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电动自行车调速系统的设计

  • 简介: 原文 1 引言人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种既能代替人力又低排放和有效利用资源的交通工具,电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具,不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力,因此使用电动车无疑...
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原文

1 引言
人类与环境共存和全球经济的可持续发展使人们迫切希望寻求到一种既能代替人力又低排放和有效利用资源的交通工具,电动车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具,不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力,因此使用电动车无疑是一种很有希望的方案。
 现代电动车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。电动车的电机驱动系统一般由4个主要部分组成,即控制器、功率变换器、电动机及传感器。目前电动车中使用的电动机一般有直流电动机、感应电动机、开关磁阻电动机以及永磁无刷电动机等。
2 系统要求
2. 1 电动车对电动机的基本要求
 电动车的运行,与一般的工业应用不同,非常复杂。因此,对驱动系统的要求是很高的。
2.1.1 电动车用电动机应具有瞬时功率大,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。
2.1.2 电动车用电动机应具有宽广的调速范围,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,以满足车在平坦的路面能够高速行驶的要求。
2.1.3 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,使得电汽车具有最佳能量的利用率,这在内燃机的摩托车上是不能实现的。
2.1.4 电动车用电动机应在整个运行范围内,具有高的效率,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,能够在较恶劣的环境下长期工作,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。
2.2 鉴于电动车对电动机的基本要求采用永磁无刷直流电动机 。
2.2.1永磁无刷直流电动机的基本性能 。  永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。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。加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易,
......


  目录

摘要
1、引言
2、系统要求
3、总体规划
4、电路设计
5、主要器件性能及原理
6、程序设计
7、结束语
8、致谢
参考文献


  参考资料

[1] 胡汉才 编著《单片机原理及其接口技术》清华大学出版社2003.7
[2] 余永权 李小青 陈林康 编著〈〈单片机应用系统的功率接口技术〉〉北京航空航天大学出版社 1992年9月第1版
[3] 河北科技大学信息科学与工程学院 沙占友 薛树琦 范世奇 KMI15系列集成转速传感器的原理与应用
[4]王晓明 编著〈〈电动机的单片机控制〉〉北京航空航天大学出版社 2002年5月
[5] 赵晶, 编著 《电路设计与制版Protel 99高级应用》 人民邮电出版社
[6] 孙涵芳 徐爱卿,《MCS-51/96系列单片机原理及应用》(修订版) 北京航空航天大学出版社
[7] 吴金戍 沈庆阳 郭庭吉,《8051单片机实践与应用》 清华大学出版社
网上资料
[8] http://www.beifangheli.com/cgi-bin/bbs/printpage.cgi?forum=7&topic=823
电动车论坛
[9] 上海交通大学:钱真彦 苏稚英 走迷宫机器人——控制系统的设计
http://engtc.sjtu.edu.cn/PageG3/2002prp/02.htm
[10] 沙占友主编 KMI15系列集成转速传感器的原理与应用
http://www.21ic.com/news/n1750c72.aspx
[11]实用电子电路手册(模拟部分). 高等教育出版社.1992.10
[12]实用电子电路手册(数字部分).张端.高等教育出版社.1992.10
[13]陈小华.现代继电器实用技术手册.北京.人民邮电处版社.1998


  简单介绍

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。并能将多余的电能回溃。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,将整个系统分成四个部分,分析和讨论了各个部分的电路原理、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分在不同工况的工作状态。系统各部分的控制电路基于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施脉宽PWM控制,并通过转速传感器测量转速通过八段数码管动态显示转速,通过软硬件的配合,实现了整个系统的设计要求。

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