电动自行车用无刷直流电动机数字控制器的研究与开发.pdf

湖南师范大学
硕士学位论文
电动自行车用无刷直流电动机数字控制器的研究与开发
姓名:石建军
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:彭可
20081001
摘要无刷直流电动机。级仿真,通过对仿真结果的分析,论证控制策略的合理性;关键词:电动白行车,无刷直流电机,数字信号处理器由于燃油车辆尾气排放所造成的环境污染问题以及石油价格的持续上涨,研制节能环保型电动车辆作为新能源交通工具将具有深远意义。电动车辆最早是采用有刷直流电动机作为驱动电动机。在电子元器件和电子技术取得突破性进展之后,最有发展前途的还是论文提出了基于酒琓的电动自行车用无刷直流电动机的数字控制器研究与开发方案。利用砥骺7⒌南统升级容易、扩展性、可维护性好;能够满足那些对系统性能和精度要求较高的场合,实现了简化系统结构、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的目标。本文主要从以下五个方面进行了分析与研究:频加来盼匏⒅绷鞯缍闹饕9剑⑵涫P停据其调速原理确定系统的控制策略及控制器芯片等;贛疭晕匏⒅绷鞯缍刂葡低辰邢低訲綝处理器:诵模岷螴厩动芯片、功率开关管辛讼低秤布缏返纳杓疲贒处理器的汇编与镅曰旌媳喑棠J剑邢低橙件的程序编写;辛说缁涂刂破鞯氖笛椴馐裕F浣徊绞涤没蛳铝基础。随着能源危机的加剧与环境污染的日益严重,研制新型节能环保车辆迫在眉睫,采用无刷直流电机驱动的新型电动自行车必然具有广阔的市场前景。
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⋯确建霉黼瓮茄%以学位论文作者签名%裂乒年’月莎疆日期:函年酬巧⒈C芸冢凇杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤湖南师范大学学位论文版权使用授权书⒉槐C茑湖南师范大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,本论文不合任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文酶研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。圈意学校保留并南国家有关部门或机构送交论文的复审件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、独立进行研究王作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于导师签名:日￥卜、,≯
第一章绪论课题的背景和意义无刷直流电动机的发展及现状由于燃油车辆排放的废气所造成的环境污染问题以及石油价格的持续上涨,研制电动车辆作为新的能源替代具有深远意义。因为只有直流电动机的特性才适合车辆运行的特点,驱动电机最早采用的是有刷直流电动机。在电子技术和电子元器件取得突破性进展之后,交流异步电动机的调速问题得到解决,交流异步电动机作为驱动元件的方案也被电动车辆采用。但是最有发展前途的还是无刷直流电动机。因为它的起动力矩大、过载能力强、体积小、高效率、长寿命、低噪声、控制方便的特点正适合电动车辆的运行特性⋯。我国是世界上最大的自行车王国,开发小型两轮电动车对节省人们日常行车时间和改善生活环境有着非常重要的意义。鉴于以上这些因素,本文选择以电动白行车为研究对象进行研究,为系统地提升电动自行车的性能奠定基础。无刷直流电动机韵录虺艬墙来随着微处理器技术、新型电力电子器件、新型控制理论的发展,以及低成本、高磁能积的永磁材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机阻一个多世纪以来,电动机作为机电能量转换装置,其应用范围己遍及国民经济的各个领域及人们的日常生活之中。电动机主要类型有同步电动机、异步电动机与直流电动机三种,其容量小到几瓦,大至上万千瓦。众所周知,直流电动机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点,但传统的直流电动机均采用电刷,以机械方法进行电动自行车用无刷直流电动机数字控制器的研究与开发
\.我国电动车研究现状与规模换向,因而存在相对的机械摩擦,由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点,再加上制造成本高及维修困难等缺点,从而大大限制了它的应用范围,致使目前工农业生产上,大多数均采用三相异步电动机∞针对上述传统直流电动机的弊病,早在世纪年代就有人开始研制以电子换向代替机械换向的直流无刷电动机。经过几十年的努力,终于在年代实现了这个愿望。表卜踊堤匦浴⒐能力、可控性等龇矫娑越涣饕觳降缁⒂兴⒅绷鞯缁臀匏⒅流电机作定性的比较。结果表明,无刷直流电机和其它电机相比具有高可靠性、高效率、优良的调速性能等诸多优越性。随着八十年代初期,价格较低的钦铁硼永磁材料研制成功瞄以及九十年代电力电子工业的飞速发展,使无刷直流电动机的关键部件之一:逆变器的成本降低,且向高频化、小型化发展阳加上永磁电机