電動教練車用無刷直流電機驅(qū)動器及控制策略研究
發(fā)布時間:2021-07-17 19:09
與傳統(tǒng)燃油教練車相比,電動教練車采用蓄電池供電,減少了燃油教練車燃燒汽油帶來的化石燃料的消耗與大氣污染,具有環(huán)保節(jié)能特點。目前,燃油汽車仍在我國市場占很大比重,為了實現(xiàn)日常訓(xùn)練與考試的對接,所研究的電動教練車必須具有燃油教練車的操作特性。電動教練車用于駕?颇慷(xùn)練時處于低速運行狀態(tài),在這種狀態(tài)下經(jīng)常頻繁啟停,爬坡,具有“怠速”和“熄火”的特性。為了保證電動教練車在低速時具有良好的運行特性其驅(qū)動電機必須要在低速時輸出較大的轉(zhuǎn)矩。無刷直流電機保留了直流電機良好的調(diào)速、控制和運行特性,具有體積小、效率高、啟動轉(zhuǎn)矩大、功率密度高、免維護等一系列優(yōu)點,符合電動教練車對驅(qū)動電機的要求。電動教練車“怠速”運行時無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動較大,影響了整車性能。本文采用具有占空比調(diào)節(jié)的直接轉(zhuǎn)矩控制策略抑制無刷直流電機低速轉(zhuǎn)矩脈動。針對電動教練車在駕校中運行狀態(tài)設(shè)計了驅(qū)動器硬件電路和軟件程序,并在通過實驗驗證了設(shè)計軟硬件的可行性。本文研究主要內(nèi)容如下:(1)介紹了電動汽車、電動教練車、無刷直流電機及其驅(qū)動器的發(fā)展現(xiàn)狀,指出研究課題的背景及目的意義。分析了電動教練車驅(qū)動控制系統(tǒng),對車輛爬坡時進行受力分析,計算出...
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1燃油教練車發(fā)動機特性曲線??Fig.?2-1?Engine?characteristic?curve?of?fuel?training?vehicle??
代替了發(fā)動機,并采用蓄電池作為能量源。??原車發(fā)動機重量l〇〇kg,假設(shè)無刷直流電機和電池組總重量為230kg,考慮車輛訓(xùn)練時??有兩人乘坐時重量為]50kg,那么受力分析時車輛總重量按1500kg計算。??電動教練車常處于低速運行,一般只用“一擋”和“倒檔”,在受力分析時只考慮??這兩種工作狀態(tài)。當電動教練車用于科目二訓(xùn)練時,處于上坡狀況時電機輸出功率最大。??根據(jù)這種狀況計算的電機參數(shù)即可滿足電機在全工況運行下的要求。下面就以電動教練??車爬坡狀況進行受力分析。?????圖2-5電動教練車坡道行駛受力分析??Fig.?2-5?Force?analysis?of?electric?training?vehicle?on?slope??如圖2-5所示,電動教練車在坡道行駛時受力主要有重力Mg、牽引力Ft、加速運??行時的阻力6、空氣阻力車輛重量沿路面分力尺及滾動阻力Ff。根據(jù)牛頓第三定律??有:??Ft=Ff+Fi+Fw+F'?(2-1)??電動教練車用于科目二訓(xùn)練時常處于低速運行狀態(tài),可忽略加速阻力G,式(2-1)??可簡化為:??(2-2)??10??
_a?(A)>?????1?^?U.?n?LLI—^^Tm—x?I?r-????+?DC?B?A?<S?at〇rbackEMFe_a?{V)>?——?????」K^Ba?aBi?s?I?:???T?°?*?I?^?\?L_J?/?I?<Rotor?speed?wm?(rad/s)>??T?C?B?〇|C?I?rad2rpm??????J?<Eleclromagnelk:?l(Lrque?Te?fN*m)>?^?|?]??圖3-10無刷直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型??Fig.?3-10?Simulation?model?of?bmshless?DC?motor?double?closed?loop?control?system??為了保證學(xué)員在駕駛電動教練車時有良好的駕駛體驗,電動教練車用無刷直流電機??系統(tǒng)必須要有良好抗干擾能力性能。為了驗證無刷直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和??抗干擾能力,設(shè)定無刷直流電機空載起動以800r/min轉(zhuǎn)速運行,在0.2s時突加一個大??小為2N_m的擾動量,在仿真模型中觀察到其轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩波形如圖3-11所示。??轉(zhuǎn)速’波形??1UUU???1???:?r"?1???;?I?—???1?':??8〇()?_?.■??????—?????????■■■?■?■:??^?600??云?400?-?/?1??200?-??〇?[/?|?;?。?;?;?:?:??0?0.05?0.1?0.15?0.2?0.25?0.3?0.35?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]純電動汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)的研究[J]. 遲華軍. 內(nèi)燃機與配件. 2020(07)
[2]現(xiàn)代汽車電池的研究和應(yīng)用[J]. 吳雅莉,劉彥笈. 科技風(fēng). 2019(33)
[3]基于BUCK變換器調(diào)制的無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動分析[J]. 馬匯海,張云,孟彥京,李偉. 微電機. 2019(11)
[4]新能源汽車技術(shù)發(fā)展的機遇與發(fā)展趨向探尋[J]. 胡曉曉. 汽車實用技術(shù). 2019(18)
[5]機動車駕駛?cè)伺嘤?xùn)考試制度改革效果調(diào)研[J]. 黃靖博,余泰初. 交通企業(yè)管理. 2019(05)
[6]考慮電價影響的電動汽車削峰填谷水平評價[J]. 吳晨曦,張杰,張新延,陳澤昊. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(17)
[7]中外新能源汽車政策模式比較[J]. 彭華. 東北亞經(jīng)濟研究. 2019(04)
[8]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)
[9]汽車排氣污染現(xiàn)狀及防治對策探析[J]. 曲洋. 節(jié)能與環(huán)保. 2019(02)
[10]全球電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢[J]. 羅艷托,湯湘華. 國際石油經(jīng)濟. 2018(07)
碩士論文
[1]燃油教練車電動化技術(shù)研究[D]. 馬文勝.河北科技大學(xué) 2017
[2]電動教練車的電池管理與控制系統(tǒng)研究[D]. 李肖南.陜西科技大學(xué) 2017
[3]電動汽車無刷直流電機控制算法研究[D]. 李運發(fā).河北科技大學(xué) 2016
[4]ZN1023U2N4型電動教練車設(shè)計[D]. 吳海鵬.長安大學(xué) 2014
[5]基于MC9S12XS128的電動教練車智能電機控制器開發(fā)研究[D]. 朱布博.長安大學(xué) 2014
[6]基于PIC的小型純電動教練車電機控制器研究[D]. 段艷妮.長安大學(xué) 2013
[7]電動教練車起步控制設(shè)計與仿真[D]. 楊超群.武漢科技大學(xué) 2013
[8]基于桑塔納LX型電動教練車總布置設(shè)計及改制[D]. 白喆.長安大學(xué) 2012
[9]電驅(qū)動教練車的模擬操縱控制方法的研究[D]. 羅明勝.武漢科技大學(xué) 2011
[10]離合器建模仿真分析[D]. 王大雙.武漢理工大學(xué) 2011
本文編號:3288763
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1燃油教練車發(fā)動機特性曲線??Fig.?2-1?Engine?characteristic?curve?of?fuel?training?vehicle??
代替了發(fā)動機,并采用蓄電池作為能量源。??原車發(fā)動機重量l〇〇kg,假設(shè)無刷直流電機和電池組總重量為230kg,考慮車輛訓(xùn)練時??有兩人乘坐時重量為]50kg,那么受力分析時車輛總重量按1500kg計算。??電動教練車常處于低速運行,一般只用“一擋”和“倒檔”,在受力分析時只考慮??這兩種工作狀態(tài)。當電動教練車用于科目二訓(xùn)練時,處于上坡狀況時電機輸出功率最大。??根據(jù)這種狀況計算的電機參數(shù)即可滿足電機在全工況運行下的要求。下面就以電動教練??車爬坡狀況進行受力分析。?????圖2-5電動教練車坡道行駛受力分析??Fig.?2-5?Force?analysis?of?electric?training?vehicle?on?slope??如圖2-5所示,電動教練車在坡道行駛時受力主要有重力Mg、牽引力Ft、加速運??行時的阻力6、空氣阻力車輛重量沿路面分力尺及滾動阻力Ff。根據(jù)牛頓第三定律??有:??Ft=Ff+Fi+Fw+F'?(2-1)??電動教練車用于科目二訓(xùn)練時常處于低速運行狀態(tài),可忽略加速阻力G,式(2-1)??可簡化為:??(2-2)??10??
_a?(A)>?????1?^?U.?n?LLI—^^Tm—x?I?r-????+?DC?B?A?<S?at〇rbackEMFe_a?{V)>?——?????」K^Ba?aBi?s?I?:???T?°?*?I?^?\?L_J?/?I?<Rotor?speed?wm?(rad/s)>??T?C?B?〇|C?I?rad2rpm??????J?<Eleclromagnelk:?l(Lrque?Te?fN*m)>?^?|?]??圖3-10無刷直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型??Fig.?3-10?Simulation?model?of?bmshless?DC?motor?double?closed?loop?control?system??為了保證學(xué)員在駕駛電動教練車時有良好的駕駛體驗,電動教練車用無刷直流電機??系統(tǒng)必須要有良好抗干擾能力性能。為了驗證無刷直流電機雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和??抗干擾能力,設(shè)定無刷直流電機空載起動以800r/min轉(zhuǎn)速運行,在0.2s時突加一個大??小為2N_m的擾動量,在仿真模型中觀察到其轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩波形如圖3-11所示。??轉(zhuǎn)速’波形??1UUU???1???:?r"?1???;?I?—???1?':??8〇()?_?.■??????—?????????■■■?■?■:??^?600??云?400?-?/?1??200?-??〇?[/?|?;?。?;?;?:?:??0?0.05?0.1?0.15?0.2?0.25?0.3?0.35?
【參考文獻】:
期刊論文
[1]純電動汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)的研究[J]. 遲華軍. 內(nèi)燃機與配件. 2020(07)
[2]現(xiàn)代汽車電池的研究和應(yīng)用[J]. 吳雅莉,劉彥笈. 科技風(fēng). 2019(33)
[3]基于BUCK變換器調(diào)制的無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動分析[J]. 馬匯海,張云,孟彥京,李偉. 微電機. 2019(11)
[4]新能源汽車技術(shù)發(fā)展的機遇與發(fā)展趨向探尋[J]. 胡曉曉. 汽車實用技術(shù). 2019(18)
[5]機動車駕駛?cè)伺嘤?xùn)考試制度改革效果調(diào)研[J]. 黃靖博,余泰初. 交通企業(yè)管理. 2019(05)
[6]考慮電價影響的電動汽車削峰填谷水平評價[J]. 吳晨曦,張杰,張新延,陳澤昊. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2019(17)
[7]中外新能源汽車政策模式比較[J]. 彭華. 東北亞經(jīng)濟研究. 2019(04)
[8]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)
[9]汽車排氣污染現(xiàn)狀及防治對策探析[J]. 曲洋. 節(jié)能與環(huán)保. 2019(02)
[10]全球電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢[J]. 羅艷托,湯湘華. 國際石油經(jīng)濟. 2018(07)
碩士論文
[1]燃油教練車電動化技術(shù)研究[D]. 馬文勝.河北科技大學(xué) 2017
[2]電動教練車的電池管理與控制系統(tǒng)研究[D]. 李肖南.陜西科技大學(xué) 2017
[3]電動汽車無刷直流電機控制算法研究[D]. 李運發(fā).河北科技大學(xué) 2016
[4]ZN1023U2N4型電動教練車設(shè)計[D]. 吳海鵬.長安大學(xué) 2014
[5]基于MC9S12XS128的電動教練車智能電機控制器開發(fā)研究[D]. 朱布博.長安大學(xué) 2014
[6]基于PIC的小型純電動教練車電機控制器研究[D]. 段艷妮.長安大學(xué) 2013
[7]電動教練車起步控制設(shè)計與仿真[D]. 楊超群.武漢科技大學(xué) 2013
[8]基于桑塔納LX型電動教練車總布置設(shè)計及改制[D]. 白喆.長安大學(xué) 2012
[9]電驅(qū)動教練車的模擬操縱控制方法的研究[D]. 羅明勝.武漢科技大學(xué) 2011
[10]離合器建模仿真分析[D]. 王大雙.武漢理工大學(xué) 2011
本文編號:3288763
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3288763.html
最近更新
教材專著