专利名称：电动自行车调速控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动自行车调速控制器，特别是与其速度给定装置有关。
现有技术中有一种调速控制器，用来将直流电源的固定电压变为连续可调的直流电压并输出给电动机，控制电动机转速，实现电动自行车无级调速。其结构形式为由速度给定电位器、速度调节器、脉宽调制控制电路组成。将直流电源的固定电压通过速度给定电位器进行分压，其分压信号输给实现电压调节的速度调节器，速度调节器的输出信号传入到完成脉宽调制的脉宽调制控制电路，最后将连续可调的直流电压传给电动机。由于采取调节电位器这种电接触方式来调节速度给定，而电动自行车的环境和运行条件恶劣，造成电位器经常损坏，使调速控制器难以运转。
本实用新型的目的在于防止调节速度给定的部件损坏，预防调速控制器故障的发生而提供一种电动自行车调速控制器。
本实用新型采取无接触速度给定的方式来实现其目的。
本实用新型包括发出速度给定信号的速度给定器，接收速度给定信号进行电压调节的速度调节器，进行脉宽调制并输出连续可调直流电压的脉宽调制控制电路，其特点是上盖和底盖扣合到一起，并由紧固螺杆紧固；紧固螺杆和控制板紧固在底盖上；速度给定器由包括可变扁平电感、运算放大器、电容、电阻、电位器、可变电阻组成了速度给定信号测量电路，固定在控制板上；扭转弹簧可作用于薄金属片上，二者通过紧固螺杆固定在底盖上，并可绕紧固螺杆转动；薄金属片位于扁平电感的端面附近。
本实用新型具有的优点是由于本实用新型在工作时，速度给定器中的高频振荡器产生高频信号，作用于速度给定器，速度给定器中的可变扁平电感的电感量，随着薄金属片旋转切入扁平电感端面面积的增大，而逐渐增大，引起速度给定器的电路中交流阻抗的比例变化，电路在各阻抗上的分压发生变化，从而通过速度调节器和脉宽调制控制电路，向直流电动机输出的电压发生连续的变化，实现无级调速。本实用新型与背景技术相比，由于采用了薄金属片与扁平电感相互切入、无接触的方式调节速度给定信号，使调速控制器的故障发生率大大降低。
本实用新型有如下附图
图1为本实用新型的主视剖视图；图2为本实用新型的左视剖视图；图3为本实用新型的速度给定器的电路图；图4为图3中运算放大器U1的输出端18相对直流电源的正中间抽头UG的电压-时间波形图。
以下结合附图更详细地描述本实用新型的实施例在图1及图2中，1为调速拉线，2为扭转弹簧，3为紧固螺杆，4为薄金属片，5为扁平电感，6为功率管，7为散热器，8为继电器，9为四个接线柱，10为上盖，11为底盖，12为第二控制板，13为控制板。上盖10与底盖11构成外壳，其形状更便于安装在自行车车架后斜梁与后挡泥板之间的三角区内，速度给定器位于控制板13上，并通过四个接线柱9与直流电源相连；四个接线柱9也用于调速控制器与电机相连；第二控制板12与控制板13通过十二根圆铜丝焊接紧固在控制板13上，并由此形成两块控制板间电路上的连接；包括功率管6、散热器7和继电器8的脉宽调制控制电路固定在控制板13和第二控制板12上；功率管6、散热器7和继电器8固定在控制板13上；薄金属片4位于扁平电感5的端面附近，调速拉线1未受力时，薄金属片4不切入扁平电感5的端面；拉紧调速拉线1，薄金属片4逐渐切入扁平电感5的端面，由于电涡流效应而使扁平电感5的电感量变化，最后调速控制器的输出电压发生变化；松开调速拉线1，扭转弹簧2可使薄金属片4转回原来不切入扁平电感5端面的位置。
扁平电感5最好由一只罐形磁芯中放入环形线圈组成，这样的扁平电感结构简单，易于制造而效果很好。罐形磁芯的开口面为扁平电感的端面。
在图3中，运算放大器U1、U2、U3、U4为四运算放大器集成块的四个单元，直流电源的正极U+接运算放大器U1的正电源端17、运算放大器U2、U3、U4的正电源端和电位器UR2的一端；直流电源的负极U-接运算放大器U1的负电源端、运算放大器U2、U3、U4的负电源端和电位器UR2的另一端；直流电源的正中间抽头UG接运算放大器U1的输入正端15、运算放大器U2的输入负端20和运算放大器U3的输入正端23；运算放大器U1的输入负端14接电容C1的一端和可变电阻UR1的一端；电容C1的另一端接电阻R3的一端，电阻R1的一端和运算放大器U1的输出端18；电阻R1的另一端接运算放大器U2的输入正端19和电阻R2的一端；电阻R2的另一端接可变电阻UR1的另一端、可变端及运算放大器U2的输出端21；电阻R3的另一端接运算放大器U3的输入负端22、电阻R4的一端和电阻R5的一端；电阻R4的另一端接电位器UR2的可变端；电阻R5的另一端接扁平电感5的一端、运算放大器U3的输出端24和电容C2的一端；扁平电感5的另一端接电容C2的另一端、二极管D的正端和电阻R6的一端；二极管D的负端接电阻R7的一端和电容C3的一端；电阻R7的另一端接运算放大器U4的输入负端25和电阻R8的一端；电阻R8的另一端接运算放大器U4的输出端27和速度调节器的给定端NSET；电阻R6的另一端、电容C3的另一端和运算放大器U4的输入正端26接直流电源的正中间抽头UG。
本实用新型的速度给定器电路是这样工作的由运算放大器U1、U2、U3，电阻R1、R2、R3、R4、R5，可变电阻UR1，电位器UR2，电容C1组成了高频振荡器；首先由运算放大器U1、U2，电阻R1，可变电阻UR1，电容C1通过对电容C1充放电产生振荡，在运算放大器U1的输出端18相对正中间抽头UG产生图4中的三角波，经由电阻R3、R5、运算放大器U3组成的放大电路部分进行放大，输出给由扁平电感5、电容C2、电阻R6组成的谐振调幅电路，其信号在电阻R6上的分压，由二极管D作为检波器、电容C2作为滤波器进行检波，滤波后，经由电阻R7、R8、运算放大器U4组成的放大电路进行放大，由速度调节器的给定端NSET和正中间抽头UG输出，输给速度调节器。
调节可变电阻UR1可改变高频振荡器的信号频率(或图4中的周期T)。在薄金属片4未切入扁平电感5时，调节UR1使由扁平电感5和电容C2组成的LC并联电路谐振，其并联阻抗最大；调节电位器UR2使给定端NSET对正中间抽头UG信号电位为零；当薄金属片4切入扁平电感5时，扁平电感5的电感量变化，造成LC谐振点移动，LC并联阻抗减小，电阻R6上的分压增大，从而给定端NSET对正中间抽头UG的信号电位增大，达到了速度给定调节的目的。随着扁平电感5被薄金属片4的切入面积逐渐增大，给定端NSET相对于正中间抽头UG的信号电压逐渐增大。
本实用新型特别适用于直流电源为24V，驱动额定电压为24V，额定电流为7A的自行车永磁直流电动机。
为进一步防止故障发生，提高效率、降低消耗。本实用新型还增加了电动自行车高速运行时将功率管旁路的继电器切换电路。
权利要求1.一种电动自行车调速控制器，包括发出速度给定信号的速度给定器，接收速度给定信号进行电压调节的速度调节器，进行脉宽调制并输出连续可调直流电压的脉宽调制控制电路，其特征是上盖(10)和底盖(11)扣合到一起，并由紧固螺杆(3)紧固；紧固螺杆和控制板(13)紧固在底盖上；由包括可变扁平电感(5)、运算放大器、电容、电阻、电位器、可变电阻组成了速度给定信号测量电路的速度给定器固定在控制板上；扭转弹簧(2)可作用于薄金属片(4)，二者通过紧固螺杆固定在底盖上，并可绕紧固螺杆转动；薄金属片(4)位于扁平电感(5)的端面附近。
2.根据权利要求1所述的调速控制器，其特征是扁平电感由一只罐形磁芯中放入环形线圈组成。
3.根据权利要求1或2所述的调速控制器，其特征是速度给定器由高频振荡器、谐振调幅电路、检波器、滤波器、放大电路组成。
4.根据权利要求3所述的调速控制器，其特征是速度给定器的电路连接方式为直流电源的正极U+接运算放大器U1的正电源端17、运算放大器U2、U3、U4的正电源端和电位器UR2的一端；直流电源的负极U-接运算放大器U1的负电源端16、运算放大器U2、U3、U4的负电源端和电位器UR2的另一端；直流电源的正中间抽头UG接运算放大器U1的输入正端15、运算放大器U2的输入负端20和运算放大器U3的输入正端23；运算放大器U1的输入负端14接电容C1的一端和可变电阻UR1的一端；电容C1的另一端接电阻R3的一端、电阻R1的一端和运算放大器U1的输出端18；电阻R1的另一端接运算放大器U2的输入正端19和电阻R2的一端；电阻R2的另一端接可变电阻UR1的另一端、可变端及运算放大器U2的输出端21；电阻R3的另一端接运算放大器U3的输入负端22、电阻R4的一端和电阻R5的一端；电阻R4的另一端接电位器UR2的可变端；电阻R5的另一端接扁平电感(5)的一端、运算放大器U3的输出端24和电容C2的一端；扁平电感(5)的另一端接电容C2的另一端、二极管D的正端和电阻R6的一端；二极管D的负端接电阻R7的一端和电容C3的一端；电阻R7的另一端接运算放大器U4的输入负端25和电阻R8的一端；电阻R8的另一端接运算放大器U4的输出端27和速度调节器的给定端NSET；电阻R6的另一端、电容C3的另一端和运算放大器U4的输入正端26接直流电源的正中间抽头UG。
专利摘要本实用新型属于电动自行车调速控制器，它解决了现有技术中以速度给定电位器作为速度给定器的调速控制器内，电位器经常损坏、造成调速控制器难以运转的问题。本实用新型由速度给定器、速度调节器、脉宽调制控制电路组成，速度给定器采取了无接触式电涡流传置传感器的方式，得到速度给定信号，通过脉宽调制技术，将直流电源的固定电压变为连续可调的直流电压并输给电动机。本实用新型用于电动自行车，特别是其调速控制装置。
文档编号H02P5/00GK2235680SQ9522522
公开日1996年9月18日 申请日期1995年11月8日 优先权日1995年11月8日
发明者陈益广 申请人:天津市数控及传动技术应用研究所