一體化雙動力控制無刷電機的製作方法
2023-06-02 21:26:51
專利名稱：一體化雙動力控制無刷電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種交通工具的一體化雙動力控制無刷電機裝置，尤其涉及一種電動自行車、電動三輪車、摩託車、汽車等用蓄電池及直流電動機作為動力的交通工具。
背景技術：
目前無刷電機絕大部分是無刷電機控制器與無刷電機組合一起才能使用的，因為此結構具有引線多，安裝調試複雜，按插件多故障率及生產成本高，給生產使用帶來不便，尤其是雙動力(雙繞組)無刷電機外部配件引線更加複雜，有一個3×3×2的常閉三相繼電器及驅動線圈，從電機內部雙動力(雙繞組)就要再引出三根電線，加上繼電器的11根引線，總共就有14根引線，一個繼電器接線就更為複雜。
此技術發明就是將一個無刷電機控制器及繼電器全部裝在無刷電機的內部，這樣就大大減少電機的引線，降低成本，降低故障率，極大的方便安裝調試和使用。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供一種一體化無刷雙動力控制電機(
圖1)是有二個端蓋，一個鋁輪的輪轂轉子，在輪轂內部有一個定子鐵芯及線圈繞組，在鐵芯繞組中間的空腔內左側裝有電機控制電路的線路板，右側裝有一個變檔繼電器及制電路板，在定子繞組的二端有一根固定在後叉上的軸，從軸的一端中間打有一個孔，從孔中引出電源及相關的控制線。
三相六步電機控制電路，如圖3所示的電路是具有全波六步驅動的一個開環電機控制器的電路連接圖。其中的功率開關三極體為達林頓PNP型，下部的功率開關三極體為N溝道功率MOSFET。由於每個器件均含有一個寄生箝位二極體，因而可以將定子電感能量返回的電源。其輸出能驅動三角型連接或星型連接的定子，如果使用分離電源，也能驅動中線接地的Y型連接。
在任意給定的轉子位置，三相六步電機控制電路中都僅有一個頂部和底部功率開關(屬於不同的圖騰柱)有效。因此，通過合理配置可使定子繞組的兩端從電源切換到地，並可使電流為雙向或全波。由於前沿尖峰通常在電流波形中出現，並會導致限流錯誤。因此，可通過在電流檢測輸入處串聯一個RC濾波器來抑制類峰。同時，Rs採用低感型電阻也有助於減小尖峰。
控制器內含可用於正確整流時序的轉子位置解碼器，以及可對傳感器的溫度進行補償的參考電平，同時它還具有一個頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈衝調製器比較器、三個集電極開路頂端驅動輸出和三個非常適用於驅動功率場效應管(MOSFET)的大電流圖騰柱式底部輸出器。此外，還有欠鎖定功能，同時帶有可選時間延遲鎖存關斷模式的逐周限流特性以及內部熱關斷等特性。其典型的電機控制功能包括開環速度、正向或反向、以及運行使能等。
內部的轉子位置解碼器主要用於監控三個傳感器輸入，以便系統能夠正確提供高端和低端驅動輸入的正確時序。傳感器輸入可直接與集電極開路型霍爾效應開關或者光電耦合器相連接。此外，該電路還內含上拉電阻，其輸入與門限典型值為2.2V的TTL電平兼容。用本控制器控制的三相電機可在最常見的四種傳感器相位下工作。本控制器所提供的60度/120度選擇可很方便地控制具有60度、120度、240度或300度的傳感器相位電機。其三個傳感器輸入有八種可能的輸入編碼組合，其中六種是有效的轉子位置，另外兩種編碼組合無效。通過六個有效輸入編碼可使解碼器在使用60度電氣相位的窗口內分辨出電機轉子的位置。
本直流無刷電機控制器的正向/反向輸出可通過翻轉定子繞組上的電壓來改變電機轉向。當輸入狀態改變時，指定的傳感器輸入編碼將從高電平變為低電平，從而改變整流時序，以使電機改變旋轉方向。
電機通/斷控制可由輸出使能來實現，當該管腳開路時，連接到正電源的內置上拉電阻將會啟動頂部和底部驅動輸出時序。而當該腳接地時，頂端驅動輸出將關閉，並將底部驅動強制為低，從而使電動機停轉。
本發明提供一種雙動力自動手動變檔控制器(圖4)，和三相六步電機控制器線路及雙繞組定子線圈相配合就實現自動手動換檔(雙動力、變檔、換檔)控制電機。
其要點是1、一體化無刷雙動力控制電機(圖1)是有二個端蓋，一個鋁輪的輪轂轉子，在輪轂內部有一個定子鐵芯及線圈繞組，在鐵芯繞組中間的空腔內左側裝有電機控制電路的線路板，右側裝有一個變檔繼電器及制電路板，在定子繞組的二端有一根固定在後叉上的軸，從軸的一端中間打有一個孔，從孔中引出電源及相關的控制線；2、三相六步電機控制電路是具有全波六步驅動的一個開環電機控制器，其中的功率開關三極體為達林頓PNP型，下部的功率開關三極體為N溝道功率場效應管的大電流圖騰柱式底部輸出器。由於每個器件均含有一個寄生箝位二極體，因而可以將定子電感能量返回的電源。其輸出能驅動三角型連接或星型連接的定子，如果使用分離電源，也能驅動中線接地的Y型連接；3、雙動力自動手動變檔控制器(圖4)，和三相六步電機控制器線路及雙繞組定子線圈相配合就實現自動手動換檔(雙動力、變檔、換檔)控制電機；圖面說明附圖一為一體化雙動力無刷控制電機結構圖。附圖一中1為端蓋、2為軸承、3為電機控制器散熱片、4為電機控制器線路板、5為變檔控制器線路板、6繼電器、7電機軸、8定子鐵芯、9控制線出線孔、10一體化鋁輪。
附圖二為普通雙動力無刷電機與無刷電機控制器部分接線方框圖。附圖二中11為48V蓄電池組、12為充電插座、13為限速插頭、14為無刷電機控制器、15為剎車信號線、16為行駛電流信號線、17為繼電器、18為霍爾電源信號線、19為變檔電動機、20為20A熔絲、21為電流表、22為5A熔絲、23為燈光電路插頭、24為儀表顯示插頭、25為剎車信號線插頭、26為速度表插頭、27為轉把速度控制信號線、28為負極接地線、29為12V電源線、30為48V電源線、31為變檔按鈕、32自動、手動變檔控制器；附圖三為三相六步電機控制電路工作原理圖。
附圖四為雙動力自動、手動變檔控制器電原理圖。
具體實施例方式
本發明的一個實施例為一體化無刷雙動力控制電機是有二個端蓋，一個鋁輪的輪轂轉子，在輪轂內部有一個定子鐵芯及線圈繞組，在鐵芯繞組中間的空腔內左側裝有電機控制電路的線路板，右側裝有一個變檔繼電器及制電路板，在定子繞組的二端有一根固定在後叉上的軸，從軸的一端中間打有一個孔，從孔中引出電源及相關的控制線；本實施例的三相六步電機控制電路是具有全波六步驅動的一個開環電機控制器，其中的功率開關三極體為達林頓PNP型，下部的功率開關三極體為N溝道功率MOSFET。由於每個器件均含有一個寄生箝位二極體，因而可以將定子分離電源，也能驅動中線接地的Y型連接；本實施例的雙動力自動手動變檔控制器，和三相六步電機控制器線路及雙繞組定子線圈相配合就實現自動手動換檔(雙動力、變檔、換檔)控制電機。
權利要求
1.一種用於交通工具的一體化雙動力控制無刷電機裝置，其特徵是有二個端蓋，一個鋁輪的輪轂轉子，在輪轂內部有一個定子鐵芯及線圈繞組，在鐵芯繞組中間的空腔內左側裝有電機控制電路的線路板，右側裝有一個變檔繼電器及制電路板，在定子繞組的二端有一根固定在後叉上的軸，從軸的一端中間打有一個孔，從孔中引出電源及相關的控制線等構成。
2.本發明由三相六步電機控制電路裝置電路具有全波六步驅動的一個開環電機控制器的電路；功率開關三極體為達林頓PNP型，下部的功率開關三極體為N溝道功率大電流圖騰柱式底部輸出器，其輸出能驅動三角型連接或星型連接的定子；它還具有一個頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈衝調製器比較器；還有欠鎖定功能，同時帶有可選時間延遲鎖存關斷模式的逐周限流特性以及內部熱關斷等特性；傳感器輸入可直接與集電極開路型霍爾效應開關或者光電耦合器相連接；
3.本發明由雙動力自動手動變檔控制器，和三相六步電機控制器線路及雙繞組定子線圈相配合就實現自動手動換檔(雙動力、變檔、換檔)控制電機。
全文摘要
用於交通工具的一體化雙動力控制無刷電機裝置，其特徵是有二個端蓋，一個鋁輪的輪轂轉子，在輪轂內部有一個定子鐵芯及線圈繞組，在鐵芯繞組中間的空腔內左側裝有電機控制電路的線路板，右側裝有一個變檔繼電器及制電路板，在定子繞組的二端有一根固定在後叉上的軸，從軸的一端中間打有一個孔，從孔中引出電源及相關的控制線等構成；並有三相六步電機控制電路裝置，具有一個開環電機控制器的電路，其輸出能驅動三角型連接或星型連接的定子；傳感器輸入可直接與集電極開路型霍爾效應開關或者光電耦合器相連接；還有雙動力自動手動變檔控制器，和電機控制器線路及雙繞組定子線圈相配合就實現自動手動換檔(雙動力、變檔、換檔)控制電機。
文檔編號H02P6/16GK1988335SQ20051013589
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月24日 優先權日2005年12月24日
發明者項青松 申請人:項青松