專利名稱：一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)，尤指一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在電動(dòng)自行車主要使用有刷直流電機(jī)和永磁無刷直流電機(jī)作為動(dòng)力源，這兩種 電機(jī)各有特點(diǎn)，有刷直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但其電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)負(fù)載，尤其是 機(jī)械換向器成為其瓶頸，因此，存在壽命短、維護(hù)工作量大等缺點(diǎn)。永磁無刷直流電機(jī)具有 體積小、控制性能好、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但由于永磁的存在，對(duì)應(yīng)用的環(huán)境溫度、機(jī)械應(yīng)力等要 求苛刻，價(jià)格也昂貴。 開關(guān)磁阻電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子鐵心無電機(jī)繞組，無永磁體、容錯(cuò)能力強(qiáng)、可靠 性高、啟動(dòng)扭矩大等優(yōu)點(diǎn)，使用范圍日益擴(kuò)大。開關(guān)磁阻電機(jī)根據(jù)有無位置傳感器分為無位 置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)及具位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，其中無位置傳感器的開關(guān)磁阻 電機(jī)，其調(diào)速范圍小，適合于均速轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合，而具位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，其調(diào)速范 圍大，適用于電動(dòng)車。具位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)，一般采用兩個(gè)位置傳感器用于換相， 其存在零位誤差、占空比誤差和相位誤差；其中零位誤差主要表現(xiàn)是反映各相繞組最大電 感與最小電感位置的方波信號(hào)的跳變沿與理想位置信號(hào)存在誤差，它是由于轉(zhuǎn)盤和光槽在 安裝時(shí)定位不準(zhǔn)造成的；占空比誤差的表現(xiàn)形式是方波信號(hào)的占空比不再是0.5，它主要 來源于兩個(gè)方面一是轉(zhuǎn)盤加工時(shí)齒、槽分度不準(zhǔn)，二是光電晶體管負(fù)載電路設(shè)計(jì)不夠合理 而導(dǎo)致光電晶體管的開通與關(guān)斷時(shí)間不一致，前者引起的誤差屬于絕對(duì)角度誤差，表現(xiàn)在 位置信號(hào)中是占空比誤差不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，后者引起的誤差屬于絕對(duì)時(shí)間誤差，表 現(xiàn)在位置信號(hào)中是占空比誤差隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，并且轉(zhuǎn)速越高，誤差越大；相位誤差 的表現(xiàn)形式是兩路反映轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的方波信號(hào)間相位差與理想位置信號(hào)之間存在誤差， 這種誤差主要來自兩個(gè)光槽之間的夾角不準(zhǔn)。具兩位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)中，每 次換相都是依靠位置傳感器，其因存在誤差，換相點(diǎn)不準(zhǔn)確，具有電機(jī)效率低、可靠性低的 缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與 改進(jìn)，提供一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，以達(dá)到提高了產(chǎn)品可靠性、減少傳感器的誤 差，提高開關(guān)磁阻電機(jī)的效率，節(jié)約能源的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案 —種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的控制電路，其特 征在于它還包括一固設(shè)于電機(jī)中的位置傳感器、與單片機(jī)連接的存儲(chǔ)單元，所述的存儲(chǔ)單 元可拆卸地連接一用于檢測(cè)位置傳感器與電機(jī)之間相位誤差的檢測(cè)裝置。在檢測(cè)時(shí)，檢測(cè) 裝置與位置傳感器連接，完成后檢測(cè)裝置可取下。存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)相位誤差值，單片機(jī)根 據(jù)位置傳感器的信號(hào)及相位誤差值計(jì)算換相時(shí)間，換相時(shí)間可通過單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器定 時(shí)，換相點(diǎn)準(zhǔn)確，減少了位置傳感器的誤差，提高了開關(guān)磁阻電機(jī)的效率，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，減少了 1個(gè)位置傳感器，降低成本的同時(shí)提高產(chǎn)品可靠性。
作為對(duì)上述裝置的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征 所述的位置傳感器通過一位置信號(hào)處理單元與單片機(jī)相連。將位置傳感器采集的 脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可識(shí)別的方波信號(hào)。 所述的位置傳感器包括光電脈沖發(fā)生器及固接于電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)盤。 所述的光電脈沖發(fā)生器安裝在電機(jī)定子上。 所述的轉(zhuǎn)盤呈圓盤狀，其圓周方向均布復(fù)數(shù)個(gè)與電機(jī)轉(zhuǎn)子凸極數(shù)量相等的齒槽。 轉(zhuǎn)盤隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)光電脈沖發(fā)生器與轉(zhuǎn)盤的齒槽相對(duì)時(shí)，即可產(chǎn)生一個(gè)脈沖。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2是本實(shí)用新型工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 如圖1所示，本實(shí)用新型包括控制電路、一個(gè)置于開關(guān)磁阻電機(jī)內(nèi)部位置傳感器、
與位置傳感器連接的位置處理單元、與位置處理單元連接的單片機(jī)及與單片機(jī)連接的存儲(chǔ)
單元，其中控制電路包括功率管及蓄電池。功率管與開關(guān)磁阻電機(jī)、單片機(jī)和蓄電池相連
接，蓄電池通過電壓降低芯片與單片機(jī)相連接，構(gòu)成控制裝置。 如圖2所示，以控制一轉(zhuǎn)子是24極、定子是32極、4相電機(jī)為例進(jìn)一步說明電動(dòng)自 行車開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制工作流程 1)通過檢測(cè)裝置檢測(cè)位置傳感器與開關(guān)磁阻電機(jī)之間的相位誤差，并將該誤差送 于存儲(chǔ)單元中； 2)單片機(jī)先讀取存儲(chǔ)單元中位置傳感器與開關(guān)磁阻電機(jī)相位誤差； 3) —個(gè)位置傳感器經(jīng)過位置信號(hào)處理單元將位置信號(hào)處理成標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)； 4)計(jì)算當(dāng)前速度開關(guān)磁阻電機(jī)在旋轉(zhuǎn)一周過程中，具有24個(gè)高低電平，單片機(jī)
以每200毫秒內(nèi)讀取高低電平次數(shù)，可以計(jì)算出當(dāng)前速度； 5)根據(jù)當(dāng)前速度，計(jì)算換相間隔時(shí)間和相位誤差需要補(bǔ)償時(shí)間； 6)單片機(jī)在上升沿開始計(jì)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間為相位誤差補(bǔ)償時(shí)間； 7)當(dāng)該定時(shí)到達(dá)時(shí)，進(jìn)行第一次換相，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間為換相一次需
要的時(shí)間； 8)當(dāng)時(shí)間到達(dá)時(shí)，進(jìn)行第二次換相，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間為換相一次需要 的時(shí)間； 9)再次當(dāng)時(shí)間到達(dá)時(shí)，進(jìn)行第三次換相，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)器時(shí)間為換相一次 需要的時(shí)間； 10)最后當(dāng)時(shí)間到達(dá)時(shí)，進(jìn)行第四次換相，關(guān)閉定時(shí)器，直到位置傳感器過來信號(hào) 為上升沿，單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)速重新計(jì)算的換相間隔時(shí)間及補(bǔ)償時(shí)間，回到步驟6控制電 機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。 24極電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生24個(gè)高低電平，即24個(gè)方波周期，在一個(gè)方波周期中換相
4四次，即電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周將換相96次。前一個(gè)方波周期的速度作為下一個(gè)方波周期的計(jì)算速 度用于計(jì)算換相間隔時(shí)間及補(bǔ)償時(shí)間。
權(quán)利要求一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的控制電路，其特征在于它還包括一固設(shè)于電機(jī)中的位置傳感器、與單片機(jī)連接的存儲(chǔ)單元，所述的存儲(chǔ)單元可拆卸地連接一用于檢測(cè)位置傳感器與電機(jī)之間相位誤差的檢測(cè)裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，其特征在于所述的位 置傳感器通過一位置信號(hào)處理單元與單片機(jī)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，其特征在于所述的位 置傳感器包括光電脈沖發(fā)生器及固接于電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)盤。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，其特征在于所述的光 電脈沖發(fā)生器安裝在電機(jī)定子上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn) 盤呈圓盤狀，其圓周方向均布復(fù)數(shù)個(gè)與電機(jī)轉(zhuǎn)子凸極數(shù)量相等的齒槽。
專利摘要一種電動(dòng)車開關(guān)磁阻電機(jī)控制裝置及其工作方法，涉及一種電機(jī)。具兩位置傳感器的開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)，每次換相都是依靠位置傳感器，因位置傳感器存在誤差，換相點(diǎn)不準(zhǔn)確，具有電機(jī)效率低、可靠性低的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的控制電路，其特征在于它還包括一固設(shè)于電機(jī)中的位置傳感器、與單片機(jī)連接的存儲(chǔ)單元，所述的存儲(chǔ)單元可拆卸地連接一用于檢測(cè)位置傳感器與電機(jī)之間相位誤差的檢測(cè)裝置。本技術(shù)方案以方波的上升沿或下降沿作為起始點(diǎn)，換相時(shí)間由軟件控制，提高換相精度，減少了位置傳感器的誤差，提高了開關(guān)磁阻電機(jī)的效率，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)；采用1個(gè)位置傳感器，在降低設(shè)備成本的同時(shí)提高產(chǎn)品可靠性。
文檔編號(hào)H02P6/08GK201523350SQ200920313850
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者付貴霖, 孫鑫, 翁力 申請(qǐng)人:臥龍電氣集團(tuán)股份有限公司;紹興歐力-臥龍振動(dòng)機(jī)械有限公司