（定稿）临溪乡政府综合办公用房及职工周转房灾后重建项目建议书

电机低转速时，控制器控制，使其按规律作工作，以产生泵升电压。

当泵升电压高于蓄电池端电压时，输出电能。

这里，选择和导通区间进行分析，在发电运行时，和并不导通，而是导通，且处于脉宽调制工作状态。

半控整流的升压工作原理其实就是升压斩波。

在个周期内，当打开时，绕组电感积蓄磁场能量，导致回路内电流上升当关断时，绕组电感向蓄电池充电，导致回路电流下降。

在这过程中，通过选择合适的占空比，可在蓄电池两端获得为蓄电池内电压，为充电回路电压，从而实现能量回馈。

等效原理图见图示。

回馈制动实质就是在导通时，电机机械能转换为磁场能量储存在电机绕组中在截止时，将电机的机械能及储存在电机绕组中的磁场能量转换为电能，经电感升压斩波作用，将能量回馈给蓄电池。

由于电枢电流方向与反电势方向相反，故电机获得制动转矩。

图回馈制动等效电路令可得回路的电压方程为回路电流为则从导通至截止时，存储于电机电感的磁场能量为式中为期间内由动能转化的电磁能。

当电流增加到时，关断在，内，截止，其工作流程为相绕组蓄电池相绕组相绕组，通过续流作用向蓄电池充电，电机电感释放磁场能量。

当不考虑电流和的脉动，且忽略电阻时，由上式可得式中。

控制的大小，即可使蓄电池两端的电压。

控制器以闭环控制方式自动调整，使不超过蓄电池的上限电压，发电电流不超过蓄电池允许的上限电流。

基于上述原理，在不改变硬件电路的情况下，通过改变脉冲的控制方式可实现电动车的能量回馈制动。

在电动车减速下坡限速时，采用对进行调制，而使保持截止，以构成升压斩波电路，从而实现能量回馈。

回馈制动的数学模型续流状态以状态为例，此时由图可知接受信号。

当导通时，系统的状态如图所示，状态方程如下式中为电动机相端的端电压为电池端电压为电动机中点电压为相电流为定子三相绕组电阻为微分算子为三相反电势为绕组自感为绕组互感。

由且可得，系统续流状态时的回路方程由于系统处于制动状态，故电动机的相反电势，相反电势，回路电流处于上升阶段，车辆的动能转化为磁场能储存在绕组电感中，其中有部分能量以热的形式消耗在电动机的绕组阻抗上。

图回馈制动时的续流状态充电状态以状态时为例，此时接受信号当分断时，系统的状态如图所示，满足状态方程图回馈制动时的充电状态系统硬件电路设计电动车总体结构框图电动自行车的电气部分由电源轮毂控制器霍尔调速转把刹车手把等组成。

总体结构框图见图所示。

电动自行车在骑行中，控制器的功率驱动管处于开关状态。

行驶速度与控制器输出的电压成正比。

电机电流控制采用脉宽调制方式，不同的速度电机电流也不同。

因此，在不同的速度和负载下，功率管的功率损耗也不同。

其速度由霍尔调速手把送出信号，经转换后送至单片机，再由单片机根据输入信号的强弱，输出相对应的脉冲信号送到功率驱动管。

欠压保护和过流保护功能，由运算放大器分别采样后送至单片机，再由单片机控制禁止输出。

图光电电动车电气原理结构框图芯片介绍概述是美国公司生产的低电压高性能位单片机，片内含的可反复擦写的只读程序存储器和的随机数据存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，片内置通用位中央处理器和存储单元，功能强大单片机可提供许多高性价比的应用场合。

性能介绍主要功能特性兼容指令系统可重编程存储器次霍尔转把信号转换欠压保护电机过流保护电机驱动电路电机霍尔信号直流无刷电动机电源稳压系统刹车断电信号电压范围全静态工作表达我真诚的谢意。

最后，对所有在我大学生活学习中给予帮助和关心的人表示衷心的感谢，参考文献曹秉刚电动自行车技术新进展电源技术应用王晓明电动机的单片机控制北京航空航天大学出版社，潘渊颖，周晓正，蓝波，曾建唐等实用电动车控制器的研究北京石油化工学院学报，年第期张琛直流无刷电动机原理及应用北京机械工业出版社，董超奎电动自行车中使用的直流电机概述微电机盛焕鸣电动自行车及其控制器电子世界，年第期孙艳霞基于单片机的无刷直流电动机脉宽调速系统沈阳工业大学学报吴峻，李圣怡，潘孟春等再生制动的分析与控制电工技术杂志，龚运新电动自行车电机控制器的研制力学电子工程林卫星基于单片机多功能应用系统工业控制计算机沈卓君，刘电霆，蒋存波电动自行车智能控制器研制桂林工学院学报李先祥无刷直流电机的单片机监控系统的研制电气传动自化黄斐梨，王耀明电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统低速能量回馈制动的研究电工技术学报黄涛，马建国电动自行车的无刷直流电机控制设计伺服控制周晓正，潘渊影，谢祖荣，万京生等种实用的电动车控制器电力电子技术程伟，徐国卿，王晓东电动汽车用永磁无刷电机回馈制动技术研究电气传动孙佃升无刷直流电机电动与回馈制动的研究中国石油大学，曹建平电动自行车调速控制电路的研究电子工程师附录电机控制系统电路总图殷亚兵论文电路图总电路无刷电机电机霍尔线刹车线调速线位内部条可编程线两个位定时器计数器个中断源，两个外部中断源可编程串行通道高精度电压比较器，，直接驱动的输出端口低功耗空闲和掉电模式引脚功能说明电源电压地口口是组位双向接口，提供内部上拉电阻，和内部无上拉电阻。

口输出缓冲器可吸收的电流并可直接驱动。

口口的是带有内部上拉电阻的个双向接口。

当口写入时，它们被内部的上拉电阻拉高并可作为输入端口。

封装驱动芯片封装图芯片管脚功能图复位输出。

振荡器的反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

振荡器反相放大器的输出端。

口的特殊功能如表所示表口的特殊功能控制器技术参数额定电压额定功率欠压保护限流值静态电流﹤静态功耗﹤转把电压电压回程值总体电路设计控制器总电路以为核心的电动车控制器电路图，如图附所示统故在本设计中采用针式齿轮传动。

但为了计算方便，其计算设计过程采用等效方法，用圆柱齿轮的设计计算方法计算校核针式齿轮的强度。

该机构为般工作机器，速度不高，但其工作环境恶劣，参考相关资料选用级精度。

与常规齿轮样，针式齿轮的工作部分的齿轮材料采用，为了减少制造成本，其他的固定部分采用铸钢。

初选中心太阳轮齿数，而般，参考桩工机械查齿轮传动比经验值，取行星齿轮齿数两啮合齿轮齿数互质。

按齿面接触度强计算由设计计算公式进行试算，即确定公式内的各计算数值表传动齿轮计算设计计算项目设计依据设计结果载荷系数查设计资料取扭矩根据实际工况要求取齿宽系数取材料影响系数查机械设计手册接触疲劳强度查机械设计手册计算应力循环次数接触疲劳寿命系数查机械设计手册，接触疲劳许用应力，取失效概率为，安全系数计算表传动齿轮计算设计计算项目设计依据计算结果小齿轮分度圆直径取最小值计算圆周速度ν计算齿宽计算齿宽与齿高比计算载荷系数使用系数动载系数载荷分布系数，修正后分度圆直径模数按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为确定公式内的各计算数值表传动齿轮计算设计计算项目设计计算依据设计计算结果齿轮的弯曲疲劳极限查机械设计手册疲劳强度系数查机械设计手册疲劳许用应力载荷计算齿形系数查机械设计手册应力校正系数查机械设计手册，计算齿轮的行星轮的数值大设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径即模数与齿轮的乘积有关，可取由弯曲强度算得的模数并就近圆整为标准值，按接触强度算得分度圆直径，算出中心太阳轮的齿数。

取，则行星轮齿数。

这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑。

几何尺寸计算根据保证满足同心条件，可以计算内齿圈的齿数根据设计计算可得中心太阳轮行星轮内齿圈的几何尺寸，如下表表传动齿轮几何尺寸单位名称符号计算公式结果太阳轮行星轮内齿圈模数根据齿轮强度定出的标准值压力角分度圆直径齿顶高齿根高齿高顶隙齿顶圆直径齿根圆直径零件不得不更换，由此会给施工带来很多不便，使得用户建设单位难以接受。

同时，采用气举反循环排渣，由于气压和气压零部件压力的限制，在定程度上限制了钻具成孔的深度。

此外，由于地质条件的复杂性，在施工过程中不可避免地发生些不可预测的些实际的问题，使得钻具的稳定可靠性难以达到理想要求。

第九章设计总结本次设计的目的是为了系统地把大学中所学的专业知识连贯起来应用于实际当中，来解决生产实际问题，从而锻炼我们的分析问题和解决问题的能力，从而设计出满足要求的机械录电压才能输出电功率，采取的控制方法是半控整流的升压原理。

电机低转速时，控制器控制，使其按规律作工作，以产生泵升电压。

当泵升电压高于蓄电池端电压时，输出电能。

这里，选择和导通区间进行分析，在发电运行时，和并不导通，而是导通，且处于脉宽调制工作状态。

半控整流的升压工作原理其实就是升压斩波。

在个周期内，当打开时，绕组电感积蓄磁场能量，导致回路内电流上升当关断时，绕组电感向蓄电池充电，导致回路电流下降。

在这过程中，通过选择合适的占空比，可在蓄电池两端获得为蓄电池内电压，为充电回路电压，从而实现能量回馈。

等效原理图见图示。

回馈制动实质就是在导通时，电机机械能转换为磁场能量储存在电机绕组中在截止时，将电机的机械能及储存在电机绕组中的磁场能量转换为电能，经电感升压斩波作用，将能量回馈给蓄电池。

由于电枢电流方向与反电势方向相反，故电机获得制动转矩。

图回馈制动等效电路令可得回路的电压方程为回路电流为则从导通至截止时，存储于电机电感的磁场能量为式中为期间内由动能转化的电磁能。

当电流增加到时，关断在，内，截止，其工作流程为相绕组蓄电池相绕组相绕组，通过续流作用向蓄电池充电，电机电感释放磁场能量。

当不考虑电流和的脉动，且忽略电阻时，由上式可得式中。

控制的大小，即可使蓄电池两端的电压。

控制器以闭环控制方式自动调整，使不超过蓄电池的上限电压，发电电流不超过蓄电池允许的上限电流。

基于上述原理，在不改变硬件电路的情况下，通过改变脉冲的控制方式可实现电动车的能量回馈制动。

在电动车减速下坡限速时，采用对进行调制，而使保持截止，以构成升压斩波电路，从而实现能量回馈。

回馈制动的数学模型续流状态以状态为例，此时由图可知接受信号。

当导通时，系统的状态如图所示，状态方程如下式中为电动机相端的端电压为电池端电压为电动机中点电压为相电流为定子三相绕组电阻为微分算子为三相反电势为绕组自感为绕组互感。

由且可得，系统续流状态时的回路方程由于系统处于制动状态，故电动机的相反电势，相反电势，回路电流处于上升阶段，车辆的动能转化为磁场能储存在绕组电感中，其中有部分能量以热的形式消耗在电动机的绕组阻抗上。

图回馈制动时的续流状态充电状态以状态时为例，此时接受信号当分断时，系统的状态如图所示，满足状态方程图回馈制动时的充电状态系统硬件电路设计电动车总体结构框图电动自行车的电气部分由电源轮毂控制器霍尔调速转把刹车手把等组成。

总体结构框图见图所示。

电动自行车在骑行中，控制器的功率驱动管处于开关状态。

行驶速度与控制器输出的电压成正比。

电机电流