買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 目 錄 第一章 引言 1 第二章 系統(tǒng)要求 2 第三章 總體規(guī)劃 4 第四章 電路設(shè)計 5 第五章 主要器件性能及原理 10 5、 1 10 5、 2 A/ 13 5、 3 永磁無刷直流電動機 14 5、 4 三端式穩(wěn)壓器 78 17 5、 5 集成轉(zhuǎn)速傳感器 21 5、 6 譯碼器 25 動自行車的核心 蓄電池 29 30 第六章 電動自行車的維修 和保養(yǎng) 33 第七章 結(jié)束語 34 第八章 致謝 35 參考文獻 36 第一章 引言 電動車的發(fā)展史比燃油汽車更長，世界上第一輛機動車就是電動車。后來，由于燃油汽車技術(shù)的迅速發(fā)展，而電動車在能源技術(shù)和行駛里程的研制上長期未能取得突破，從 20世紀 20年代初至 60年代末，電動車的發(fā)展進入了一個沉寂 期。進入 70年代以來，由于中東石油危機的爆發(fā)以及人類對自然環(huán)境的日益關(guān)注，電動車才再度成為技術(shù)發(fā) 展的熱點 。 近幾十年來，主要工業(yè)化國家為電動車的開發(fā)投入了大量的人力和財力，電動車的各項相關(guān)技術(shù)也取得了重大的進展。盡管電動車在能源和行駛里程的研制方面，至今尚未取得突破性的進展，但是電動車的美好前景仍然激勵著人們鍥而不舍地開發(fā)新型電動車，改善其性能 處于世紀之交的今天，能源和環(huán)境對人類的壓力越來越大，要求盡快改善人類生存買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 環(huán)境的呼聲越來越高。為了適應這個發(fā)展趨勢，世界各國的政府、學術(shù)界、工業(yè)界正在加大對電動車開 發(fā)的投資力度，加快電動車的商品化步伐。雖然目前電動車在能源和行駛里程方面還未能盡如人意，但已足以滿足人們的基本需要。從技術(shù)發(fā)展的角度來看，在走過了漫長而艱難的發(fā)展歷程之后，電動車正面臨著重大的技術(shù)突破，有望成為 21世紀的重要交通工具 。 現(xiàn)代電動車是融合了電力、電子、機械控制、材料科學以及化工技術(shù)等多種高新技術(shù)的綜合產(chǎn)品。整體的運行性能、經(jīng)濟性等首先取決于電池系統(tǒng)和電機驅(qū)動控制系統(tǒng)。電動車的電機驅(qū)動系統(tǒng)一般由 4個主要部分組成，即控制器 、 功率變換器、電動機及傳感器。目前電動車中使用的電動機一般有直流 電動機、感應電動機、開關(guān)磁阻電動機以及永磁無刷電動機等。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第二章 系統(tǒng)要求 2. 1 電動車對電動機的基本要求 電動車的運行，與一般的工業(yè)應用不同，非常復雜。因此，對驅(qū)動系統(tǒng)的要求是很高的。 電動車用電動機應具有瞬時功率大，過載能力強、過載系數(shù)應為 (3 4)，加速性能好，使用壽命長的特點。 動車用電動機應具有寬廣的調(diào)速范圍，包括恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運行時具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足起動和爬坡的要求；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 時具有高的速 度，以滿足車在平坦的路面能夠高速行駛的要求 。 動車用電動機應能夠在車減速時實現(xiàn)再生制動，將能量回收并反饋回蓄電池，使得電汽車具有最佳能量的利用率，這在內(nèi)燃機 的摩托 車上是不能實現(xiàn)的。 動車用電動機應在整個運行范圍內(nèi)，具有高的效率，以提高 1 次充電的續(xù)駛里程。 另外還要求電動車用電動機可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作，結(jié)構(gòu)簡單適應大批量生產(chǎn)，運行時噪聲低，使用維修方便，價格便宜等。 于 電動車對電動機的基本要求 采用 永磁無刷直流電動機 。 無刷直流電動機的基本性能 。 永磁無刷直流電動機是一種高性能的電動機。它的最大特點就是具有直流電動機的外特性而沒有刷組成的機械接觸結(jié)構(gòu)。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達幾十萬轉(zhuǎn)運行。永磁無刷直流電動機機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率，在電動車中有著很好的應用前景。 磁 無刷直流電動機的控制系統(tǒng) 。 典型的永磁無刷直流電動機是一種準解耦矢量控制系統(tǒng)，由于永磁體只能產(chǎn)生固定幅值磁場，因而永磁無刷直流電動機系統(tǒng)非常適合于運行在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，一般采用電流滯環(huán)控制或電流反饋型 來完成。為進一步擴充轉(zhuǎn)速，永磁無刷直流電動機也可以采用弱磁控制。弱磁控制的實質(zhì)是使相電流相位角超前，提供直軸去磁磁勢來削弱定子繞組中的磁鏈。 。 永磁無刷直流電動機受到永磁材料工藝的影響和限制，使得永磁無刷直流電動機的功率范圍較小，最大功率僅幾十千瓦。 永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象，將降低永磁電動機的性能，嚴重時還會損壞電動機，在使用中必須嚴格控制，使其不發(fā)生過載。永磁無刷直流電動機在恒功率模式下，操縱復雜，需要一套復雜的控制系統(tǒng)，從而使得永磁無刷直流電動機的驅(qū)動系統(tǒng)造價很高。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第三章 總體規(guī)劃 對于 電動自行車 控制系統(tǒng)設(shè)計主要有三個方面：一、控制電路 的 設(shè)計；二、傳感器選擇以及安放設(shè)計；三 、顯示電路的設(shè)計；四 、程序設(shè)計。從總的方面來考慮，傳感器的使用應該盡 量減少單片機的信號處理量，但是又必須能使車行駛自如?？刂齐娐芬鶕?jù)選用的電機和傳感器來設(shè)計，主要考慮穩(wěn)定性，抗干擾性?？刂坪诵牟捎?51單片機，控制系統(tǒng)與電路用光耦完全隔離以避免干擾?？刂粕喜捎梅謺r復用技術(shù)，僅用一塊單片機就實現(xiàn)了信號采集，電機控制 和轉(zhuǎn)速顯示 。 如圖 3買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 圖 3動自行車的基本原理是：由蓄電池提供電能，電動機驅(qū)動自行車。 第四章 電路設(shè)計 控制電路主要有電源電 路、電機驅(qū)動電路、單片機接口電路、顯示電路四個部分?？紤]到電機的起動電流和制動時比較大，會造成電源電壓不穩(wěn)定容易對單片機和傳感器的工作產(chǎn)生干擾，所以，電機驅(qū)動電路和單片機以及傳感器電路用光耦隔離。傳感器的電源直接使用 24片機的電源則通過三端穩(wěn)壓器 784V。 4 1 電源電路 24V 直流電源經(jīng)三端穩(wěn)牙器 74出即為單片機所要求的 +5V 電源。 電路中接入電容 防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的直流電動機 單片機 顯示部分 轉(zhuǎn)速傳感器 控制電路 驅(qū)動 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 高頻干擾。 大容量的 減 小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。輸入端意外短路時，給輸出電容器 止 ，造成調(diào)整管 圖 4 2 顯示電路 顯示部分采用單片機串口通訊，以節(jié)省單片機的端口，單片機通過中斷的方式為顯示服務。直流電動機的額定轉(zhuǎn)速為 190 轉(zhuǎn)每分大約需要三位數(shù)碼顯示。驅(qū)動器采用7410歐的限流電阻。見圖 4 4 3 控制電路 打開系統(tǒng)電源后由電位器控制電動機轉(zhuǎn)速， 上那一 路模擬電壓被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量由 上的地址決定。 部 “ 地址鎖存與譯碼 ” 電路便能把位 A/單片機使 ，一旦 A/D 轉(zhuǎn)換完成， 方面把 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入它的三態(tài)輸出緩沖器另一方面又使 片機檢測和響應該中斷請求后就通過使 便可以從 2。單片機根據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸 出相應的巨型脈沖信號。脈沖信號經(jīng) 74大后經(jīng)光電藕荷控制繼電器。 見附圖 4 4 4 驅(qū)動電路及原理 下面主要對驅(qū)動電路進行一下介紹： 電動自行車使用 24 對于這種小功率直流電機的調(diào)速方法一般有兩種。 一種 線性型 ： 使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。線性型驅(qū)動的電路結(jié)構(gòu)和原理簡單，成本低，加速能力強，但功率損耗大，特別是低速大轉(zhuǎn)距運行時，通V 5 0533 33 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 過電阻 熱厲害，損耗大。 另一種 脈寬調(diào)制 型： 脈寬調(diào)速（ 常用 的 一種調(diào)速方式 ，這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)的等優(yōu)點。因此決定采用 式控制直流電機。永磁式直流電機脈寬調(diào)速原理 永磁式直流電動機電機轉(zhuǎn)速由電樞電壓 樞電 樞電壓 V，電機就停轉(zhuǎn)。直流電機的具體調(diào)速過程是：先讓它啟動一段時間，然后切斷電源，電動機因慣性而降速轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)速降到一定限度時使電動機再次接通電動機因此而再次加速。不斷的給電樞兩端送入脈動電壓源（即脈動信號） 就可 以使電動機的轉(zhuǎn)速控制在指定的范圍內(nèi)。如圖 4 脈沖信號： t T 轉(zhuǎn)速： D 4 * 中 D=t/ 均轉(zhuǎn)速和電樞上的脈沖占空比 均速度） 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 0 D（占空比） 圖 4圖可知，平均轉(zhuǎn)速與占空比并非完全的線性關(guān)系，但可以近似的看成是線性關(guān)系。因此電動機的平均轉(zhuǎn)速 加以控制。 雙向式：在一個脈沖周期內(nèi) (T= 3導通的時間為 4導通的時間為 樣在 機通過的是正向電流，在 段時間內(nèi)為反相電流。當 轉(zhuǎn)。通過改變 電路圖 見附圖 4 第五章 主要器件性能及原理 電動車的性能指標一般包括：驅(qū)動性能、駕駛性能、車載能源系統(tǒng)性能三部份，其中驅(qū)動性能取決于電機功率因素，車載能源系統(tǒng)性能取決于電池的容量，駕駛性能指標主要包括：加速性能、最大爬坡性能、剎車性能及駕駛里程性能等駕駛模式，駕駛性能指標的優(yōu)劣取決于控制系統(tǒng)駕駛模式的技術(shù) 5 1 8051 是 列單片機的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機型進行系統(tǒng)的講解。 8051 單片機包含中央處理器、程序存儲器 (數(shù)據(jù)存儲器 (定時 /計數(shù)器、 并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 中央處理器 (整個單片機的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進制數(shù)據(jù)或代碼， 責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。 據(jù)存儲器 ( 8051內(nèi)部有 128 個 8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng) 一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的 28個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 序存儲器 ( 8051共有 4096 個 8位掩膜 于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 定時 /計數(shù)器 ( 8051有兩個 16 位的可編程定時 /計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 I/O)口 8051共有 4組 8位 I/ 用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 雙工串行口 8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 8051 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。 8051內(nèi)置最高頻率達 12于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。 單片機的結(jié)構(gòu)有兩 種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 (構(gòu)，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (構(gòu)。 列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16位的 下圖是 031、 8051及 8751 均采用 40圖是它們的引腳配置， 40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4 組 8 位共 32個 I/O 口，中斷口線與 線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 明： 接地腳。 正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) +5V 電源。 時鐘 ，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在 18和 19腳外接石英晶體 (2振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10外一種是外部時鐘方式，即將 外部時鐘信號從 031、 8051及8751均采用 40圖是它們的引腳配置， 40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4組 8位共 32個 I/斷口線 與 在我們對這些引腳的功能加以說明： 接地腳。 正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) +5V 電源。 時鐘 ，片內(nèi)振蕩電路的輸 入端。 時鐘 內(nèi)振蕩電路的輸出端。 8051的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在 18和 19腳外接石英晶體 (2振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10外一種是外部時鐘方式，即將 部時鐘信號從 輸入。 輸入輸出 (I/O)引腳： 入輸出腳， 入輸出腳， 入輸出腳， 入輸出腳，這些輸入輸出腳的功能說明將在以下內(nèi)容闡述。 8051 通電，時鐘電路開始工作，在 4 個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器 向0000H， 出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入 07H，其它專用寄存器被清 “0” 。高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不改變 括工作寄存器 狀態(tài)， 8051的初始態(tài)如下表： 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 8051的復位方式可以是自動復位，也可以是手動復位，見下圖。此外，是一復用腳， 電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部 5. 2 A/位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 它的模數(shù)轉(zhuǎn)換原理采用逐次逼進型，芯片由單個 5以分時對 8路輸入模擬量進行 A 型的 A 100 微妙左右。在同類型產(chǎn)品中， 數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率、轉(zhuǎn)換速度和價位都屬于居中位置。 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，如圖 5 圖 5部結(jié)構(gòu) 引腳功能說明： 8位數(shù)字量輸出， A 8路模擬電量輸入，可以是： 0 5V 或者 5V 510V +10V。 +極性參考電源。 極性參考電源。 動 A D 轉(zhuǎn)換控制輸入，高電平有效。 特殊功 能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) 0H B 00H 0H 7H 0H 0H 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 部輸入的工作時鐘，典型頻率為 500 址鎖存控制輸入，高電平開啟接收 3位地址碼，低電平鎖存地址。 3位地址輸入，其 8個地址值分別選中 8路輸入模擬量 字量輸出使能控制，輸入高有效，輸出 A 7 數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出。當模數(shù)轉(zhuǎn)換未完成時， 模數(shù)轉(zhuǎn)換完成時， 片工作電源 5V。 片接地端。 5 3 永磁無刷直流電動機 土永磁無刷直流電動機的基本工作原理 無刷直流電動機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。電動機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供 保護和顯示等等。 無刷直流電動機的原理簡圖如圖 5圖 5 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 主電路是一個典型的電壓型交 交電路，逆變器提供等幅等頻 5 永磁體 位置傳感器產(chǎn)生相位差 120 的 U、 V、 合正 /反轉(zhuǎn)信號產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號： 101、 100、 110、 010、 011、 001，通過邏輯組件處理產(chǎn)生 就是說將直流母線電壓依次加在 A+A+B+B+C+C+樣轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一對 種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場軸線在空間轉(zhuǎn)動 60電角度，轉(zhuǎn)子跟隨定子磁場轉(zhuǎn)動相當于 60電角度空間位置，轉(zhuǎn)子在新位置上，使位置傳感器 U、 V、 的編碼又改變了功率管的導通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場軸再前進 60電角度，如此循環(huán)，無刷直流電動機將產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩，拖動負載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)。正因為無刷直流電動機的換向是自身產(chǎn)生的，而不是由逆變 器強制換向的，所以也稱作自控式同步電動機。 無刷直流電動機的位置傳感器編碼使通電的兩相繞組合成磁場軸線位置超前轉(zhuǎn)子磁場軸線位置，所以不論轉(zhuǎn)子的起始位置處在何處，電動機在啟動瞬間就會產(chǎn)生足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，因此轉(zhuǎn)子上不需另設(shè)啟動繞組。 由于定子磁場軸線可視作同轉(zhuǎn)子軸線垂直，在鐵芯不飽和的情況下，產(chǎn)生的平均電磁轉(zhuǎn)矩與繞組電流成正比，這正是他勵直流電動機的電流 電動機的轉(zhuǎn)矩正比于繞組平均電流： N m） 電動機兩相繞組反電勢的差正比于電動機的角速度： （ V） 所以電動 機繞組中的平均電流為： （ A） 其中， 是調(diào)制波的占空比， 此可以得到直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩： （ 2 為電動機的角速度（ s），所以，在一定的時，改變占空比，就可以線性地改變電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，得到與他勵直流電動機電樞電壓控制相同的控制特性和機械特性。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 無刷直流電動機的轉(zhuǎn)速設(shè)定，取決于速度指令 果速度指令最大值為+5 n 么， +5n，這就實現(xiàn)了變速設(shè)定。 當 論是負載變化、電源電壓變化，還是環(huán)境溫度變化，當轉(zhuǎn)速低于指令轉(zhuǎn)速時，反饋電壓 制波的占空比就會變大，電樞電流變大，使電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大而產(chǎn)生加速度，直到電動機的實際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止；反之，如果電動機實際轉(zhuǎn)速比指令轉(zhuǎn)速高時，減小， 生減速度，直至實際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止。可以說，無刷直流電動機在允許的電 壓波動范圍內(nèi)，在允許的過載能力以下，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在 1%左右，并可以實現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運行。 由于無刷直流電動機的勵磁來源于永磁體，所以不象異步機那樣需要從電網(wǎng)吸取勵磁電流；由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上既無銅耗又無鐵耗，所以效率比同容量異步電動機高 10%左右，一般來說，無刷直流電動機的力能指針（ 同容量三相異步電動機高 12%電動機采用無錫市日馳電機有限公司生產(chǎn)的永磁無刷直流電動機 型號 額定電壓（ V） 額定轉(zhuǎn)速（ r/額定功率（ W） 效率（ %） 4 190 140 74 5 4 三端式穩(wěn)壓器 788買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 圖 5路如圖 5示，三端式穩(wěn)壓器由啟動電路、基準電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護電路等部分組成。下面對各部分電路作簡單介紹。 在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當輸入電壓 些恒流源難以自行導通，以致輸出電壓較難建立。因此，必須用啟動電路給恒流源的 4、 動 電路由 輸入電壓 電流通過 時恒流源 個電路進入正常工作狀態(tài)，電路啟動完畢。與此同時， 斷了啟動電路與放大電路的聯(lián)系，從而保證 基準電壓電路由 1、 路中的基準電壓為 式中 3、 正向電壓值。在電路設(shè)計和工藝上使具有正溫度系數(shù)的 使基準電壓 時，對穩(wěn)壓管 而 保證基準電壓不受輸入電壓波動的影響。 這部分電路由 中 7、 6組成帶恒流源的差分式放大電路； 9、 果沒有 流源管 調(diào)整管滿載時 當負載開路時 ， 時 8，使得 對比較放大電路來說是不允許 的，為此接入由 樣就減輕了 減流式保護電路由 護的目的主要是使調(diào)整管（主要是 在安全區(qū)以內(nèi)工作，特別要注意使它的功耗不超過額定值先考慮一種簡單的情況。假設(shè)圖 1中的 14不存在， 時，如果穩(wěn)壓電路工作正常，即 ，使 于它的分流作用，減小了 而限制了輸出電流。這種簡單限流保護電路的不足之處是只能將輸出電流限制在額定 值以內(nèi)。由于調(diào)整管的耗散功率 有既考慮通過它的電流和它的管壓降 使 則 致 經(jīng)整理后得 顯然，（ 大，即調(diào)整管的 而使調(diào)整管的功耗限制在允許范圍內(nèi)。由于 上述保護稱為減流式保護。 過熱保護電路電路由 13組成。在常溫時， 14、 電路工作沒有影響。當某種原因（過載或環(huán)境溫升）使芯片溫度上升到某一極限值時， 致 整管 13分流，輸出電流 而達到過熱保護的目的。 電路中 10管的 11管的 改善溫度穩(wěn)定性。 值得指出的是：當出現(xiàn)故障時，上述幾種保護電路是互相關(guān)聯(lián)的。 圖 5圖 58常工作時，輸入、輸出電壓差應大于 2 3V。電路中接入電容 防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩并抑制電路引入的高頻干擾。 減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 入電源引入的低頻干擾。 輸入端意外短路時，給輸出電容器 止 成調(diào)整管 三端穩(wěn)壓器的參數(shù) 參 數(shù) 單位 7805 輸出電壓范圍 V 大輸入電壓 V 35 最大輸出電流 A 0 變化引起 ) 00( i 變化引起 ) 0(25V) 度變化引起 ) 0=500器件壓降 (V 20=偏置電流 輸出電阻 7 輸出噪聲電壓(10100V 40 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 5 5 集成轉(zhuǎn)速傳感器 成轉(zhuǎn)速傳感器具有靈敏度高、 測量范圍寬、抗干擾能力強、外圍電路簡單等優(yōu)點，是傳統(tǒng)的分立式轉(zhuǎn)速傳感器的升級換代產(chǎn)品。下面是 轉(zhuǎn)速屬于常規(guī)電測參數(shù)。測量轉(zhuǎn)速時經(jīng)常采用磁阻式傳感器或光電式傳感器進行非接觸性測量，傳統(tǒng)的磁阻式傳感器是由磁鋼、線圈等分立元件構(gòu)成的，亦可用耳塞機改裝而成。但這種傳感器存在一些缺點：第一，靈敏度低，傳感器與轉(zhuǎn)動齒輪的最大間隙（亦稱磁感應距離）只有零點幾毫米；第二，在測量高速旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)速時，因安裝不牢固或受機械振動，容易與齒輪發(fā)生碰撞，安全性較差；第三，這種傳 感器所產(chǎn)生的是幅度很低且變化緩慢的模擬電壓信號，因此，需要經(jīng)過放大、整形后變成沿口陡直的數(shù)字頻率信號，才能送給數(shù)字轉(zhuǎn)速儀或數(shù)字頻率計測量轉(zhuǎn)速，而且外圍電路比較復雜；第四，它無法測量非常低（接近于零）的轉(zhuǎn)速，因為這時磁阻式傳感器可能檢測不到轉(zhuǎn)速信號。 目前，轉(zhuǎn)速傳感器正朝著高靈敏度、高可靠性和全集成化的方向發(fā)展 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 型傳感器的性能特點 芯片內(nèi)含高性能磁鋼、磁敏電阻傳感器和。它利用來完成信號變換功能，其輸出的電流信號頻率與被測轉(zhuǎn)速成正比，電流信號的變化幅度為 。由于其外圍電路比較簡單，因而很容易配二次儀表測量轉(zhuǎn)速。 器件的測量范圍寬，靈敏度高，它的齒輪轉(zhuǎn)動頻率范圍是，而且即使在轉(zhuǎn)動頻率接近于零時，它也能夠進行測量。傳感器與齒輪的最大磁感應距離為（典型值），由于與齒輪相距較遠，因此使用比較安全。 該傳感器抗干擾能力強，同時具有方向性，它對軸向振動不敏感。另外，芯片內(nèi)部還有電磁干擾（）濾波器、電壓控制器以及恒流源，從而保證了其工作特性不受外界因素的影響。 的體積較小，其最大外形尺寸為 ， 能可靠固定在齒輪附近。 采用電源供電（典型值），最高不超過。工作溫度范圍寬達 。 工作原理 型集成轉(zhuǎn)速傳感器的外形如圖所示，它的兩個引腳分別為（接電源端）和（方波電流信號輸出端）。為使信號變換器處于較低的環(huán)境溫度中，設(shè)計時專門將與傳感元件分開，以改善傳感器的高溫工作性能。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 該傳感器的簡化電路如圖所示。其內(nèi)部主要包括以下六部分：磁敏電阻傳 感器；前置放大器；施密特觸發(fā)器；開關(guān)控制式電流源；恒流源；電壓控制器。 實際上 ，該傳感器是由只磁敏電阻構(gòu)成的一個橋路，可固定在靠近齒輪的地方，其測量原理如圖所示。 當齒輪沿軸方向轉(zhuǎn)動時，由于氣隙處的磁力線發(fā)生變化，磁路中的磁阻也隨之改變，從而可在傳感器上產(chǎn)生電信號。此外，該傳感器具有很強的方向性，它對沿軸轉(zhuǎn)動的物體十分敏感，而對沿軸方向的振動或抖動量很不敏感。這正是測量轉(zhuǎn)速所需要的。 工作時，傳感器產(chǎn)生的電信號首先通過濾波器濾除高頻電磁干擾，然后經(jīng)過前置放大器，再利用施密特觸發(fā)器進行整形以獲得控制信號，并將其加到開關(guān)控制式電流源的控制端。的輸出電流信 號是由兩個電流疊加而成的，一個是由恒流源提供的恒定電流，另一個是由開關(guān)控制式電流源輸出的可變電流。它們之間的關(guān)系式為： 當控制信號（低電平）時，該電流源關(guān)斷，。當（高電平）時，電流源被接通，從而使得。圖給出了從端輸出的方波電流信號的波形，其高電平持續(xù)時間為，周期為。輸出波形的占空比 。上升時間和下降時間分別僅為 和 。 芯片中的電壓控制器實際上是一個并聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，可用于為傳感器提供穩(wěn)定的工作電壓。而電阻、穩(wěn)壓管和晶體管則可構(gòu)成取樣電路，其中接成射極跟隨器。為誤差放大器，為并聯(lián)式調(diào)整管。這樣，在經(jīng)過、分壓后可給提供基準電壓，從而在發(fā)生變化買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 時，由對取樣電壓與基準電壓進行比較后產(chǎn)生誤差電壓，同時通過改變上的電流來使保持不變。 的典型應用 安裝方法應當安裝在轉(zhuǎn)動齒輪的旁邊。若被測轉(zhuǎn)動工件上沒有齒輪， 亦可在轉(zhuǎn)盤外緣處鉆一個小孔，套上螺扣，再擰上一個螺桿并用彈簧墊圈壓緊，以防止受震動后松動，并以此代替齒尖獲得轉(zhuǎn)速標記信號。 型應用電路 型集成轉(zhuǎn)速傳感器的典型應用電路如圖（）所示。工作時，轉(zhuǎn)速傳感器輸出方波電流信號，從而在負載電阻與負載電容上形成電壓頻率信號（），并送至二次儀表。通常取 、 。需要指出：輸出的是齒輪轉(zhuǎn)動頻率（單位是，即次）信號，欲得到轉(zhuǎn)速（），還應將除以齒輪上的齒數(shù)，并將 時間單位改成分鐘，公式如下： 圖（）所示電路是由二極管、穩(wěn)壓管和電容構(gòu)成的靜電放電（）保護電路，該電路可吸收的電壓，因而可對芯片起到保護作用。此外，還需注意，在存放系列產(chǎn)品時，不要將多個芯片放在一起以防磁化。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 碼器 串行移位譯碼器 74 7474主要由時鐘線控制，時鐘線每來一個上升弦，數(shù)據(jù)線將把一位數(shù)移進去，移八次就進一個字節(jié)，同時在數(shù)碼管顯示出來。 譯碼器 是 實現(xiàn)組合邏輯 的功能部件 。它的輸入是二進制的代碼，輸出是一組高低電平信號，每輸入一組不同的代碼，只有一個輸出端呈現(xiàn)有效信號。 74輸入 /輸出引腳分成兩組，其工作原理如下： 允許 E 方向控制 操作 低電平 低電平 總線 低電平 高電平 總線 高電平 懸空 隔離 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 一 1主程序框圖 開始啟動A/棧針初始化分配顯示緩沖區(qū) 設(shè)置中斷開 斷允許 斷 掃描鍵盤 未按下 按下 掃描描 動 A/調(diào)用調(diào)寬程序 返回 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 調(diào)用顯示程序 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 2 3部分子程序 延時子程序：定時功能。 于控制馬達轉(zhuǎn)速。 89片沒有 要通過編程實現(xiàn)。為了在輸出 時，單片機仍能執(zhí)行其他程序，可以利用單片機內(nèi)部的定時器溢出中斷來實現(xiàn)。占空比占用一個字節(jié)的 空比 D=N/256。（脈寬調(diào)速是使用單片機內(nèi)部中斷產(chǎn)生周期約為 8過改變高電平的寬度來進行改變電機的轉(zhuǎn)速） 利用單片機輸出 實現(xiàn)了從 0% 100%線性可調(diào)。 源碼如下： ;單片機串口通信 +;在 ;定時 器 0工作在方式 3， ;定義： 0H ， 1H ;0H ;脈沖頻率 保護現(xiàn)場 讀 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果 送至顯示緩沖區(qū) 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 恢復現(xiàn)場 返回 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 ;1H ;脈沖寬度 000H 00調(diào)寬子程序 01 ;脈頻率子程序 00H 03H ;在方式 3定時。 56 ;200率為 50186 ;70沖寬度為 35% 用示波儀實測相合。 A . ;= ;定時值通過串 口接收，在 ;定時器 0工作在方式 3， ;定義： 0H ， 1H ;程序入口 入： ;1的中斷標志。本段為脈沖頻率。 00H ;暫停中斷以仿干擾 03H 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 56 ;120寬 35%. 186 A ; ;脈寬結(jié)束，輸出低電平。 ;同時關(guān) 斷。 7 電動自行車的核心蓄電池 1電動車的電池的性能 為什么天冷性能差天熱性能好？ 蓄電池的充放電過程是一個電化學的反應過程，是受溫度影響的，以 25度為標準溫度，放電過程中，每下降一度，電池容量幾乎下降百分之一，充電過程更明顯，所以在冬天，盡量放在溫暖的環(huán)境中充電（當然也不是溫度越高越好，溫度過高會影響電池壽命，甚至發(fā)生危險），以便充電飽滿。電動車電池的充電基本都是三段式充電，第一階段是恒定電流充電，第二階段是恒壓充電，第三階段是浮充充電，第一、二階段時，充電器顯示紅燈， 隨著電池趨于飽和，充電電流越來越小，當電流小于設(shè)計值后，充電器指示燈有紅色變?yōu)榫G色，繼而轉(zhuǎn)為第三階段， 2小時后即認為充滿，此過程是由電子元件完成，并非雙金屬片 2電動車的電池原理是什么 電池的內(nèi)部一般是 22 28的稀硫酸。電池正放的時候電解液可以淹沒極板并且還剩下一點空間如果把電池橫放的話會有一部分電極板暴露在空氣中，這對電池的極板非常不利，而且一般的電池的觀察孔或者電池的頂部都有排氣口與外界相通，所以電池橫放電解液很容易流出。蓄電池是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的 工作原理就是把化學能轉(zhuǎn)化為電能。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負極，填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用 22 28的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時，電能轉(zhuǎn)化為化學能，放