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[導讀]動車採用的電機分有刷電機和無刷電機兩種,由於無刷電機具有噪聲低、壽命長的特點,因而在電動車中獲得比較廣泛應用。無刷電機的控制器要比有刷電機控制器複雜得多,在維修上有一定的難度,因此,本文從無刷控制器的原理入手介紹維修要點,以期對廣大維修愛好者有所幫助。

電動車無刷控制器主要由單片機主控電路、功率管前級驅動電路、電子換向器、霍爾信號檢測電路、轉把信號電路、欠電檢測電路、限流/過流檢測電路、剎車信號電路、限速電路、電源電路等部分組成,其原理框圖如圖1所示,下面介紹主要電路的工作原理。



1. 電子換向器

無刷電機與有刷電機的根本區別就在於無刷電機用電子換向器代替了有刷電機的機械換向器,因而控制方法也就大不相同,複雜程度明顯提高。在無刷電機控制器中,用6個功率 MOSFET管組成電子換向器,其結構如圖2所示。圖中MOSFET管VT1、VT4構成無刷電機A相繞組的橋臂,VT3、VT6 構成無刷電機B相繞組的橋臂,VT5、 VT2構成無刷電機C相繞組的橋臂,在任何情況,同一橋臂的上下兩管不能 同時導通,否則要燒壞管子。

6只功率MOSFET管按一定要求順次導通,就可實現無刷電機A、B、C三相繞組的輪流通電,完成換相要求,電機正常運轉。在電動車無刷電機控制器中,這 6只功率管有二二通電方式和三三通電方式的運用,二二通電方式即每一瞬間有兩隻功率管同時通電,三三通電方式即每一瞬間有三隻功率管同時通電。對於二二通電方式,功率管須按 VT1、VT2;VT2、VT3;VT3、VT4; VT4、VT5;VT5、VT6;VT6、VT1; VT1、VT2¼¼的通電順序,電機才能 正常運轉。對於三三通電方式,功率管須按VT1、VT2、VT3;VT2、VT3、 VT4;VT3、VT4、VT5;VT4、VT5、 VT6;VT5、VT6、VT1;VT6、 VT1、 VT2;VT1、VT2 、VT3¼¼的次序通 電,電機才能正常運轉。

2. 功率管前級驅動電路

功率管前級驅動電路用來驅動 電子換向器的 6 個 MOSFET管,由於6 個MOSFET管組成了 3個相同的橋臂, 對這3個相同的橋臂 的驅動電路是相同的,因而功率管前級驅動電路是由3組相同結構的電路組成,圖3所示的是一典型的功率管前級驅動電路,對於一無刷控制器,有3個這樣的電路,分別驅動3個橋臂。

3. 單片機主控電路

單片機主控電路是無刷電機控制器的核心部分,電機的霍爾信號、轉把信號、過流檢測信號、剎車信號等都直接輸入給單片機,由單片機進行處理,並由單片機輸出電子換向器三個橋臂的前級驅動信號,以控制電機的運轉,因而單片機主控電路是無刷電機控制器的心臟部分。單片機PIC16F72是目前電動車無刷電機控制器的主流控制芯片,圖4所示的是用PIC16F72構成的無刷控制器的典型應用電路,它包括了無刷電機控制器的各主要輸入、輸出信號,如圖 4中的SPSIG端信號,該信號經過電阻R69和R68組成的網絡送入單片機的第5腳,單片機根據該腳的電壓信號變化,決定輸出驅動信號的脈寬,從而決定電機的轉速。目前市面上電動車的轉把輸出信號電壓一般在1~4.2V,

它內部是由一個線性霍爾元件和一個磁 體組成,轉動轉把、磁體移動,霍爾元 件感應變化的磁場而輸出變化的電壓。

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