电动跑步机的工作原理、内部结构？！

摘要：介绍了一种电动跑步机上使用的开关电源设计，采用TL494作为脉冲宽度调制芯片，并在cPu的配合下进行速度的闭环控制，实现了直流电机的调速，同时还设计了过热、过流等保护电路，本设计的电源具有电路简单、性能可靠等特点。

关键词：跑步机电源；脉宽调制；保护电路

0 引言

    中国经济与世界的不断接轨，使中国台湾这个原先在电动跑步机行业一直处于垄断的地位，慢慢地被国内大陆的电跑厂家所削弱。据2006年、2007年成都体育产品博览会的不完全统计，国内有100家以上生产电动跑步机的企业。在电动跑步机产品中，家用跑步机占据了最大的市场份额，而家用跑步机以性能实用、价格价廉的特点决定了跑步机的传动采用小功率的直流电机，由于直流电机的速度与电枢的输出电压成正比，因此，电机的调速问题实际上成了直流电源的设计问题。

    近年来，随着新型电力电子功率器件的不断出现，直流电机的控制方式发生了较大的变化。采用全控型的开关功率元件进行脉冲宽度调制(pulse width modulation，简称PWM)已成为直流电机主要的调速方式之一。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能优良、效率高等优点。

1 电源系统设计

    本设计的跑步机电源控制对象是直流电机，目的是实现电机转速的控制，简要的工作原理是市电经全桥整流、滤波后实现AC／DC转换，然后采用功率场效应管作为主开关元件，通过TL494来控制功率场效应管的通断时间，从而控制电机的电枢电压来实现转速的控制。

    1)主电路设计

    我们设计的电源主电路见图1所示。设计采用4个整流二极管6A10构成整流桥，再经过电容C1的滤波，实现AC／DC的转换。然后通过PWM控制器电路送来的PWM信号控制功率场效应管IRFP460的通断，来改变直流电机电枢上的电压。图中Rq为电流保护的取样电阻，该电阻的压降直接反映了主回路电流的大小，触点J1一1为电动跑步机启动运行后闭合。

    2)控制电路

    控制电路包括PWM信号产生电路和异常时的过流、过热保护电路组成。

    (1)PWM信号的产生

    根据TL494的应用资料，锯齿波的频率可由公式计算如下：

        式(1)中Rt和Ct取值参考范围：

    Rt=5～lOOkΩ，Ct=0．001～0．1μF，根据后级功率场效应管推荐的开关频率l5kHz，本设计中Rt取7．5kΩ，Ct取0．01μF。由TL494产生PWM信号的电路如图2所示。

    系统中将误差放大器、控制放大器并联使用，放大器的同相端输入的是速度给定信号，反相端输入的是速度反馈信号，形成闭环控制；2、3脚之间接入的是阻容校正；13脚接地，使TL494不使用推挽型输出，此方式下内部的触发器不起作用，两路输出相同的PWM信号，且频率与锯齿波振荡频率相同。

    接到TL494上的速度给定信号是由单片机根据用户在面板上的操作而产生的数字脉冲信号经变换后生成的模拟信号；而速度反馈信号是通过光电传感器的数字脉冲信号获得的，该光电传感器是加装在与电机同轴的码盘上，其脉冲频率直接反映电机的转速，同样该数字脉冲信号也变换成模拟信号，关于数字脉冲到模拟电路的转换电路，因篇幅问题不再赘述。

    (2)保护电路

    对电机的保护一般包括过压、欠压、过流、过热等，考虑现场的实际情况和控制产品成本等诸多因素，设计了比较重要的过热保护和过流保护功能，具体的保护电路如图3所示。

    图l中主回路上的电流取样电阻Rq，其值大小根据不同功率的电动跑步机要求的限流值来决定，实际使用时选用不同长度的康铜丝。Rw为热敏电阻，其导热部分用直径φ3螺丝与功率场效应管紧固在一起，我们采用的是负温度系统的RT338006，其在25℃的电阻值为lOkΩ，在60℃的电阻值为3．02kΩ。

    在正常情况下，主回路上的电流只有2A左右，反映电流信号的电压不足以使VT1导通，而在正常情况下热敏电阻Rw的阻值大于R10，比较器B的同相端电压小于反相端电压，输出为低电平；比较器A的反相输入端的电压大于同相输入端的电压，输出也为低电平。因此，三极管VT2截止，TL494输出的PWM信号通过VT3，VT4去控制功率场效应管的通断，从而控制电机的转速。

    当过流情况发生时，Rq上的压降增大到VT1导通时，比较器B的反相输入端电压下降到接近0V，此时同相输入端的电压高于反相输入端，输出高电平，使VT2导通，从而将TL494输出的PWM信号封锁，功率场效应管截止，电机失电，实现电机保护。实际上当过流发生时，Rq上压降增大的同时其值也反映到了比较器A的同相端，而此时VT1的导通还导致了比较器A反相端电压的降低，这样的效果也使得比较器A输出高电平，该信号同样通过后面的或门确保了VT2的导通，因此从电路的形式上看过流保护实现的是双重保护。

    对于过热保护来说，一旦功率场效应管过热时，热敏电阻温度也随之升高，当热敏电阻阻值小于3kΩ(约60℃)时，比较器B的同相输入端电压大于反相输入端的电压，比较器输出高电平，同样将TL494输出的PWM信号封锁，使电机失电而实现保护。

2 结束语

    本文设计的电动跑步机电源，具有调速方式简单、电路结构简单、成本低廉等特点，同时电源还具有过流、过热等保护措施。三年来，该电源经过国内多家电跑厂家的配套使用，客户反映电机运转平稳，保护性能可靠，是比较理想的小功率直流电机的控制电源，具有较好的使用价值。

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跑步机怎么使用 跑步机正确用法示意图

跑步机怎么使用

1、初次使用请先熟悉跑步机

在初次使用电动跑步机前，请先站在旁边熟悉一下如何控制它—比如启动、停机和速度调节等，等你熟悉了之后才可以使用。熟悉后按下跑步机开始的电源按钮。

2、按下跑步机的启动按钮

按下start键，这时跑步机就已经开始运作了，它会自动选择速度为1，初学者可先以此速度为热身，大概热身五分钟，然后慢慢再根据自己的体质增加速度。

注意：跑步机启动前，千万不要站在皮带上，应站到跑步机两边的塑料防滑板上。

3、开启不同的速度或坡度模式

速度模式：

一般情况下，用双手抓住扶手，将机器开到16～32公里/小时的低速度，身体站直，向前看，用一只脚在跑带上"瓟"几下，尽量放松；接着站到跑步带随其一起运动，大概跑10分钟。在感觉适应后，再慢慢地把速度增加到3～5公里/小时，再保持这样的速度10分钟左右。最后，慢慢调低速度让机子停下来，缓慢减速直至停下来的时长大约为8分钟。

首先说明：只看平面图通常只能看出风水40-60％的问题，屋子外面的煞气、屋内的梁柱及装饰情况都看不到，也不知道准确的方位等信息，所以只能分析出部分风水，不会全面。下面只分析一下明显的问题。

首先是厨房的问题：

阳宅三要：“门、主、灶”，灶居其一，可见灶是非常重要的。而且，灶在居家风水中也主要反应女主人的运势情况。

1、水火并济：厨房中水槽与灶台距离过近（图上如此），水火并济，一方面不利女主人的健康，另一方面也主烂桃花，感情生波澜。建议将水槽和灶台的位置按我发的图示调整，就解决了这个问题。

2、灶后有门：厨房中的灶后有门，主女主人没有防人之心，容易犯小人，而且也容易被人窥视钱财。将厨房门改位置，就解决了这个问题。

其次是客厅的问题：

1、主座位与电视机不顺畅，电视机位于主座位的左手方向，人需要转身扭头才能看电视，不符合常规习惯，时间久了对身体不好。上面修改厨房门时调整了墙的位置，正好可以将电视柜放于厨房墙外，修正了这个问题。

2、冰箱外露：冰箱开启方向，属于窗外可见，不利于守财，将以冰箱调整外图示摆放。

另外，还有几点：

1、卫生间门正对书房门：厕所历来都为蕴藏污秽之气的所在，正对书房门，则对学习、工作、身体的运势都有负面影响。建议在卫生间门上挂门帘。门帘的原则以：一片、过膝、单层、不透光。

2、龙边撞壁：大门处龙边撞壁，不利于男性运势，同时也会与好的男性“无缘”。建议在该处挂一面穿衣镜。一方面，大门口挂穿衣镜符合衣着需要；另一方面，也能化解撞壁的问题。

3、关于跑步机的问题：从风水的角度，“龙动虎静”，“龙怕臭，虎怕吵”，虎动则伤人或破财，龙动则催高事业或地位。所以，你原设想在大门虎边放置跑步机并不适宜，暂时建议放到图示位置。

由于信息有限，给出建议如上，希望对你有帮助。

弧形跑步机是目前市场上非常流行的一种跑步机，其独特的弧形设计让跑步更加舒适和自然。相比传统的平面跑步机，弧形跑步机更注重对跑步者身体的保护和健康，并能提供更多的跑步方式，能够满足不同运动者的需求。

弧形跑步机的设计使得跑步的重心位于机器的中央，而不是前后两端。这样跑步者可以在跑动时感到更加舒适和稳定，不会产生明显的冲击力，避免对脚踝和膝盖等关节带来过大的压力。此外，弧形跑步机的移动底座设计可以使得跑步者进行更加多样化的运动方式，比如走路、慢跑、快跑等。

弧形跑步机还可以提供更加科学的心率控制方式，通过设置不同的运动模式和强度，跑步者可以根据自己的身体状况和心率的情况进行调整，达到最佳的运动效果。此外，弧形跑步机还具有良好的安全性能，可以自动停止，防止跑步者在使用过程中发生安全问题。

总之，弧形跑步机凭借其独特的设计和多样化的功能成为了现代健身的一款必备装备。对于追求健康和健身的人们来说，弧形跑步机无疑是一种理想的选择。