發(fā)布時間：2021-07-30 12:20

　　針對農(nóng)用電動運輸車直流電源電壓降落而導致的動力降低,以及車輛行駛工況復雜多變等問題,設計一種基于雙向準Z源逆變器的無刷直流電機驅動系統(tǒng)。以STM32F103C8T6為控制器,完成驅動系統(tǒng)的硬件電路設計。通過直流母線方波升壓和SVPWM控制策略,使無刷直流電機驅動系統(tǒng)具有ON-PWM斬波、準Z源方波升壓、準Z源SVPWM三種驅動模式。最后搭建驅動系統(tǒng)的試驗平臺,取直流電源電壓U_dc=24 V,直通占空比D₀=0.2,準Z源方波升壓和準Z源SVPWM都將逆變橋的直流母線電壓提升至40 V以上,有效解決直流電源電壓降落的問題。驅動系統(tǒng)根據(jù)加速、爬坡、重載等具體工況快速、準確地切換工作模式,滿足車輛的動力需求,提高車輛行駛的安全性和可靠性。 

【文章來源】：中國農(nóng)機化學報. 2020,41(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 雙向準Z源逆變器結構

因增加了準Z源網(wǎng)絡,使得逆變器在傳統(tǒng)的工作狀態(tài)基礎上增加了直通工作狀態(tài)。兩種工作狀態(tài)如圖2所示。當橋臂直通時Q7關斷,直流電源和電容C2一起為電感L1充電,電容C1給電感L2充電,iL1、iL2上升,UL1=UL2=Udc,為非直通升壓儲備能量。當橋臂非直通時Q7開通,直流電源電壓Udc、電感電壓UL1、UL2之和作為逆變橋母線電壓Upn給電機供電實現(xiàn)升壓,此時直流電源和電感L1給電容C1充電,電感L2給電容C2充電,iL1、iL2下降,電容電壓UC1、UC2上升,為下一次直通做準備。設開關周期Ts,非直通時間T,直通時間t0。根據(jù)電感的伏秒平衡原理,得逆變橋的直流母線電壓

STM32F103C8T6控制器主要用于完成驅動模式的選擇、PWM信號的生成、位置檢測、電流檢測及保護。STM32F103C8T6利用定時器TIM1的周期中斷輸出PWM信號,即PA8、PA9和PA10引腳輸出上橋臂的控制信號PWM1、PWM3、PWM5,PB13、PB14和PB15引腳輸出下橋臂的控制信號PWM4、PWM6、PWM2[8-9]。STM32F103C8T6接線如圖3所示。1.3 逆變橋及其驅動電路

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡的無刷直流電機控制方法[J]. 田海林,宋珂煒,董鉑龍,方輝.  電力電子技術. 2019(12)
[2]基于STM32的無刷直流電機控制系統(tǒng)[J]. 童宏偉,張莉萍,申景雙,解大,陳宇晨.  傳感器與微系統(tǒng). 2019(07)
[3]基于Z源逆變器的改進SVPWM控制算法研究[J]. 雷永鋒,孫莉莉.  中國農(nóng)機化學報. 2019(05)
[4]電動環(huán)衛(wèi)車動力系統(tǒng)優(yōu)化研究[J]. 劉惠鳴,趙樹朋,張楨,張世芳,趙松,胡淑明.  中國農(nóng)機化學報. 2019(05)
[5]Z源逆變在電動汽車電機驅動系統(tǒng)中的應用研究[J]. 雷永鋒,孫莉莉,徐慧博.  機械與電子. 2018(09)
[6]基于STM32的無刷直流電機控制器硬件電路設計及實驗研究[J]. 張修太,翟亞芳,趙建周.  電子器件. 2018(01)
[7]中國電動拖拉機研究進展[J]. 沈文龍,周俊,姬長英,顧寶興,Muhammad Sohail Memon.  中國農(nóng)機化學報. 2017(10)
[8]一種準Z源升壓型DC-DC變換器[J]. 房緒鵬,馬伯龍,董召龍,郭久紅,高冠中.  工礦自動化. 2017(04)
[9]基于STM32F4的機載三軸云臺控制器設計[J]. 王成波,戈振揚,賀勇,顧文杰,雷錦濤.  中國農(nóng)機化學報. 2016(08)
[10]溫室用小型電動拖拉機研究[J]. 管春松,胡檜,陳永生,楊雅婷,曹曙明.  中國農(nóng)機化學報. 2015(02)

博士論文
[1]永磁直驅風力發(fā)電半準Z源變流系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 張陽.湖南大學 2017

碩士論文
[1]電動汽車用無刷直流電機控制技術研究[D]. 陳麗.河北科技大學 2017
[2]基于STM32的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計[D]. 趙偉.南京信息工程大學 2016
[3]電動汽車無刷直流電機驅動用雙向準Z源逆變器的研究[D]. 孫浩.江蘇大學 2016
[4]電動汽車電機驅動用Z源逆變器的實驗研究[D]. 薛平.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3311394