控制器性能设计介绍

一、控制器的基本类型

控制器主要分有刷与无刷电机用两大类，根据其主芯片又可分为普通型与智能型。智能型主芯片为单片机，普通型多为开关电源芯片，常被称为模拟式。按其功能可分为电动与助力两大类，电动型在我国为主型，助力型也渐成时尚。但在我国目前因力矩传感器尚未能普及，目前流行的产品仅为速度传感器型，由于它在爬坡与顶风时无法真正实现比例助力，今后将逐渐为力矩传感型取代。 

无论无刷与有刷电机，目前均以直流永磁式为主型。其调速原理均为调节电枢电压。由于基于开关电源原理的脉宽调制式（PWM）控制器具有率、低功耗、调节简便的优点，因而一直成为控制器的电路主型。 

无刷电机控制器系将电池直流逆变为三相交流、形成旋转磁场进而推动电机旋转，其优点是：效率高于有刷电机，加之无电刷，工作寿命长，因而使用比例正逐渐上升。

二、控制器的主要技术性能参数

由于控制器尚无国标，目前只能主要参照国家标准草案与地方标准检测。其主要技术性能参数包括: 

1、欠压保护电压Vmin：指电池放电至欠压保护电压时控制器将停止工作的功能。欠压保护电压值应正确，过高将缩短续行里程，过低将大大缩短电池使用寿命。 

2、过流保护电流Imax：指在零起动或爬坡等重载情况下，控制器被自动限流的最大电流值。由于直流电机的输出转矩与工作电流成线性比例关系，过流点高，电机输出转矩及整车牵引力大，驱动强劲。但大电流下电机效率通常将降低，因而将缩短续行里程，过大还将引起电机与控制器严重发热，还可能导致电机逐步退磁，效率降低、寿命缩短。因此，对过流点的选择，生产商应全面均衡后慎重确定，不可大意。 

3、刹车断电功能：指刹车信号出现时控制器应立即停止输出，否则发生飞车将危及骑行者人身安全。刹车制动按电平有高低之分。 

4、除上述外，尚有额定电压、额定功率（按电机确定）、绝缘电阻或耐压以及防雨（水）功能等。为保证电动自行车有优良的骑行性能，控制器还应检测以下技术性能参数： 

1、调速功能：此项功能系指转动调速把后，电机转速与车速应能平稳、线性增加的操纵功能。该功能优劣与转把及控制器质量高低都有关。对控制器而言，通常调速电压为1.2～4V时,车速应能由零逐渐增加至最大。早期产品有反把式，即4～1V，也有0—5V的类型，相应在控制器上应注明。 

2、输出电压U0、电流I0、功率P0与效率η；与电机一样，控制器也有效率高低的问题。控制器在最高车速下应有直通功能，即电池送出的功率几乎全部加至电机上，此时的效率最高，通常可达99﹪以上。但应注意，电动车骑行并非总在最高时速下。对控制器而言，在调速范围内均有率才是优良控制器的特征。而在中低速下，控制器通常以PWM方式工作，一些不良品的控制器使用的功率器件导通电阻过高，将引起可观的损耗并导致发热严重、寿命与续行里程缩短，因而不可不仔细测量。 

3、温升△t（℃）: 除功率开关损耗大将引起控制器严重发热外，控制器散热结构设计与制造、装配不良也将引起温升过高。严重时，例如在夏季阳光暴晒的高温环境下更易引起控制器烧毁。