本文關(guān)鍵詞：雙模型無刷直流電動機控制器設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：21世紀以來,我國經(jīng)濟高速發(fā)展,城市化進程加快,越來越多的人到城市就業(yè)或居住,城市人口急劇增加。隨著城市規(guī)模的不斷擴大,人們對綠色、環(huán)保、便捷、低成本出行的需求與日激增,順應(yīng)該市場需求而發(fā)展起來的電動自行車市場保有量隨之不斷增大。作為電動自行車的核心控制部件,無刷直流電動機控制器在一級市場銷量也隨之節(jié)節(jié)攀升。在二級市場上,為滿足電動自行車霍爾元件損壞的電機維修需求,雙模型無刷直流電動機控制器更因其有霍爾和無霍爾雙模式兼容的特性受到眾多電動車使用者的青睞。本文首先介紹了兩輪電動自行車及其控制器的發(fā)展,從兩輪電動自行車用無刷直流電機控制系統(tǒng)的組成、工作原理及控制方法入手,對無刷直流電動機的運行特性進行分析,對有、無位置傳感器兩種模式無刷直流電動機的啟動、換相控制方法進行深入分析。針對市場上電機維修和降低電動自行車整車成本的市場需求,提出了雙模型無刷直流電動機控制器的設(shè)計需求。然后,在理論分析的基礎(chǔ)上,對課題實現(xiàn)系統(tǒng)功能及需求進行分析,針對無位置傳感器換相控制及啟動的實現(xiàn),提出了反電動勢過零點檢測以及零啟動控制實現(xiàn)策略。結(jié)合課題需實現(xiàn)的功能以及成本要求選用性價比較高的中穎電子公司8位單片機芯片SH79F1611作為主控芯片來實現(xiàn)雙模型直流無刷電機控制系統(tǒng)設(shè)計。采用反電動勢過零點檢測法進行無位置傳感器換相設(shè)計,針對過零檢測中硬件實現(xiàn)中心點重構(gòu)易導(dǎo)致干擾,從而影響正確換相問題,提出了軟件重構(gòu)中心點的方法。本文詳細介紹了基于SH79F1611芯片的雙模型控制器軟、硬件模塊的工作原理及流程,并對控制系統(tǒng)的功能及可靠性進行全面測試驗證。最終,通過該設(shè)計完成了基于SH79F1611的48V雙模型無刷直流電動機控制器的系統(tǒng)設(shè)計。所設(shè)計雙模型無刷直流電動機控制器可降低電動自行車總線及無刷直流電動機成本,大大提高無刷直流電動機的可靠性。該設(shè)計具備了實用性、經(jīng)濟性和可靠性多方面的優(yōu)勢,在電動自行車整車廠以及售后市場得以廣泛應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：電動自行車 無刷直流電動機 雙模型控制器 反電動勢過零檢測
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題來源及意義11-13
• 1.2 電動自行車發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.3 電動自行車用電機發(fā)展概況14
• 1.4 無刷直流電動機控制器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 無刷直流電動機實現(xiàn)分析16-27
• 2.1 無刷直流電動機的組成16-21
• 2.1.1 電機本體16-18
• 2.1.2 位置檢測器18-19
• 2.1.3 無刷直流電動機控制器19-21
• 2.2 無刷直流電動機工作原理21-23
• 2.3 無刷直流電動機特性分析23-25
• 2.3.1 無刷直流電動機的等效電路23-24
• 2.3.2 無刷直流電動機的反電動勢24
• 2.3.3 無刷直流電動機的轉(zhuǎn)矩24-25
• 2.3.4 無刷直流電動機的轉(zhuǎn)矩脈動25
• 2.4 電動自行車用無刷直流電動機控制系統(tǒng)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 系統(tǒng)需求分析及實現(xiàn)策略27-38
• 3.1 系統(tǒng)需求分析27
• 3.2 系統(tǒng)需實現(xiàn)功能27-29
• 3.3 控制實現(xiàn)策略29-37
• 3.3.1 控制芯片選取29-31
• 3.3.2 PWM控制31
• 3.3.3 無位置傳感器換相控制31-36
• 3.3.4 無位置傳感器啟動控制36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于SH79F1611的雙模型無刷直流電動機控制器硬件設(shè)計38-47
• 4.1 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)38-39
• 4.2 核心控制部分電路39-40
• 4.3 系統(tǒng)供電部分電路40-42
• 4.4 有位置傳感器位置檢測電路42
• 4.5 無霍爾傳感器位置檢測電路42-43
• 4.6 MOS管驅(qū)動電路43-44
• 4.7 過流保護電路設(shè)計44-45
• 4.8 印制板圖設(shè)計45-46
• 4.9 本章小結(jié)46-47
• 第五章 基于SH79F1611雙模型無刷直流電動機控制器軟件設(shè)計47-59
• 5.1 軟件任務(wù)分析47
• 5.2 軟件開發(fā)環(huán)境47
• 5.3 軟件整體結(jié)構(gòu)及主程序設(shè)計47-53
• 5.4 反電動勢過零檢測與處理程序53-54
• 5.5 預(yù)定位啟動程序54-56
• 5.6 調(diào)速程序56-57
• 5.6.1 轉(zhuǎn)速計算56
• 5.6.2 調(diào)速程序工作流程56-57
• 5.7 故障檢測與指示57-58
• 5.8 本章小結(jié)58-59
• 第六章 雙模型無刷直流電動機控制器調(diào)試及測試59-66
• 6.1 系統(tǒng)調(diào)試59-60
• 6.1.1 欠壓保護調(diào)試59
• 6.1.2 行駛過程自動斷電59-60
• 6.2 系統(tǒng)測試60-65
• 6.2.1 測試平臺搭建60
• 6.2.2 實驗系統(tǒng)60-61
• 6.2.3 系統(tǒng)工作曲線測試61-62
• 6.2.4 電流測試62-63
• 6.2.5 功能測試63-65
• 6.2.6 穩(wěn)定性測試65
• 6.3 本章小結(jié)65-66
• 第七章 總結(jié)及展望66-68
• 7.1 總結(jié)66
• 7.2 展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-71

【共引文獻】

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本文編號：907166