[发明专利]一体化双动力控制无刷电机

说明书

所属技术领域

本发明属于一种交通工具的一体化双动力控制无刷电机装置，尤其涉及一种电动自行车、电动三轮车、摩托车、汽车等用蓄电池及直流电动机作为动力的交通工具。

背景技术

目前无刷电机绝大部分是无刷电机控制器与无刷电机组合一起才能使用的，因为此结构具有引线多，安装调试复杂，按插件多故障率及生产成本高，给生产使用带来不便，尤其是双动力(双绕组)无刷电机外部配件引线更加复杂，有一个3×3×2的常闭三相继电器及驱动线圈，从电机内部双动力(双绕组)就要再引出三根电线，加上继电器的11根引线，总共就有14根引线，一个继电器接线就更为复杂。

此技术发明就是将一个无刷电机控制器及继电器全部装在无刷电机的内部，这样就大大减少电机的引线，降低成本，降低故障率，极大的方便安装调试和使用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种一体化无刷双动力控制电机(图1)是有二个端盖，一个铝轮的轮毂转子，在轮毂内部有一个定子铁芯及线圈绕组，在铁芯绕组中间的空腔内左侧装有电机控制电路的线路板，右侧装有一个变档继电器及制电路板，在定子绕组的二端有一根固定在后叉上的轴，从轴的一端中间打有一个孔，从孔中引出电源及相关的控制线。

三相六步电机控制电路，如图3所示的电路是具有全波六步驱动的一个开环电机控制器的电路连接图。其中的功率开关三极管为达林顿PNP型，下部的功率开关三极管为N沟道功率MOSFET。由于每个器件均含有一个寄生箝位二极管，因而可以将定子电感能量返回的电源。其输出能驱动三角型连接或星型连接的定子，如果使用分离电源，也能驱动中线接地的Y型连接。

在任意给定的转子位置，三相六步电机控制电路中都仅有一个顶部和底部功率开关(属于不同的图腾柱)有效。因此，通过合理配置可使定子绕组的两端从电源切换到地，并可使电流为双向或全波。由于前沿尖峰通常在电流波形中出现，并会导致限流错误。因此，可通过在电流检测输入处串联一个RC滤波器来抑制类峰。同时，Rs采用低感型电阻也有助于减小尖峰。

控制器内含可用于正确整流时序的转子位置译码器，以及可对传感器的温度进行补偿的参考电平，同时它还具有一个频率可编程的锯齿波振荡器、一个误差信号放大器、一个脉冲调制器比较器、三个集电极开路顶端驱动输出和三个非常适用于驱动功率场效应管(MOSFET)的大电流图腾柱式底部输出器。此外，还有欠锁定功能，同时带有可选时间延迟锁存关断模式的逐周限流特性以及内部热关断等特性。其典型的电机控制功能包括开环速度、正向或反向、以及运行使能等。

内部的转子位置译码器主要用于监控三个传感器输入，以便系统能够正确提供高端和低端驱动输入的正确时序。传感器输入可直接与集电极开路型霍尔效应开关或者光电耦合器相连接。此外，该电路还内含上拉电阻，其输入与门限典型值为2.2V的TTL电平兼容。用本控制器控制的三相电机可在最常见的四种传感器相位下工作。本控制器所提供的60度/120度选择可很方便地控制具有60度、120度、240度或300度的传感器相位电机。其三个传感器输入有八种可能的输入编码组合，其中六种是有效的转子位置，另外两种编码组合无效。通过六个有效输入编码可使译码器在使用60度电气相位的窗口内分辨出电机转子的位置。

本直流无刷电机控制器的正向/反向输出可通过翻转定子绕组上的电压来改变电机转向。当输入状态改变时，指定的传感器输入编码将从高电平变为低电平，从而改变整流时序，以使电机改变旋转方向。

电机通/断控制可由输出使能来实现，当该管脚开路时，连接到正电源的内置上拉电阻将会启动顶部和底部驱动输出时序。而当该脚接地时，顶端驱动输出将关闭，并将底部驱动强制为低，从而使电动机停转。

本发明提供一种双动力自动手动变档控制器(图4)，和三相六步电机控制器线路及双绕组定子线圈相配合就实现自动手动换档(双动力、变档、换档)控制电机。

其要点是：

1、一体化无刷双动力控制电机(图1)是有二个端盖，一个铝轮的轮毂转子，在轮毂内部有一个定子铁芯及线圈绕组，在铁芯绕组中间的空腔内左侧装有电机控制电路的线路板，右侧装有一个变档继电器及制电路板，在定子绕组的二端有一根固定在后叉上的轴，从轴的一端中间打有一个孔，从孔中引出电源及相关的控制线；