發(fā)布時間：2016-12-22 06:15

  本文關(guān)鍵詞：低速電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長江大學》 2015年

低速電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)研究

鄧攀登  

【摘要】：電動汽車具有高效節(jié)能污染小等優(yōu)點,越來越多的人們的關(guān)注。本文以設計生產(chǎn)低速電動汽車驅(qū)動電機項目為背景,研究開發(fā)具有高效、穩(wěn)定的電動車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)。以一臺微型低速純電動汽車為平臺,討論并分析其動力性能需求,針對性的選擇匹配電機。綜合所有驅(qū)動電機運行特性和控制特點,選擇無刷直流電機作為驅(qū)動電機,并制作了基于dsPIC高性能數(shù)字信號控制器的無刷直流電機控制系統(tǒng)。圍繞霍爾傳感器安裝偏差對電機性能影響,討論傳統(tǒng)三段式無位置傳感器運行模式的缺點,提出適合低速電動汽車的無刷直流無位置傳感器控制方案。本文首先分析研究無刷直流電機本體,建立三相星型連接電機數(shù)學模型。討論永磁無刷直流電機的工作原理,以及調(diào)速性能,得出可以通過改變定子繞組兩端平均電壓來改變電機轉(zhuǎn)速的結(jié)論,從而為使用PWM進行無極調(diào)速提供理論依據(jù)。接著介紹了無刷直流電機無傳感器控制的原理以及轉(zhuǎn)子位置信號檢測方法。對低速電動汽車正常行駛所需要的一些指標進行分析,給出動力性能需求。通過電動汽車的物理參數(shù)推導得出車輛行駛和爬坡所受到的阻力,進而折算到電機端,得出電機的額定輸出功率和轉(zhuǎn)速。依次確定電機選型方案。在控制對象選定的情況下,分析電機控制系統(tǒng)的性能需求,給出控制系統(tǒng)的功能要求和控制系統(tǒng)整體設計方案。最后提出一種適合低速電動汽車的無刷直流電機無傳感器啟動方案,采用電感法結(jié)合反電動勢檢測法,有效的避免了傳統(tǒng)啟動方案帶來的啟動轉(zhuǎn)矩抖動大的問題。以無刷直流電機及控制系統(tǒng)的性能需求為基礎,設計系統(tǒng)硬件電路,給出系統(tǒng)硬件設計總體結(jié)構(gòu),采用微芯公司生產(chǎn)的dsPIC33FJ32MC204作為主控芯片,豐富的系統(tǒng)資源和外設資源能夠滿足控制系統(tǒng)要求。同時結(jié)合系統(tǒng)不同模塊的電源需要,分別設計不同等級的電源電路。然后設計系統(tǒng)反電動勢檢測、功率主電路、功率驅(qū)動電路、電流電壓檢測電路、保護電路以及故障報警電路等。給出電路圖并進行電路分析。在硬件電路的基礎上,系統(tǒng)搭建軟件平臺,系統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)的功能有電機正的運動控制、系統(tǒng)的保護、以及電機狀態(tài)檢測等功能。給出整體程序框架和構(gòu)成,采用模塊化設計思路,將各個子任務采用分時調(diào)度的方法進行系統(tǒng)資源分配,達到系統(tǒng)資源利用的最大化。主要介紹了主程序、定時器中斷、故障保護、電機換相、信號采集、控制模式切換程序的流程圖。采用無刷直流控制系統(tǒng)無位置傳感器和有位置傳感器模式切換的方式,保證了電機在高速運行階段的平穩(wěn)性和舒適性,具有一定應用價值。將所選電機和設計的控制器與實驗平臺進行匹配組裝實驗,主要測試電機的空載和帶載轉(zhuǎn)速、爬坡能力、空載和帶載電流、車輛時速、空載和帶載時電機溫升,控制器溫升等數(shù)據(jù)。給出實驗波形,并分析實驗中遇到的問題,給出解決方案。由波形分析和實際測試數(shù)據(jù)可以看出,選用的電機和設計的控制器可以滿足低速電動汽車的運行要求。同時提出的新型控制方法也能很好的應用,從控制方法上改進了整個低速電動汽車的性能。最后通過總結(jié)得出文章結(jié)論,說明設計系統(tǒng)表現(xiàn)良好,負荷實際應用需求,有利于電動汽車市場推廣。同時針對論文工作期間所遇到的問題,討論改進方案,并對今后的工作作出期望。本文通過將無刷直流電機選型及其控制系統(tǒng)設計,提出一種基于電感法的無傳感器無刷直流電機啟動方案,改進控制過程中的算法,提高了運行效率和穩(wěn)定性,所設計系統(tǒng)具有可編程性強,具有強大的系統(tǒng)保護功能,能夠適應電動汽車運行的惡劣環(huán)境,可靠性高,具有一定的應用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：長江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 黃斐梨，王耀明，姜新建，劉士祥，李發(fā)海;電動汽車永磁無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)低速能量回饋制動的研究[J];電工技術(shù)學報;1995年03期

2 王海峰,任章;基于卡爾曼濾波器的無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動控制系統(tǒng)[J];電氣傳動;2004年03期

3 牛海清,謝運祥;無刷直流電動機及其控制技術(shù)的發(fā)展[J];微電機(伺服技術(shù));2002年05期

4 鄧燦,張森林;一種新的無刷直流電機起動方法[J];微電機(伺服技術(shù));2002年06期

5 林明耀,李強,楊沛騏;無位置傳感器無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測誤差分析及其補償[J];微特電機;2003年06期

6 沈建新,呂曉春,杜軍紅,陳永校;無傳感器無刷直流電機三段式起動技術(shù)的深入分析[J];微特電機;1998年05期

7 韋鯤,任軍軍,張仲超;三次諧波檢測無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的研究[J];中國電機工程學報;2004年05期

8 夏長亮,郭培健,史婷娜,王明超;基于模糊遺傳算法的無刷直流電機自適應控制[J];中國電機工程學報;2005年11期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉靈芝;;基于ADVISOR的電動汽車性能仿真研究[J];安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學院學報;2006年03期

2 肖平;;混合動力電動汽車的建模與仿真研究[J];安徽工程科技學院學報(自然科學版);2009年03期

3 徐小東;張炳力;;混合動力技術(shù)與未來汽車的發(fā)展[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2008年03期

4 韓利;溫旭輝;曾莉莉;;混合動力電動汽車用電機及驅(qū)動控制器的電磁兼容設計[J];安全與電磁兼容;2006年01期

5 何士娟,張承寧,彭連云,孫逢春,譚建;水平鉛酸電池的實驗研究與性能分析[J];車輛與動力技術(shù);2003年04期

6 何洪文,祝嘉光,李劍;混合動力電動汽車技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀[J];車輛與動力技術(shù);2004年02期

7 李巍,張承寧;電驅(qū)動車輛雙電機協(xié)調(diào)控制研究[J];車輛與動力技術(shù);2005年02期

8 魏躍遠,林逸,林程,王震坡,何洪文;車用鋰離子電池充放電性能及應用研究[J];車輛與動力技術(shù);2005年02期

9 徐貴寶,王震坡,張承寧;電動汽車續(xù)駛里程能量計算和影響因素分析[J];車輛與動力技術(shù);2005年02期

10 孫紅要;張承寧;曹磊;;雙電機獨立驅(qū)動履帶車輛直駛穩(wěn)定控制研究[J];車輛與動力技術(shù);2005年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹安東;基于混合系統(tǒng)理論的混合動力客車控制策略和參數(shù)優(yōu)化研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

2 龐珽;混合動力汽車雙機械端口電機及其控制系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2010年

3 陳平錄;氣動燃油混合動力車混合效能分析及其電控氣動發(fā)動機的研究[D];浙江大學;2010年

4 楊鈁;面向產(chǎn)品工程化的混合動力客車設計方法研究[D];吉林大學;2011年

5 王吉;電動輪汽車制動集成控制策略與復合ABS控制研究[D];吉林大學;2011年

6 雷之力;微網(wǎng)諧波振及電壓暫降的評估與控制[D];華北電力大學（北京）;2011年

7 汪貴平;純電動汽車驅(qū)動與制動能量回收控制策略研究[D];長安大學;2009年

8 喻厚宇;基于四輪協(xié)調(diào)的電動輪車輛縱橫向耦合動力學控制研究[D];武漢理工大學;2011年

9 曹正策;基于電驅(qū)動自動變速器（EMT）的Plug_in并聯(lián)混合動力系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學;2011年

10 李自成;無刷直流電機無位置傳感器控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余熠;基于SOC估計算法的電動汽車充電器設計[D];安徽工程大學;2010年

2 王瑞玲;無刷直流電動機調(diào)速算法及起動電路研究[D];鄭州大學;2010年

3 王宏偉;電動摩托車用六相無刷電機控制系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學;2010年

4 鐘柏;無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制研究[D];大連理工大學;2010年

5 趙展;無位置傳感器BLDCM控制系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學;2010年

6 楊崔;混合動力電動汽車電機驅(qū)動控制研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2009年

7 林冬梅;基于非線性動態(tài)PID神經(jīng)網(wǎng)絡的無刷直流電機控制系統(tǒng)設計[D];長沙理工大學;2009年

8 鄒武元;導電聚苯胺在超級電容器中的應用研究[D];中國海洋大學;2010年

9 謝洪艷;基于ADRC的水面船舶動力定位控制技術(shù)及仿真研究[D];中國海洋大學;2010年

10 姚文賢;電動汽車大功率智能充電器的若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];蘇州大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏長亮,楊曉軍,史婷娜,文德;基于擾動觀測器的無刷直流電機無位置傳感器控制[J];電工技術(shù)學報;2002年06期

2 沈建新,陳永校;“反電勢法”檢測無刷直流電動機轉(zhuǎn)子位置的誤差分析[J];電工技術(shù)學報;1998年01期

3 朱平平,高艷霞,周意成;無位置傳感器無刷直流電機變速控制的新策略[J];電力電子技術(shù);2002年02期

4 張相軍,陳伯時,朱平平,雷淮剛;直流無刷電機無位置傳感器控制中反電動勢過零檢測算法及其相位修正[J];電氣傳動;2001年02期

5 趙虎,葉朝斌;無刷直流電機無傳感器PWM智能控制器ML4428及其應用[J];國外電子元器件;1998年05期

6 張邦成,楊曉紅,閆志,任維政;帶自調(diào)整函數(shù)的模糊控制器在直流電機調(diào)速系統(tǒng)中的應用[J];吉林工學院學報(自然科學版);2002年04期

7 黃斐梨，王耀明，盧峻峰，，姜新建，劉士祥;電動汽車永磁無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真[J];清華大學學報(自然科學版);1995年01期

8 丁志剛;無刷直流電動機的研究和開發(fā)進展[J];微電機(伺服技術(shù));2000年01期

9 羅隆福,楊艷,方日杰;無刷直流電動機中有待深入研究的主要問題[J];微電機(伺服技術(shù));2002年01期

10 陳劍,陸云波,魚振民;無刷直流電機驅(qū)動控制的3次諧波檢測法[J];微電機(伺服技術(shù));2002年05期

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邱建琪,史涔溦,林瑞光;三相三狀態(tài)無刷直流電機的系統(tǒng)模型及其仿真[J];電機與控制學報;2001年04期

2 曹榮昌;無刷直流電機繞組通電方法分析[J];微特電機;2001年03期

3 ;微型無刷直流電機(專利申請?zhí)?01214969.1)[J];機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2003年01期

4 孟迎;印潤遠;;基于MATLAB/SIMULINK的單相無刷直流電機的建模與仿真[J];科技資訊;2006年19期

5 龐向坤;;無刷直流電機檢測系統(tǒng)的設計[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2008年02期

6 童鑫;;基于Matlab/Simulink的無刷直流電機控制仿真研究[J];電子設計應用;2008年03期

7 王劍;王宏華;袁曉玲;王偉炳;;無刷直流電機混沌分析[J];機械制造與自動化;2009年01期

8 徐江紅;;解析無刷直流電機的工作原理[J];黑龍江科技信息;2009年31期

9 常衛(wèi)花;;非線性混沌分析無刷直流電機[J];科技創(chuàng)新與應用;2012年19期

10 汪培德;;無刷直流電機市場展望[J];微特電機;1988年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊霞;張楊;李卓;;無刷直流電機雙模控制器的實現(xiàn)[A];第十六屆中國小電機技術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

2 張建紅;王妍哲;;無刷直流電機的一種預測控制方法[A];高效 清潔 安全 電力發(fā)展與和諧社會建設——吉林省電機工程學會2008年學術(shù)年會論文集[C];2008年

3 楊福廣;李貽斌;阮久宏;宋銳;尹占芳;;無刷直流電機速度伺服的自抗擾控制及其仿真[A];2009中國控制與決策會議論文集（1）[C];2009年

4 金鵬;劉國海;董蓓蓓;周大為;;基于支持向量機α階逆系統(tǒng)方法的無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)控制[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第五分冊）[東南大學學報（增刊）][C];2009年

5 貢俊;邵煥清;盛曉蘭;;無刷直流電機的典型應用[A];'2001第六屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2001年

6 張相軍;陳伯時;;無刷直流電機無位置傳感器控制技術(shù)及影響其性能的幾個問題[A];中國電工技術(shù)學會電力電子學會五屆三次理事會議暨學術(shù)報告會論文集[C];2001年

7 王繼紅;楊松;陳濟;;無傳感器無刷直流電機鎖相控制器[A];中國空間科學學會空間探測專業(yè)委員會第十七次學術(shù)會議論文集[C];2004年

8 楊奎濱;朱建光;陳麗香;張志峰;唐任遠;;無刷直流電機控制器的電磁兼容設計[A];第十一屆全國永磁電機學術(shù)交流會論文集[C];2011年

9 王家達;劉祖望;;基于遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡的無刷直流電機矢量控制系統(tǒng)設計[A];中國儀器儀表學會第九屆青年學術(shù)會議論文集[C];2007年

10 譚建成;;一種六相無刷直流電機繞組結(jié)構(gòu)分析[A];第十三屆中國小電機技術(shù)研討會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 產(chǎn)業(yè)在線分析師 龐玉新;[N];中國電子報;2012年

2 李慶春;[N];中國電力報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李志強;無刷直流電機無位置傳感器控制及四開關(guān)逆變器控制研究[D];天津大學;2009年

2 姜衛(wèi)東;混合動力電動汽車用無刷直流電機動態(tài)性能及控制策略的研究[D];合肥工業(yè)大學;2004年

3 王偉然;直接轉(zhuǎn)矩控制在無軸承無刷直流電機中的應用[D];江蘇大學;2012年

4 李自成;無刷直流電機無位置傳感器控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學;2010年

5 王迎發(fā);無刷直流電機換相轉(zhuǎn)矩波動抑制與無位置傳感器控制研究[D];天津大學;2012年

6 張相軍;無刷直流電機無位置傳感器控制技術(shù)的研究[D];上海大學;2001年

7 陶桂林;大功率永磁無刷直流電機及其系統(tǒng)研究[D];華中科技大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉丹;基于免疫反饋的無刷直流電機速度控制[D];天津大學;2007年

2 常波;基于模糊PID算法的無刷直流電機調(diào)速研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2012年

3 黃唯;無刷直流電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];湖南大學;2012年

4 夏天;基于改進粒子群優(yōu)化的雙閉環(huán)自愈調(diào)控算法研究[D];遼寧大學;2015年

5 李仕云;虛擬軌道100%低地板車輛驅(qū)動技術(shù)研究[D];西南交通大學;2015年

6 鄧攀登;低速電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)研究[D];長江大學;2015年

7 高慧敏;無位置傳感器無刷直流電機速度控制系統(tǒng)研究[D];長安大學;2015年

8 桂天真;無刷直流電機直接轉(zhuǎn)矩控制仿真研究[D];長安大學;2015年

9 張艷方;無刷直流電機驅(qū)動電路設計[D];長安大學;2015年

10 崔儒飛;基于LabVIEW與DSP的無刷直流電機測控系統(tǒng)研究與設計[D];長安大學;2015年

  本文關(guān)鍵詞：低速電動汽車驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：223076