專利名稱：無轉(zhuǎn)子傳感器電機驅(qū)動器及具有該驅(qū)動器的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無刷直流電機無轉(zhuǎn)子傳感器驅(qū)動領(lǐng)域，還涉及到配置上述電機的
車輛。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無轉(zhuǎn)子傳感器電機驅(qū)動器，一般采取電機相線經(jīng)過濾波，移相產(chǎn)生三相脈沖 反饋到單片機作為換相信號，該換相信號的移相角度，跟速度、電機負載、電機功率等有關(guān) 系，從而使電機的換相角度偏移，一旦發(fā)生換相角度的偏移，超前或滯后電機的輸出轉(zhuǎn)矩就 下降，電源的輸入電流就變大，因此帶來的電效率降低。在電動車上使用該驅(qū)動器，加速力 明顯不足，最快時速明顯下降，續(xù)行里程明顯變短。 現(xiàn)有無轉(zhuǎn)子傳感器電機驅(qū)動器，也有采取電機相線的反電動勢檢測來確定換相時 間，但該技術(shù)在電機啟動的時候，需要做步進方式先讓電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生反電動勢，該步進方式 的能否啟動成功，取決于電機的負載大小，步進方式時的驅(qū)動電流大小，且電機的抖動特別 大，由于電機的抖動，產(chǎn)生的反電動勢不穩(wěn)定，很難成功啟動。在電動車上使用該驅(qū)動器，由 于起步時電機負載較重且波動大，起步時車輛產(chǎn)生強烈震動，再加上騎車人的風(fēng)格不一，很 難控制車輛的平穩(wěn)啟步。 現(xiàn)有無轉(zhuǎn)子傳感器電機驅(qū)動器，一般采取兩管導(dǎo)通六拍工作方式，換相時電機發(fā) 出較大的噪音。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于背景技術(shù)存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無轉(zhuǎn)子傳感器電 機驅(qū)動器，電機啟動時帶載能力強，啟動平穩(wěn)無抖動、換相時間準確、電效率高，輸出力矩 大、在電動車上使用，大大提高了騎車的舒適性，同時使續(xù)行里程增加。 為此，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種無轉(zhuǎn)子傳感器電 機的驅(qū)動器，包括控制電路，功率驅(qū)動電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動勢 過零點檢測電路，所述反電動勢過零點檢測電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電 路輸出與所述控制電路中的單片機電連接，所述反電動勢過零點電路與所述單片機電連 接；所述反電動勢過零點電路通過比較器與所述單片機電連接，所述比較器的一個輸入端 連接所述相線分壓電路，所述比較器的另一個輸入端連接電源分壓電路；所述相線分壓電 路直接與所述單片機的A/D輸入口電連接；所述相線分壓電路的輸入端或輸出端連接諧 波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地；所述相線與所述相線分壓電路串聯(lián)電阻； 當(dāng)相線電壓等于電源電壓時，所述相線分壓電路電壓值是所述電源分壓電路電壓值的兩 倍；還具有連接電機轉(zhuǎn)子傳感器的接口 ；第一相接電源正極第二相接電源負極第三相不通 電時，所述單片機通過所述反電動勢過零點檢測電路檢測第三相的過零點電平或電壓；該 驅(qū)動器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。
—種具有上述無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn)向裝置，剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。 在本發(fā)明中，三相移相比較電路與反電動勢過零點檢測電路的結(jié)合，電機從靜態(tài)
開始轉(zhuǎn)動時，單片機將三相移相比較電路反饋的信號作為換相信號，使電機啟動平穩(wěn)， 一旦
啟動后，就轉(zhuǎn)入采取反電動勢過零點檢測電路的信號作為換相信號，使換相時間準確，也可
以將反電動勢過零點檢測電路的信號作為12拍工作方式下?lián)Q相起始信號，將三相移相比
較電路反饋的信號作為換相間隔時間；所述反電動勢過零點檢測電路包括相線分壓電路，
所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機電連接，適合驅(qū)動電源電壓與單片
機的匹配；所述反電動勢過零點電路與所述單片機電連接，電路簡單；所述反電動勢過零
點電路通過比較器與所述單片機電連接，所述比較器的一個輸入端連接所述相線分壓電
路，所述比較器的另一個輸入端連接所述電源分壓電路，能直接反映反電動勢是正向的或
負向的；所述相線分壓電路直接與所述單片機的A/D輸入口電連接，能直接通過A/D值獲得
電機是否過零點；所述相線分壓電路的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波
濾波電容另一端接地，所述相線與相線分壓電路串聯(lián)電阻，能有效地濾除相線中存在的諧
波；當(dāng)相線電壓等于電源電壓時，所述相線分壓電路電壓值是電源分壓電路電壓值的兩倍，
直接反映出反電動勢是否大于或小于電源電壓的1/2 ;還具有連接電機轉(zhuǎn)子傳感器的接
口，使電機在堵轉(zhuǎn)或被拖反轉(zhuǎn)時不抖動也能產(chǎn)生很大的正轉(zhuǎn)矩；第一相接電源正極第二相
接電源負極第三相不通電時，所述單片機通過所述反電動勢過零點檢測電路檢測第三相的
過零點電平或電壓，使過零點的檢測無需將電機繞組的中心連接點引出，簡化了電機結(jié)構(gòu)，
方便在電機通電時檢測反電動勢；該驅(qū)動器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6
拍三管導(dǎo)通方式交替換向，使電機換相的噪音變小，起動時更平穩(wěn)。 上述驅(qū)動器，使在電機不同轉(zhuǎn)速，不同負載，準確換相，啟動平穩(wěn)，提高了電機的電 效率，該驅(qū)動器在電動車上使用提高了車輛的行駛里程數(shù)。
下面再結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的有關(guān)細節(jié)。
圖1為無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器原理具體實施例方式
—種無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，包括控制電路，功率驅(qū)動電路，其特征在于具有 三相移相比較電路，反電動勢過零點檢測電路，所述反電動勢過零點檢測電路包括相線分 壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機電連接，所述反電動勢過 零點電路與所述單片機電連接；所述反電動勢過零點電路通過比較器與所述單片機電連 接，所述比較器的一個輸入端連接所述相線分壓電路，所述比較器的另一個輸入端連接電 源分壓電路；所述相線分壓電路直接與所述單片機的A/D輸入口電連接；所述相線分壓電 路的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地；所述相線與 所述相線分壓電路串聯(lián)電阻；當(dāng)相線電壓等于電源電壓時，所述相線分壓電路電壓值是所 述電源分壓電路電壓值的兩倍；還具有連接電機轉(zhuǎn)子傳感器的接口 ；第一相接電源正極第 二相接電源負極第三相不通電時，所述單片機通過所述反電動勢過零點檢測電路檢測第三 相的過零點電平或電壓；該驅(qū)動器為12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。 圖1中IC2為控制電路中的單片機，單片機第40腳網(wǎng)絡(luò)號是P00為A/D輸入口， RIO與Rll組成了相線分壓電路，R4為相線分壓電路與相線串聯(lián)的電阻，CIO為諧波濾波電 容，一端連接在相線分壓電路的輸入端，另一端接地，C3為諧波濾波電容，一端連接在相線 分壓電路的輸出端，另一端接地；+48網(wǎng)絡(luò)號為驅(qū)動器電源，R8與R13組成電源分壓電路，網(wǎng) 絡(luò)號A、 B、 C為相線，該相線連接電機的繞組。網(wǎng)絡(luò)號Al、 Bl、 Cl為A、 B、 C移相整形后的三 相近正弦波，網(wǎng)絡(luò)號MID為A1、B1、C1的中心點電壓，該MID電壓與A1、B1、C1經(jīng)過比較器 IC4A、IC4C、IC4B輸出，在網(wǎng)絡(luò)號為0. 3、0. 4、0. 2產(chǎn)生脈沖，相位差120度的三相換相信號。
當(dāng)采用單片機的A/D輸入口作為反電動勢過零點檢測時，其相線分壓電路就是反 電動勢過零點檢測電路。 當(dāng)采用比較器組成作為反電動勢過零點檢測時，反電動勢過零點檢測電路包括相 線分壓電路，電源分壓電路，比較器組成。 電機的啟動，啟動模式以兩管導(dǎo)通的模式工作，換相信號取自三相移相比較電路， 電機平穩(wěn)啟動，啟動后檢測反電動勢信號和換相的時間T，換相信號逐次刷新?lián)Q相時間T， 一旦檢測到過零點，過零點信號作為T/2時間的開始。 單片機的A/D輸入口作為檢測過零點，過零點的相線以A相為例，在A相上橋?qū)?時，單片機檢測A相的電壓值為U，每次換相后，經(jīng)過1/4T時間后開始檢測不導(dǎo)通相線上的 電壓，由于P麗作用，檢測時間點在B相C相通電的情況下檢測電壓，經(jīng)過多次對相線上的 電壓測量和比較，測量的電壓一旦從小于U/2變成大于等于U/2或從大于U/2變成小于等 于U/2時，便是過零點信號。 采用比較器作為反電動勢過零點檢測電路，過零點的相線以A相為例，在每次換 相至B相C相通電后，經(jīng)過1/4T時間后單片機開始檢測比較器IC4D輸出電平，由于P麗作 用，檢測時間點在上橋和下橋同時導(dǎo)通的情況下檢測IC4D輸出電平，經(jīng)過多次對IC4D輸 出電平檢測，一旦IC4D輸出電平從高電平到低電平或從低電平到高電平時，便是過零點信號。 電機轉(zhuǎn)動后可以將6拍工作模式切換到12拍工作模式，過零點的檢測只有在兩管
導(dǎo)通方式下檢測，換相時間為1/2T，過零點信號作為換相信號和T/2時間的開始。 另外與相線分壓電路連接的電容CIO、 C3必須要合適，以濾除諧波為準，不宜對
P麗脈沖濾除。實施例中電源+48為48v電壓，R14取lk， Rll取51k， R10取7. 2k， C10取
4700P， C 3取510P， R13取51k， R8取3. 3k。相線分壓系數(shù)為電源分壓系數(shù)的2倍。 由于本實施例只示例一相過零點檢測電路，三相移相比較電路產(chǎn)生的時間T非常
穩(wěn)定，兩者結(jié)合后，使換相時間非常準確。也可以做成三相過零點檢測電路。 當(dāng)連接電機轉(zhuǎn)子傳感器的接口上有連接電機轉(zhuǎn)子位置傳感器的時候，在啟動時檢
測并自動切換到以該信號作為換相信號來啟動電機。 12拍換相的通電順序為(+為上橋管子導(dǎo)通，_為下橋管子導(dǎo)通)C+、A_、B- ;C+、
A_ ;C+、 B+、 A_ ;B+、 A_ ;B+、 A_、 C_ ;B+、 C_ ;A+、 B+、 C_ ;A+、 C_ ;A+、 B_、 C_ ;A+、 B_ ;C+、 A+、 B_ ;
C+、 B-或其順序為上述順序的倒序。 6拍換相順序為C+、 A- ;B+、 A- ;B+、 C- ;A+、 C- ;A+、 B- ;C+、 B-或其順序為上述順
序的倒序。
—種具有上述無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn) 向裝置，剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。
權(quán)利要求
一種無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，包括控制電路，功率驅(qū)動電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動勢過零點檢測電路，所述反電動勢過零點檢測電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機電連接，所述反電動勢過零點電路與所述單片機電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于所述反電動勢過 零點電路通過比較器與所述單片機電連接，所述比較器的一個輸入端連接所述相線分壓電 路，所述比較器的另 一個輸入端連接電源分壓電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于所述相線分壓電路 直接與所述單片機的A/D輸入口電連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于所述相線分壓電路 的輸入端或輸出端連接諧波濾波電容的一端，該諧波濾波電容另一端接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于所述相線與所述相 線分壓電路串聯(lián)電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于當(dāng)相線電壓等于電 源電壓時，所述相線分壓電路電壓值是所述電源分壓電路電壓值的兩倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于具有連接電機轉(zhuǎn)子 傳感器的接口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于第一相接電源正極 第二相接電源負極第三相不通電時，所述單片機通過所述反電動勢過零點檢測電路檢測第 三相的過零點電平或電壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l-8任一所述的無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，其特征在于該驅(qū)動器為 12拍換相，該12拍為6拍兩管導(dǎo)通方式和6拍三管導(dǎo)通方式交替換向。
10. —種具有權(quán)利要求l-9任一驅(qū)動器的車輛，其特征還包括蓄電池，車輪，轉(zhuǎn)向裝置， 剎車裝置，燈光裝置，速度調(diào)節(jié)裝置，各裝置直接或間接安裝在車架上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無轉(zhuǎn)子傳感器電機的驅(qū)動器，包括控制電路，功率驅(qū)動電路，其特征在于具有三相移相比較電路，反電動勢過零點檢測電路，所述反電動勢過零點檢測電路包括相線分壓電路，所述三相移相比較電路輸出與所述控制電路中的單片機電連接，所述反電動勢過零點電路與所述單片機電連接；上述驅(qū)動器，電機在不同轉(zhuǎn)速，不同負載，準確換相，啟動平穩(wěn)，提高了電機的電效率，該驅(qū)動器在電動車上使用，啟動不抖動，提高了車輛的行駛里程數(shù)。
文檔編號H02P6/20GK101753077SQ20091021687
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者何偉斌 申請人:何偉斌