外它还具有22个I/O引脚，与电源掉电复位的功能，内置的外围含3个定时器(Timers0-Timer2)、一个捕捉/比较/PWM(CCP)模块和一个同步串行通信端口SSP。该系统利用PIC单片机此脉宽调制模块输出脉宽可调的信号，实现无刷直流电机调速。
本发明控制电路简洁，器件少，成本低，保护措施可靠，提高了系统的控制精度。同时本发明设计对无刷直就电机在其他领域的应用有一定的帮助和借鉴，具有广泛的现实意义。该系统速度环采用改进型的PI调节器控制，且通过软件运用算法测速，实现转速反馈，既简化电路又节省成本。

Claims (1)

1.一种基于以单片机PIC16F72为核心的电动自行车用无刷直流电动机控制电路，其特征是主要由以下几部分组成：(1)位置检测与速度检测电路，方波电流驱动的无刷直流电机是借助于位置检测信号控制逆变器换流，以达到在电机定子线圈中通以互差120°的方波电流，才能正常运行。本系统的位置信号采样是通过无刷直流电动机本身自带的霍尔元件检测的，由于霍尔元件是集电极开路输出，其输出信号经过上拉电阻得出位置方波信号，再经过隔离电路送到PIC的C口对应引脚进行位置信号的捕捉。(2)电流检测电路，电流检测是限流驱动的基础，是系统电流环控制的重要环节，该方案采用一个分流电阻间接测流。在直流侧接相应阻值的分流电阻，通过测量电阻的电压，来测量直流回路的电流，这种方案对于A/D转换的精度和软件数据处理有一定要求，但是造价很低。(3)驱动、逆变电路，该系统采用MOSFET组成逆变器的变换电路，只需三组独立控制信号，且任一时刻导通的两相电流相等，只要对其中一相电流进行控制，另外一相电流也得到了控制。因此该方案采用全桥逆变电路来控制各相位的导通，并选取美国国际整流公司推出的MOS功率器件专用的栅极驱动集成电路IR2132S。(4)电机调速方案，直流无刷电动机可以通过改变电枢电路中的外串电阻或改变加在电动机电枢上的电压调速。其中改变电枢电压调速的方法有稳定性较好、调速范围大的优点。该系统利用开关驱动方式使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉宽调制(PWM)控制电动机电枢电压，实现调速。
CN2009101821476A 2009-07-28 2009-07-28 电动自行车控制电路 Pending CN101986549A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101821476A CN101986549A (zh) 2009-07-28 2009-07-28 电动自行车控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101821476A CN101986549A (zh) 2009-07-28 2009-07-28 电动自行车控制电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101986549A true CN101986549A (zh) 2011-03-16

Family

ID=43710865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101821476A Pending CN101986549A (zh) 2009-07-28 2009-07-28 电动自行车控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101986549A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555836A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 深圳市高标电子科技有限公司 一种电动自行车及其起步调速方法
CN105196790A (zh) * 2015-07-17 2015-12-30 柒佰（北京）科技发展有限公司 一种可测速的自行车发电花鼓
CN109062056A (zh) * 2018-09-17 2018-12-21 长安大学 一种电动自行车智能控制系统及其控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555836A (zh) * 2012-01-17 2012-07-11 深圳市高标电子科技有限公司 一种电动自行车及其起步调速方法
CN102555836B (zh) * 2012-01-17 2014-09-10 广东高标电子科技有限公司 一种电动自行车及其起步调速方法
CN105196790A (zh) * 2015-07-17 2015-12-30 柒佰（北京）科技发展有限公司 一种可测速的自行车发电花鼓
CN109062056A (zh) * 2018-09-17 2018-12-21 长安大学 一种电动自行车智能控制系统及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103248291B (zh) 一种高速无刷直流电动机无位置传感器控制系统
CN205304653U (zh) 一种基于无刷直流电机的双面式通风机控制系统
CN110474580B (zh) 一种起动发电系统功率变换器及其控制方法
CN101635552B (zh) 一种两相步进电机的驱动器及驱动控制方法
CN201813339U (zh) 一种基于dsp的无刷直流电机控制系统
CN101761284A (zh) 轨道交通安全门的控制器
CN102088266A (zh) 一种基于fpga数字化控制的无刷电机无级变速控制器
CN201754551U (zh) 直流无刷电机及其控制系统
WO2010124582A1 (zh) 抽油机系统及其省电控制方法
CN102005993B (zh) 永磁直流无刷无霍尔电机的控制方法及控制装置
CN101986549A (zh) 电动自行车控制电路
CN101453182A (zh) 基于四开关逆变桥的电机单电流传感器控制方法及装置
CN103201943A (zh) 逆变器控制装置和电动压缩机及电设备
CN202550947U (zh) 一种基于相电流截止角的直流无刷电机的高效控制装置
CN202628572U (zh) 电梯间风扇系统
CN111969905A (zh) 单相直流永磁无刷电机控制器、控制方法和电机动力系统
CN103066914A (zh) 高功率因数感应电动机直接功率控制系统
CN103633901B (zh) 航空泵用高压无刷直流电动机控制方法
CN201854231U (zh) 用于豆浆机的直流无刷电机控制器
CN202550948U (zh) 一种直流无刷电机双模式控制装置
CN110277942A (zh) 简化的三电平逆变器驱动永磁同步电机控制系统
CN205647310U (zh) 一种无刷直流电机的dsp控制装置
CN201904749U (zh) 一种基于fpga数字化控制的无刷电机无级变速控制器
CN205283446U (zh) 一种高精度步进电机控制器
CN108233796A (zh) 一种用于液压系统中的无刷直流电机控制器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Lu Wei

Document name: Notification of Publication of the Application for Invention

DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Lu Wei

Document name: Notification that Application Deemed to be Withdrawn

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110316