制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法。装置组成有单片机、晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把、三相电桥、转把采样电路、驱动电路、直流电源、电源电路。所述制动方法是，单片机调节晶闸管VT4、VT6、VT2的占空比从0%到100%从而实现制动的从软到硬平滑制动。采用本发明的平滑制动装置及方法能够实现无刷直流电机平滑制动，使用者操作方便、不易失衡。
【专利说明】制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种电子控制装置及方法，具体涉及一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法。
【背景技术】
[0002]电子控制装置实现的一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法是单片机控制MOSFET的通断及占空比来实现无刷直流电机的平滑制动。无刷直流电机在电动汽车和电动自行车市场有广泛的应用，对于传统无刷直流电机的制动大多是控制相应MOSFET的通断使无刷直流电机三相直接短接从而实现制动，但传统制动方式制动硬度大，容易造成使用者身体失衡，使用者通常优先选择机械制动。因此，设计一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法，能够克服制动硬度大的弊端，减少机械制动的使用进而降低机械制动造成的损耗，安全系数高，够具有重要的意义。
【发明内容】
[0003]本发明旨在克服传统无刷直流电机制动硬度大，易令使用者身体失衡等缺点，提供的一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置，该电气制动装置设有:单片机、晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把、三相电桥、转把采样电路、驱动电路、直流电源、电源电路；直流电源通过电源电路分别给单片机和驱动电路供电，晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把和转把采样电路的输出端分别接单片机的输入端，单片机的输出端依次通过驱动电路、三相电桥对对无刷直流电机实现制动。
[0005]一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动制动方法，包括下列步骤:
[0006]( I)无刷直流电机正常工作；
[0007](2)使用者转动制动转把开始制动；
[0008](3)采用转把采样电路采样制动转把的转把角度，当所述转把角度在预设范围内，则单片机通过驱动电路开通三相电桥下桥臂，关断三相电桥上桥臂；
[0009](4)当所述转把角度超出预设范围内，则单片机根据转把角度逐渐调节通三相电桥下桥臂的占空比。
[0010]本发明的优点和有益效果主要是:
[0011]采用本发明的电气制动装置及方法能够实现平滑制动，使用者操作方便、不易失衡，具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1:本发明无刷直流电机工作原理图；
[0013]图2:(a)图为本发明制动转把工作示意图，(b)图为占空比、转把角度坐标图；
[0014]图3:本发明装置方框原理图；[0015]图4:本发明平滑制动算法流程图；
[0016]图5:本发明单片机引脚简略图；
[0017]图中:T.一个晶闸管有效时间，Ts.单片机可调的晶闸管关断时间，K.转把角度到Ts的转换系数。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明的一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法作进一步的详细说明。
[0019]图1和图2所示为本发明的无刷直流电机平滑制动方法示意图。单片机通过传感器判断制动转把转过角度控制晶闸管VT4、VT6、VT2导通占空比，转把100°对应占空比0%到100%，角度与占空比呈线性关系。
[0020]结合图3、图4和图5叙述本发明的一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置及方法，所述装置是:无刷直流电机、单片机，本设计选用ACT89C51、晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把，本设计选用1.0V?4.2V正把、三相电桥(6管)、转码采样电路、48V直流电源、电源电路，其特征在于将48V直流电压源分压为5V和15V。晶振电路、霍尔传感器电路、转把采样电路、电源电路5V端口分别与单片机相连，单片机控制三相电桥6管的导通和关断对无刷直流电机实现制动。
[0021]所述方法包括下列步骤:
[0022]( I)无刷直流电机正常工作；
[0023](2)使用者转动把；
[0024](3)转把角度大于5° ；
[0025](4)转把转到有效区域，单片机Ρ3.4 口接收到信号；
[0026](5)单片机给出Ts;
[0027](6)在一个周期 T 中，(T-Ts)内，P0.1、P0.3、P0.5 置 O ；
[0028](7)在 Ts 时间内 P0.1、P0.3、P0.5 置 I ;
[0029](8) MOS管VT4、VT6、VT2占空比跟据Ts做相应调节；
[0030](9)转把角度增大；
[0031](10) Ts变大，占空比增加;
[0032](11)无刷直流电机实现平滑制动，由软到硬。
【权利要求】
1.一种制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动装置，其特征在于，该电气制动装置设有:单片机、晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把、三相电桥、转把采样电路、驱动电路、直流电源、电源电路；直流电源通过电源电路分别给单片机和驱动电路供电，晶振电路、霍尔传感器电路、制动转把和转把采样电路的输出端分别接单片机的输入端，单片机的输出端依次通过驱动电路、三相电桥对对无刷直流电机实现制动。
2.一种如权利要求1所述的制动力度平滑调节的无刷直流电机电气制动制动方法，其特征在于，包括下列步骤: (1)无刷直流电机正常工作； (2)使用者转动制动转把开始制动； (3)采用转把采样电路采样制动转把的转把角度，当所述转把角度在预设范围内，则单片机通过驱动电路开通三相电桥下桥臂，关断三相电桥上桥臂； (4)当所述转把角度超出预设范围内，则单片机根据转把角度逐渐调节通三相电桥下桥臂的占空比。
【文档编号】H02P3/08GK103595307SQ201310526414
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】魏海峰, 王敏, 常艳超, 陈文杰, 李鹏, 顾凯 申请人:江苏科技大学