本文關(guān)鍵詞：直流無刷電機無極調(diào)速系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年隨著空氣污染越來越嚴重和石油等不可再生資源的缺乏,而像汽車這樣的交通工具又不可或缺,純電動的新能源汽車就是在這樣環(huán)境下產(chǎn)生的。純電動汽車(Electric Vehicle, EV)不會產(chǎn)生尾氣且運行時基本沒聲音,既安全又高效,因此受到全世界各國政府的大力追捧,且在近些年發(fā)展迅速。電機控制是電動車研究的重要技術(shù)之一,直流無刷電機的結(jié)構(gòu)簡單、運行安全、故障率低、效率高、調(diào)速平滑、脈動小。廣泛應用于電動車上。要想在電機靜止時獲得轉(zhuǎn)子位置,同時保證在啟動時電機不發(fā)生反轉(zhuǎn),電感法就是其中的一種。再結(jié)合反電勢積分法,提出了一種新的控制方法可使直流無刷電機在啟動階段不發(fā)生反轉(zhuǎn),沒有抖動,而且能夠快速的響應。若要提高控制的精度,就要實現(xiàn)閉環(huán)控制,本文是將轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速作為控制量的。首先要估算轉(zhuǎn)子位置,而這個是通過滑模觀測器來實現(xiàn)的。其次,由于很多因素都會影響轉(zhuǎn)子位置的估算,故本文設(shè)計了基于PLL鎖相環(huán)的控制系統(tǒng)。最后,在Simulink中,驗證本文提出方法的可行性與正確性。本文在啟動階段后嘗試用磁場定向控制理論驅(qū)動無刷電機,分析說明了車用無刷直流電機應用磁場定向控制理論的意義,通過結(jié)合電感法與反電勢法構(gòu)造了無刷直流電機全速范圍的無傳感器控制系統(tǒng)。對車用無刷電機性能要求的分析,確定了本文設(shè)計的控制系統(tǒng)所要達到的控制目的。利用Altera公司的FPGA開發(fā)板及套件搭建了實驗所需的硬件平臺,根據(jù)所述控制系統(tǒng)進行了軟件程序編寫。實驗驗證了通過空間電壓矢量法對電機進行控制實現(xiàn)無極調(diào)速的可行性以及轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的正確性。給出的實驗數(shù)據(jù)表明,本文設(shè)計的全速范圍下無刷直流電機無傳感器控制系統(tǒng)可以達到電動車對于無刷電機的性能要求。
【關(guān)鍵詞】：FPGA 矢量控制 直流無刷電機 無極調(diào)速
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;TM33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 選題背景和意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.1 國外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀16
• 1.3 電動汽車用無刷直流驅(qū)動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文主要內(nèi)容和章節(jié)安排17-18
• 1.4.1 論文主要內(nèi)容17
• 1.4.2 論文章節(jié)安排17-18
• 1.5 本章小結(jié)18-20
• 2 電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)要求分析20-28
• 2.1 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的特點及關(guān)鍵技術(shù)20-21
• 2.1.1 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)特點20
• 2.1.2 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)重要技術(shù)20-21
• 2.2 電動汽車性能分析21-24
• 2.2.1 EV路面行駛的受力分析21-23
• 2.2.2 EV動力性能分析23-24
• 2.3 電動汽車驅(qū)動電機選型24-25
• 2.3.1 電機功率選擇24
• 2.3.2 驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速選擇24-25
• 2.3.3 驅(qū)動電機選擇25
• 2.4 本章小結(jié)25-28
• 3 直流無刷電機的運行原理和數(shù)學模型28-34
• 3.1 直流無刷電機的運行原理和數(shù)學模型28-29
• 3.1.1 直流無刷電動機的基本結(jié)構(gòu)28
• 3.1.2 直流無刷電機的運行原理28-29
• 3.3 直流無刷電機的數(shù)學模型29-32
• 3.3.1 直流無刷電機的基本公式30-31
• 3.3.2 直流無刷電機的數(shù)學模型31-32
• 3.4 直流無刷電機的轉(zhuǎn)矩脈動的解決方法32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 直流無刷電機控制系統(tǒng)與控制技術(shù)34-44
• 4.1 控制系統(tǒng)的的設(shè)計方案34
• 4.2 控制結(jié)構(gòu)34-35
• 4.3 控制策略35-41
• 4.3.1 PID控制原理35-37
• 4.3.2 空間矢量定義與坐標變換37-39
• 4.3.3 空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)39-41
• 4.4 控制策略41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 5 直流無刷電機控制系統(tǒng)的Matlab仿真與試驗44-50
• 5.1 仿真平臺介紹44
• 5.2 直流無刷電機控制系統(tǒng)的Matlab仿真與試驗44-47
• 5.2.1 直流無刷電機本體模塊44-45
• 5.2.2 轉(zhuǎn)矩計算模塊45-46
• 5.2.3 轉(zhuǎn)速計算模塊46
• 5.2.4 電流滯環(huán)控制模塊46-47
• 5.2.5 電壓逆變器模塊47
• 5.3 仿真結(jié)果分析47-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 6 直流無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計50-62
• 6.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)50-51
• 6.2 電機控制系統(tǒng)核心控制芯片51-53
• 6.2.1 FPGA24017芯片簡介51-52
• 6.2.2 功率驅(qū)動芯片的選取52-53
• 6.3 電機驅(qū)動主電路設(shè)計53-59
• 6.3.1 電源電路設(shè)計53-54
• 6.3.2 主電路和緩沖電路54-55
• 6.3.3 相電流檢測電路55-56
• 6.3.4 轉(zhuǎn)子位置檢測電路56-57
• 6.3.5 欠壓檢測電路57-58
• 6.3.6 過流保護電路58-59
• 6.4 驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計59-60
• 6.4.1 系統(tǒng)主程序59-60
• 6.4.2 電流環(huán)控制算法子程序60
• 6.5 本章小結(jié)60-62
• 7 總結(jié)與展望62-64
• 7.1 總結(jié)62
• 7.2 展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 作者簡介及讀研期間發(fā)表論文情況70

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：直流無刷電機無極調(diào)速系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：261134