专利名称：直流无刷电机驱动器速度限制方法及其在电动车上应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直流无刷电机驱动器速度限制方法领域，还涉及该方法制作的驱 动器及配置上述驱动器的车辆。
背景技术：
现有电机驱动器，一般不采用限制速度的方法来限制其输出力矩，特别是在电动 自行车上的无刷直流电机驱动器，由于国家法律规定对电动自行车速度的限制，电动车控 制器厂家都采用限制PWM信号的占空比来限制速度的，一般情况下，由于驱车速度的不同， PWM信号的占空比从0-80%进行调节，也就是最大速度时的占空在80%，在最大速度的情 况下，其最高速度值已经被限制了，其限制的最高速度值大小与电池电量有关，与道路坡度 有关，与骑车人的重量有关，与轮胎的气压有关，其最高速度值将会实时变化，尤其在过桥 上坡的道路上，可能存在过不了桥的问题。由于上述种种原因的问题存在，骑车人将新买的 电动车将其限速设置线拔掉或剪掉，使其速度不受限制，PWM信号的占空比从0-100%进行 调节，电动车的驱车速度超过了法律规定速度，严重威胁骑车人的人身安全，带来了安全隐 患，目前市场上的电动车之所以具有限速设置线的存在，就是因为上述缺陷的存在。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种直流无刷电机驱 动器速度限制方法，提供采用该方法制作的电机驱动器，以及采用该电机驱动器在电动车 上的应用。为此，本发明是采取如下技术方案来解决上述技术问题的一种直流无刷电机驱 动器速度限制方法，采用功率驱动电路，单片机控制电路，其特征在于所述单片机具有速度 监测单元，所述速度监测单元监测到得实时速度超过预定值，单片机通过调节PWM信号或 基准电压使输出电流变小；所述速度监测单元监测到得实时速度低于预定值，无需调节所 述PWM信号或所述基准电压；所述单片机还具有速度稳定单元，所述速度稳定单元调节所 述PWM信号或所述基准电压；所述单片机一个端口连接低或高电平来启动或停止所述速度 限制的方法；所述速度监测单元中采用单位时间内计数电机转动的步数或以电机转动单位 步数所需要的时间作为计算速度值；所述预定值是指电机带负载转动最大外径的最高线速 度，该预定值取值在5米/秒-10米/秒之间。还发明了一种电动车，车辆上具有上述直流 无刷电机驱动器速度限制方法制作的驱动器；所述电动车为电动自行车。本发明中，所述单片机具有速度监测单元，所述速度监测单元监测到得实时速度 超过预定值，单片机通过调节PWM信号或基准电压使输出电流变小，使电动机的速度不会 超过最高速度的极限；所述速度监测单元监测到得实时速度低于预定值，无需调节所述PWM信号或所述 基准电压，使控制器在低于预定速度时，能输出较大的功率；所述单片机还具有速度稳定 单元，所述速度稳定单元调节所述PWM信号或所述基准电压，在不同的环境下其运行的速度相差不大；所述单片机一个端口连接低或高电平来启动或停止所述速度限制的方法，使 速度限制随时可以启动或停止；所述速度监测单元中采用单位时间内计数电机转动的步数 或以电机转动单位步数所需要的时间作为计算速度值，方便单片机进行速度控制；所述预 定值是指电机带负载转动最大外径的最高线速度，该预定值取值在5米/秒-10米/秒之 间，使速度控制范围达到最佳；该方法应用于电动车辆的电机驱动器上，改善了电动车的性 能；所述电机驱动器应用于电动自行车上，其最高速度值已经被限制了，其限制的最高速度 值几乎与电池电量无关，与道路坡度有无关，与骑车人的重量无关，与轮胎的气压无关，其 最高速度值都是近似相等的，PWM信号的占空比从0-100%进行调节，能使电动车在最高速 度值以内有足够大的驱动力，实现大转矩起步，不管电动车在上坡、崎岖或平坦的道路上驱 车，骑车人只感觉到速度受到限制，不会感觉驱使的力量受到限制，骑车速度既符合法律规 定，又保证了骑车人的安全，完全可以取消限速设置线。
下面再结合附图进一步描述本发明的有关细节。图1为本发明方法制作的电机驱动器电路原理具体实施例方式一种直流无刷电机驱动器速度限制方法，采用功率驱动电路，单片机控制电路，其 特征在于所述单片机具有速度监测单元，所述速度监测单元监测到得实时速度超过预定 值，单片机通过调节PWM信号或基准电压使输出电流变小；所述速度监测单元监测到得实 时速度低于预定值，无需调节所述PWM信号或所述基准电压；所述单片机还具有速度稳定 单元，所述速度稳定单元调节所述PWM信号或所述基准电压；所述单片机一个端口连接低 或高电平来启动或停止所述速度限制的方法；所述速度监测单元中采用单位时间内计数电 机转动的步数或以电机转动单位步数所需要的时间作为计算速度值；所述预定值是指电机 带负载转动最大外径的最高线速度，该预定值取值在5米/秒-10米/秒之间。还发明了 一种电动车，车辆上具有上述直流无刷电机驱动器速度限制方法制作的驱动器；所述电动 车为电动自行车。图1示意三相直流无刷电机驱动器电路原理图，图中的Vl至V6为功率驱动电路 的N沟道场效应管，IC2为单片机控制电路，IC1A、IC1B、IC1C、IC1D、L2B、L2C、L2D为比较 器，也可以采用运放器替代，L2A为运算放大器，也可以采取其他电路进行放大，Pl为模拟 信号输入口，输入的信号幅度为0. 8至4. 2伏之间，用于连接车把上的传感器，R31为PTC热 敏电阻，与R27组成了分压，用于温度对分压的影响，P17为单片机编程的接口，也用于与外 界的数据通讯口，PW11、PW12为电源供电电路，R5与C2组成了滤波电路，P2为复位信号输 出管，R58为电流取样电阻，PWMO为基准电压，单片机通过第47脚输出PWM信号改变PWMO 基准电压使驱动器输出电流变化；PWMl为锯齿波形电压，该波形至地的谷电位为0V，峰电 位为5V，V1、V2相对应，V3、V4相对应，V5、V6相对应，Vl至V6构成了六个桥臂，在场效应管 中已经包含了反向二极管，单片机输出信号脚与前置电路相连接^1118111011为单片 机输出电机转动信号，分别连接功率驱动电路的上桥，即与AT、BT、CT相连接，ABIN、BBIN、 CBIN、为单片机输出电机转动信号，分别连接功率驱动电路的下桥，即与AB、BB、CB相连接，ΑΤΙΝ、ΒΤΙΝ、CTIN、ΑΒΙΝ、ΒΒΙΝ、CBIN为功率驱动电路的前置电路输入端，AT、BT、CT、AB、BB、 CB为对应前置电路的输出端，A、B、C连接无刷直流电机的三相绕组，单片机中的监测单元 在单位时间内监测该转动信号，将其进行计数。 采用上述方法制作的电机驱动器安装在电动自行车上，速度限制非常明显，最高 速度不受道路情况的限制，加速驱动力矩大，从静止开始至最高速度时，加速时间较短，有 种随心所欲的技术效果。
权利要求
一种直流无刷电机驱动器速度限制方法，采用功率驱动电路，单片机控制电路，其特征在于所述单片机具有速度监测单元，所述速度监测单元监测到得实时速度超过预定值，单片机通过调节PWM信号或基准电压使输出电流变小。
2.根据权利要求1所述直流无刷电机驱动器速度限制方法，其特征在于所述速度监测 单元监测到得实时速度低于预定值，无需调节所述PWM信号或所述基准电压。
3.根据权利要求1所述直流无刷电机驱动器速度限制方法，其特征在于所述单片机还 具有速度稳定单元，所述速度稳定单元调节所述PWM信号或所述基准电压。
4.根据权利要求1所述直流无刷电机驱动器速度限制方法，其特征在于所述单片机一 个端口连接低或高电平来启动或停止所述速度限制的方法。
5.根据权利要求1所述直流无刷电机驱动器速度限制方法，其特征在于所述速度监测 单元中采用单位时间内计数电机转动的步数或以电机转动单位步数所需要的时间作为计 算速度值。
6.根据权利要求1所述直流无刷电机驱动器速度限制方法，其特征在于所述预定值是 指电机带负载转动最大外径的最高线速度，该预定值取值在5米/秒-10米/秒之间。
7.一种电动车，其特征在于具有权利要求1-6之一所述直流无刷电机驱动器速度限制 方法制作的驱动器。
8.根据权利要求7所述电动车，其特征在于所述电动车为电动自行车。
全文摘要
本发明公开了一种直流无刷电机驱动器速度限制方法，采用功率驱动电路，单片机控制电路，其特征在于所述单片机具有速度监测单元，所述速度监测单元监测到得实时速度超过预定值，单片机通过调节PWM信号或基准电压使输出电流变小；还公开了一种电动车，具有所述直流无刷电机驱动器速度限制方法制作的驱动器；公开了上述电机驱动器在电动自行车上的应用；该发明应用在电动自行车上，严格限制电动自行车速度在法定速度以内，确保行车安全。
文档编号H02P6/08GK101814880SQ200910212279
公开日2010年8月25日 申请日期2009年11月9日 优先权日2009年11月9日
发明者何伟斌 申请人:何伟斌