无刷控制器的作用和结构原理
★1.控制器的作用
控制器主要作用是控制电动机的转速,所以叫作速度控制器。另外,生产厂家还根据用户需要加入其他辅助功能,如前进、倒车、高中低速、零启动、反充电(能量再生)、时速显示、断电刹车等功能。
控制器和调速转把配合,控制电动机的转速,能随刹车开关的闭合使电动机断电,并通过仪表控制线路,使仪表显示电源电压、欠压及行驶里程。
★2.无刷控制器的结构原理
无刷控制器主要和无刷电动机配套使用,无刷控制器内部电路结构复杂,造价较高。500W无刷控制器外形如图4-40所示。500W无刷控制器内部电路如图4-41所示。

图4-40 500W无刷控制器外形

图4-41 无刷控制器内部电路(https://www.daowen.com)
无刷控制器工作原理框图如图4-42所示。
无刷控制器工作原理如下:

图4-42 无刷控制器工作原理框图
1)内部稳压电源提供控制器内部主处理芯片及电子元器件的工作电压。
2)主处理芯片PWM供电后工作,根据无刷电动机的霍尔信号对三路MOS管驱动电路给出有选择性的打开与关闭信号,以完成对电动机的换相。同时,根据转把的输入电压大小,将相应脉冲宽度的载波信号与MOS管导通信号混合,以达到控制电动机转速的目的。MOS管驱动电路将PWM信号整形放大,提供给MOS管。另外,对于三个MOS管来说,它们的驱动电平要求高于蓄电池供电电压,因此,MOS管驱动电路还要具有升压功能,将三路的MOS管导通信号变成高于蓄电池电压的超高方波信号。MOS管是大电流开关器件,其导通时间与关闭时间受导通信号与PWM信号合成的混合信号控制。
3)欠压保护电路在蓄电池电压降低到控制器设定值以下时,停止PWM芯片信号输出,以保护蓄电池不至于在低电压的情况下放电。
4)限流保护电路对控制器输出的最大电流进行限制,以保护蓄电池、控制器、电动机等不会出现允许范围以上的大电流。
无刷控器器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的起动、停止、制动信号,以控制电动机的起动、停止和制动;接受霍尔位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示,等等。