本文關(guān)鍵詞：串勵(lì)直流電機(jī)新型控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 串勵(lì)直流電機(jī) 電子換向 四象限運(yùn)行 MOSFET

【摘要】：電機(jī)作為汽車的驅(qū)動(dòng),具有成本低廉、操作方便、低污染等優(yōu)點(diǎn),近年來在叉車、貨車、電動(dòng)代步車、觀光游覽車等行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。串勵(lì)直流電機(jī)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、調(diào)速方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)中占有很大比例,尤其在叉車、貨車等大負(fù)荷車輛驅(qū)動(dòng)上具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。直流串勵(lì)電機(jī)傳統(tǒng)的換向方法采用電磁換向接觸器改變旋轉(zhuǎn)方向,不能實(shí)現(xiàn)快速與高頻率換向。同時(shí),在傳統(tǒng)控制方式中電樞與勵(lì)磁串聯(lián)繞組兩端反向電動(dòng)勢(shì)低于供電電壓,電機(jī)原則上只能工作在第一或第三象限。而電機(jī)若要在第二、第四象限運(yùn)行,就必須要有應(yīng)對(duì)能量再生的策略。本文以串勵(lì)直流電機(jī)作為控制對(duì)象,提出了全橋-半橋混合橋式電路與四開關(guān)全橋式電路兩種控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過比較最終確定選用四開關(guān)全橋電路作為本控制系統(tǒng)拓?fù)�。本文研究了由四組半導(dǎo)體開關(guān)管MOSFET組成的橋式電路控制電機(jī)電子換向和四象限運(yùn)行,通過控制四組開關(guān)元件的通斷,改變電樞與勵(lì)磁繞組的電流回路與方向,實(shí)現(xiàn)電機(jī)電磁力矩的改變和機(jī)械能向電池饋電,讓直流串勵(lì)電機(jī)可以在四個(gè)象限內(nèi)運(yùn)行。通過對(duì)串勵(lì)直流電機(jī)運(yùn)行特性的分析,基于BUCK降壓原理對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速控制,并通過仿真驗(yàn)證控制方法的可行性。根據(jù)電機(jī)的控制要求設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的原理圖,并繪制硬件電路板。實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的控制方法能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)串勵(lì)直流電機(jī)四象限運(yùn)行的控制,達(dá)到了預(yù)設(shè)目標(biāo)。本文還結(jié)合串勵(lì)直流電機(jī)與直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了可進(jìn)行電磁力矩電子換向與四象限運(yùn)行的電子換向串勵(lì)直流電機(jī)結(jié)構(gòu),同時(shí)給出了該電機(jī)的控制方法與控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了電機(jī)四個(gè)象限運(yùn)行情況。
【關(guān)鍵詞】：串勵(lì)直流電機(jī) 電子換向 四象限運(yùn)行 MOSFET
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM331.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究背景與選題依據(jù)8-9
• 1.2 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)9-11
• 1.2.1 電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)的性能要求9
• 1.2.2 電動(dòng)汽車用電機(jī)分類9-11
• 1.3 電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與意義12-14
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.4.2 研究意義13-14
• 第二章 串勵(lì)直流電機(jī)控制方法的分析與設(shè)計(jì)14-33
• 2.1 串勵(lì)直流電機(jī)運(yùn)行特性14-16
• 2.1.1 轉(zhuǎn)矩特性14-15
• 2.1.2 轉(zhuǎn)速特性15
• 2.1.3 機(jī)械特性15-16
• 2.2 串勵(lì)直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.3 串勵(lì)直流電機(jī)的運(yùn)行控制17-22
• 2.3.1 串勵(lì)直流電機(jī)的起動(dòng)控制17-19
• 2.3.2 串勵(lì)直流電機(jī)的調(diào)速控制19-20
• 2.3.3 串勵(lì)直流電機(jī)的制動(dòng)控制20-21
• 2.3.4 串勵(lì)直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)換向控制21-22
• 2.4 串勵(lì)直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真與分析22-25
• 2.4.1 PID控制原理22-24
• 2.4.2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真24-25
• 2.5 電機(jī)控制系統(tǒng)的拓?fù)溥x型與控制過程25-33
• 2.5.1 電機(jī)運(yùn)行的四個(gè)象限25-26
• 2.5.2 混合橋式電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26-29
• 2.5.3 四開關(guān)可逆H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)29-32
• 2.5.4 主電路拓?fù)溥x型32-33
• 第三章 串勵(lì)直流電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33-62
• 3.1 控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)33-35
• 3.1.1 控制系統(tǒng)電氣性能指標(biāo)33
• 3.1.2 控制系統(tǒng)的原理框圖設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.3 控制系統(tǒng)外部器件接線設(shè)計(jì)34-35
• 3.2 輔助電源設(shè)計(jì)35-39
• 3.2.1 48V轉(zhuǎn)12V電源35-38
• 3.2.2 12V轉(zhuǎn)5V與5V轉(zhuǎn)3.3V電源38-39
• 3.3 采樣電路設(shè)計(jì)39-46
• 3.3.1 加速信號(hào)采樣電路39-40
• 3.3.2 電磁制動(dòng)要求信號(hào)采樣電路40-42
• 3.3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速采樣電路42-43
• 3.3.4 控制系統(tǒng)溫度采樣電路43-44
• 3.3.5 電源母線電流采樣電路44-45
• 3.3.6 電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制信號(hào)采樣電路45-46
• 3.4 控制系統(tǒng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)46-51
• 3.4.1 接觸器及其驅(qū)動(dòng)電路46-48
• 3.4.2 控制系統(tǒng)運(yùn)行前檢測(cè)電路48-50
• 3.4.3 H橋功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷電路50-51
• 3.5 全橋斬波電路設(shè)計(jì)51-60
• 3.5.1 功率開關(guān)管與續(xù)流二極管選型51-52
• 3.5.2 開關(guān)電路損耗計(jì)算52-53
• 3.5.3 功率開關(guān)全橋電路53-55
• 3.5.4 全橋電路功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路55-58
• 3.5.5 控制系統(tǒng)緩沖電路58-60
• 3.6 通訊電路設(shè)計(jì)60-62
• 第四章 串勵(lì)直流電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-68
• 4.1 主要模塊設(shè)置62-64
• 4.1.1 PWM生成設(shè)置62-63
• 4.1.2 ADC設(shè)置63-64
• 4.1.3 速度曲線可變?cè)O(shè)計(jì)64
• 4.2 軟件程序設(shè)計(jì)64-68
• 4.2.1 主程序設(shè)計(jì)64-65
• 4.2.2 控制系統(tǒng)的啟動(dòng)65-66
• 4.2.3 數(shù)字控制算法PI的實(shí)現(xiàn)66-68
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析68-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-82
• 6.1 總結(jié)71
• 6.2 串勵(lì)直流電機(jī)展望71-82
• 6.2.1 電子換向串勵(lì)直流電機(jī)控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)72-74
• 6.2.2 電機(jī)第一、三象限運(yùn)行控制74-77
• 6.2.3 電機(jī)第二、四象限運(yùn)行控制77-82
• 致謝82-83
• 參考文獻(xiàn)83-86
• 作者攻讀碩士期間發(fā)表的文章與專利86-88

【相似文獻(xiàn)】

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1 王云龍;曹翼;李光耀;陳偉華;;小功率電動(dòng)車用串勵(lì)直流電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2013年11期

2 劉愛平;完善串勵(lì)直流電機(jī)試驗(yàn)中的靜止電源[J];電力機(jī)車與城軌車輛;2003年02期

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1 吳松;串勵(lì)直流電機(jī)新型控制系統(tǒng)研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：666892