CN2268001Y

CN2268001Y - 电动助力车

Info

Publication number: CN2268001Y
Application number: CN96237586U
Authority: CN
Inventors: 梁思强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2006-10-11

Abstract

一种电动助力车，由普通自行车、电机、电子转换器、蓄电池等组成，本实用新型设计新颖，普通自行车后轮轴或前轮轴用具有稀土金属固定永磁磁铁的三相同步无电刷，无传感器双向传动电机轴代替，由蓄电池提供能量，装有电子转换器，转换、传动效率高，行驶安全，不改变原有传动系统及原脚踏功能，是目前较理想的交通工具之一。

Description

电动助力车

本实用新型属一种电动助力车。

目前，电动助力车有各种各样，例如专利88218203.X电动自行车、专利93232844.X电动自行车，专利93242727.8电动助力车等结构较复杂，是由蓄电池直接启动电动机，而所使用的电动机一般都是带电刷的，磨损大，故障率高，要经常维修，或要另设传动机构来达到电动的目的，传动效率较低，有些还要采用两个电机，令造价更高，不能广泛推广使用。

本实用新型的目的是提供一种电动助力车，采用具有稀土金属固定永磁磁铁的三相同步无电刷、无传感器双向传动电机轴代替自行车后轮轴或前轮轴，不需另加传动装置，传动、转换效率高，由蓄电池提供能量，不改变原有传动系统及原脚踏功能。

本实用新型由普通自行车、电机、电子转换器、蓄电池等组成，用具有稀土金属固定永磁磁铁的三相同步无电刷、无传感器双向传动电机轴(9)代替普通自行车后轮轴或前轮轴(18)，与右端盖(12)上的飞轮(4)相联，蓄电池(3)装在自行车三角架下方及斜梁(6)或装在后尾架(19)上，电子转换器(2)装在后座架(5)下面，左、右手闸(7)、(8)装有微动开关，电机(1)的铁蕊(16)、线圈(17)通过电机轴(9)与自行车架相配合，固定于自行车后三角架或前叉上，电机线圈采用双层绕组，星形接线，由四线组成，A、B、C三根接到驱动器上，N一根中线接至信号检测电路，电源线通过固定轴引出，电机轴(9)的尺寸可直接与各种型号的24寸、26寸、28寸自行车相配，磁环(13)与左右端盖(11)、(12)外缘有钢线孔(15)，通过钢线直接与后轮或前轮钢圈装配，螺栓孔(14)用来固定左右端盖，电子转换器(2)电路由电源、滤波器、辅助电源、电机转子位置信号检测、预放电路、制动、过流保护电路、比较放大器、反相器、触发器、中央处理器等组成，主电源由电池24V经滤波器提供电机电源，另一路输送主开关电源，滤波器使电池进出电流保持低波动，辅助电源由开关电源IC，开关管、开关变压器组成，输出四组不同的数值电压提供所有IC工作电压，减少电池电压变化大和几种备用电压所产生的损失，电机转子位置信号检测由IC3和电阻网络等元件组成，从电机线圈中提取脉冲信号送至IC3进行放大取样，输出到CPUIC₂位置信号处理器中进行数据处理，输出到CPUIC₁；预放电路由IC₁提供脉冲形状信号，进行放大后控制场效应管，24V通过8只场效应管，依次导通，为A、B、C线圈轮流供电，使电机转动；制动、过流保护电路：当开关K₁合上时，在IC₄3脚和12脚，运放①、④+端产生一个低电平，IC₄1脚、14脚输出一信号电压送到IC₁10脚、14脚进行处理，关断18脚-25脚脉冲信号，从而关断电机电源，避免器件因电机停转而造成的损坏，电机电流过大，在RO₁两端产生一电压降送到IC₄运放②进行比较，在IC₄7脚输出一信号电压送至IC₅比较放大，这一信号反馈IC₄运放①，使运放①输出端输出一信号送至IC₁10脚进行数据处理后，调节驱动器输出电流，以稳定电机电流；比较放大器制动及保护电路的放大信号，对主、辅电源执行监控，放大后的信号送给施密特触发反相器中进行信号整形，电平转换，控制触发器，送至CPU进行处理；中央处理器由2片可编程单片机IC₁、IC₂对整个电路执行系统控制，IC₁输出一组时序脉冲信号，控制预放电路的工作状态，IC₁控制主电源，当K₁闭合时，IC₁接收一个触发脉冲同IC₂进行数据交换；IC₂是当电机转动后，由位置信号检测IC₃送来的信号进行逻辑处理，使IC₁输出一组脉冲信号，使电机线圈供电轮流导通，同IC₁进行数据交换，包括继电器启停、制动、过流、欠压和超压的控制，电子转换器(2)和电机(1)，蓄电池(3)联接；IC₆是一个在输入级具有施密特触发功能的反相器，其主要作用是将电池电压24，开关电源输出5V电压经降压后的TTL高电平分别送到IC_6-11脚和9脚进行电平倒相，由10脚、8脚输出一低电平，同时由IC_2-10脚输出的高电平经反相后的低电平由6脚输出，另一路则由IC₅-12.13.14脚送来的各种控制信号进行整形、倒相，输出一低电平的以适应IC₇接口电路的要求，其功能主要是进行电平转换、信号整形；IC₇是一个双D触发器，主要作用是为IC₈-IC₁₁提供一个时钟控制信号，控制IC₈-IC₁₁的开启与关闭，另一路将各种保护控制信号，制动控制信号，送至IC₁即CPU进行数据逻辑处理，IC₇-1脚输出一个TTL高电平送到IC₁-15脚，IC₁即开始工作，同样由IC₇-5脚输出一个TTL高电平送到IC₂-2脚让IC₂开始工作，IC₇-3脚为时钟输入端，由IC₂-9脚提供时钟信号；IC₈为主要电源升压电路，实际上属一种并联式开关电源，为了提高效率，使电机转速平衡，补充因瞬间电池电压铁落提供电能，当电池电压波动时也同样起到稳定电源电压之目的；IC₉为场效应管驱动电路，它有两个驱动信号输出端，正常工作时只有一个驱动信号输出，两个输出端轮流交替工作，使电机线圈A、B、C端轮流换相供电，以便产生旋转磁场，它有一个时钟控制端为11脚，由IC₇控制，它能使两个输出端全部停止输出，即C相电机供电点的两个场效应管也停止工作，切断电机电源供电点；

IC₁₀、IC₁₁、同IC₉工作原理相同，这里不再繁述，IC₉为C相电源驱动，IC₁₀为B相电源驱动，IC₁₁为A相电源驱动，三个集成电路由IC₁-18脚至25脚输出的低频脉冲时序信号工作。

本实用新型设计新颖，普通自行车后轮轴用具有稀土金属固定永磁磁铁的三相同步无电刷，无传感器双向传动电机轴代替，由蓄电池提供能量，装有电子转换器，转换、传动效率高，行驶安全，是目前较理想的效通工具之一。

附图说明：

图1(A)、图1(B)是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型电机外形图；

图3是本实用新型电机结构半剖图；

图4是本实用新型电子转换器方框图；

图5(I)、(II)是本实用新型电子转换器控制原理图。

本实用新型中除了电机、电子转换器要购元件装配外，其余皆可购到，然后按图1所示，蓄电池(3)装于特定制作的电池盒内，固定在自行车三角架下方及斜梁(6)上或后尾架(19)上，电机(1)轴(9)取代自行车原后轮轴或前轮轴(18)，电机轴(9)固定于后轮轴位置或前轮轴位置(18)，装于电机(1)右端盖(12)飞轮轴上的飞轮(4)，取代自行车后轮飞轮位置，而保持原有人力传动装置不变，电机(1)转动部分，左右端盖(11)、(12)通过钢线与后轮钢圈连接而直接传动或前轮钢圈。电子转换器(2)安装在自行车后座架(5)之下面，电机(1)通过电子转换器(2)与电池(3)联接。电子转换器(2)上装有电源开关，需电动时，打开电源开关，用脚踏2-3圈后，电子转换器开始给电机(1)供电，电子转换器(2)具有检测及逻辑控制功能，在自行车停止运行时，即使打开电源开关，也不向电机供电，从而可避免电能静态损耗，在自行车的左右手闸(7)、(8)位置装有控制行驶速度的微动开关。一般状况下均属于接通状态，行驶中若需减速，无论启动前闸或后闸，均可切断电机电源，松开后自动恢复电机供电。本实用新型的联接固定部分均采用标准螺栓，安装极为方便。

Claims

1、一种电动助力车，由普通自行车、电机、电子转换器、蓄电池等组成，其特征在于：用具有稀土金属固定永磁磁铁的三相同步无电刷、无传感器双向传动电机轴(9)代替普通自行车后轮轴或前轮轴(18)，与右端盖(12)上的飞轮(4)相联，蓄电池(3)装在自行车三角架下方及斜梁(6)或装在后尾架(19)上，电子转换器(2)装在后座架(5)下面，左、右手闸(7)、(8)装有微动开关；

2、据权利要求1所述的电动助力车，其特征在于：电机(1)的铁蕊(16)、线圈(17)通过电机轴(9)与自行车架相配合，固定于自行车后三角架或前叉上，电机线圈采用双层绕组，星形接线，由四线组成，A、B、C三根接到驱动器上，N一根中线接至信号检测电路，电源线通过固定轴引出，电机轴(9)的尺寸可直接与各种型号的24寸、26寸、28寸自行车相配，磁环(13)与左右端盖(11)、(12)外缘有钢线孔(15)，通过钢线直接与后轮或前轮钢圈装配，螺栓孔(14)用来固定左右端盖；

3、据权利要求1所述电动助力车，其特征在于：电子转换器(2)电路由电源、滤波器、辅助电源、电机转子位置信号检测、预放电路、制动过流保护电路、比较放大器、反相器、触发器、中央处理器等组成，主电源由电池24V经滤波器提供电机电源，另一路输送主开关电源，滤波器使电池进出电流保持低波动，辅助电源由开关电源IC，开关管、开关变压器组成，输出四组不同的数值电压提供所有IC工作电压，减少电池电压变化大和几种备用电压所产生的损失，电机转子位置信号检测由IC3和电阻网络等元件组成，从电机线圈中提取脉冲信号送至IC3进行放大取样，输出到CPUIC₂位置信号处理器中进行数据处理，输出到CPUIC₁；预放电路由IC₁提供脉冲形状信号，进行放大后控制场效应管，24V通过8只场效应管，依次导通，为A、B、C线圈轮流供电，使电机转动；制动、过流保护电路：当开关K₁合上时，在IC₄3脚和12脚，运放①、④+端产生一个低电平，IC₄1脚、14脚输出一信号电压送到IC₁10脚、14脚进行处理，关断18脚-25脚脉冲信号，从而关断电机电源，避免器件因电机停转而造成的损坏，电机电流过大，在RO₁两端产生一电压降送到IC₄运放②进行比较，在IC₄7脚输出一信号电压送至IC₅比较放大，这一信号反馈IC₄运放①，使运放①输出端输出一信号送至IC₁10脚进行数据处理后，调节驱动器输出电流，以稳定电机电流；比较放大器制动及保护电路的放大信号，对主、辅电源执行监控，放大后的信号送给施密特触发反相器中进行信号整形，电平转换，控制触发器，送至CPU进行处理；中央处理器由2片可编程单片机IC₁、IC₂对整个电路执行系统控制，IC₁输出一组时序脉冲信号，控制预放电路的工作状态，IC₁控制主电源，当K₁闭合时，IC₁接收一个触发脉冲同IC₂进行数据交换；IC₂是当电机转动后，由位置信号检测IC₃送来的信号进行逻辑处理，使IC₁输出一组脉冲信号，使电机线圈供电轮流导通，同IC₁进行数据交换，包括继电器启停、制动、过流、欠压和超压的控制，电子转换器(2)和电机(1)，蓄电池(3)联接；IC₆是一个在输入级具有施密特触发功能的反相器，其主要作用是将电池电压24，开关电源输出5V电压经降压后的TTL高电平分别送到IC_6-11脚和9脚进行电平倒相，由10脚、8脚输出一低电平，同时由IC_2-10脚输出的高电平经反相后的低电平由6脚输出，另一路则由IC₅-1.2.13.14脚送来的各种控制信号进行整形、倒相，输出一低电平的以适应IC₇接口电路的要求，其功能主要是进行电平转换、信号整形；IC₇是一个双D触发器，主要作用是为IC₈-IC₁₁提供一个时钟控制信号，控制IC₈-IC₁₁的开启与关闭，另一路将各种保护控制信号，制动控制信号，送至IC₁即CPU进行数据逻辑处理，IC₇-脚输出一个TTL高电平送到IC₁-15脚，IC₁即开始工作，同样由IC₇-5脚输出一个TTL高电平送到IC₂-2脚让IC₂开始工作，IC₇-3脚为时钟输入端，由IC₂-9脚提供时钟信号；IC₈为主要电源升压电路，实际上属一种并联式开关电源，为了提高效率，使电机转速平衡，补充因瞬间电池电压铁落提供电能，当电池电压波动时也同样起到稳定电源电压之目的；IC₉为场效应管驱动电路，它有两个驱动信号输出端，正常工作时只有一个驱动信号输出，两个输出端轮流交替工作，使电机线圈A、B、C端轮流换相供电，以便产生旋转磁场，它有一个时钟控制端为11脚，由IC₇控制，它能使两个输出端全部停止输出，即C相电机供电点的两个场效应管也停止工作，切断电机电源供电点；IC₁₀、IC₁₁、同IC₉工作原理相同，这里不再繁述，IC₉为C相电源驱动，IC₁₀为B相电源驱动，IC₁₁为A相电源驱动，三个集成电路由IC₁-18脚至25脚输出的低频脉冲时序信号工作。