兩輪電動(dòng)車環(huán)保、低能耗,是節(jié)能減排、解決一氧化碳和二氧化碳等空氣污染問題的主要途徑。直流無刷電機(jī)作為一種新型電機(jī),它具有體積小、重量輕、效率高、可靠性高、壽命長、噪音低、調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用到兩輪電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)動(dòng)力中。本文首先概要地介紹了國內(nèi)外直流無刷電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了直流無刷電機(jī)的特性,并講述了如何通過六步換相方法對(duì)直流無刷電機(jī)進(jìn)行控制以及如何通過PWM脈寬技術(shù)對(duì)直流無刷電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。在控制器硬件的整體設(shè)計(jì)部分,對(duì)CPU芯片選型、STM32F103C8T6最小系統(tǒng)、電源電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、霍爾傳感器檢測電路、電流檢測和保護(hù)電路、轉(zhuǎn)把調(diào)速電壓檢測電路、剎車電路、母線電壓檢測電路和下載調(diào)試電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析,并通過最后的系統(tǒng)測試,驗(yàn)證了硬件電路的可行性。在仿真部分,建立了直流無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的MATLAB的仿真模型,分析了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法,并采用工程設(shè)計(jì)法,對(duì)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),確定調(diào)節(jié)器的類型和參數(shù)。在MATLAB上,仿真分析了在不同調(diào)節(jié)器參數(shù)下,系統(tǒng)的控制性能品質(zhì),并對(duì)系統(tǒng)突加突減負(fù)載進(jìn)行了仿真分析,證明通過工程設(shè)計(jì)法得出的調(diào)節(jié)器參數(shù)控制品質(zhì)較好。在控制軟件設(shè)計(jì)部分,論述了兩輪電動(dòng)車直流無刷電機(jī)控制軟件的設(shè)計(jì),主要軟件包括系統(tǒng)初始化、電機(jī)控制狀態(tài)機(jī)、電機(jī)換相控制、速度測量、PID處理、濾波處理和電機(jī)啟動(dòng)策略等模塊。在系統(tǒng)樣機(jī)測試部分,對(duì)控制器的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)、電機(jī)換相、轉(zhuǎn)把AD電壓檢測等基礎(chǔ)功能進(jìn)行了測試,最后對(duì)系統(tǒng)的調(diào)速比、調(diào)速平滑性、控制器能耗、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能等調(diào)速性能進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明控制器的性能滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U484
【部分圖文】：

圖 2-1 直流無刷電機(jī)定子結(jié)構(gòu)Figure 2-1 BLDC motor stator structure機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁體制成，如圖 2-2 所示。轉(zhuǎn)子磁極的分布。圖 2-2 轉(zhuǎn)子磁極分布形式Figure 2-2 Rotor pole distribution電動(dòng)車一般采用外轉(zhuǎn)子式的直流無刷電機(jī)，其磁極一般流無刷電機(jī)外形如圖 2-3 所示。

刷電機(jī)有兩種類型的定子繞組：梯形和正弦。其中的梯形或動(dòng)勢波形。圖 2-1 直流無刷電機(jī)定子結(jié)構(gòu)Figure 2-1 BLDC motor stator structure電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁體制成，如圖 2-2 所示。轉(zhuǎn)子磁極的分布式。

圖 2-3 兩輪電動(dòng)車用直流無刷電機(jī)外形Figure 2-3 BLDC motor for two-wheeled electric veh1.2 .電機(jī)工作原理直流無刷電機(jī)要轉(zhuǎn)動(dòng)，需要根據(jù)霍爾傳感器反饋回來的轉(zhuǎn)子換相電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得電機(jī)的電樞繞組依次通電，從而在定旋轉(zhuǎn)的磁場帶動(dòng)永磁體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)[33]。直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制框圖如圖 2-4 所示。電機(jī)的三相定子分布，而且大部分的直流無刷電機(jī)的三相繞組是 Y 型連接。圖的三相逆變器驅(qū)動(dòng)電路，通過控制 V1~V6 6 個(gè)開關(guān)管的的接每相的通電順序，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。圖 2-5 是 Y 型連接三相電機(jī)，兩兩通電的 6 個(gè)步驟，分別是。每一步的狀態(tài)對(duì)應(yīng)著一個(gè)合成磁場，每一次換相，該合成次換相后，轉(zhuǎn)子剛好旋轉(zhuǎn)一周(360°)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2854432