基于无刷直流电机的电子差速器及其相关问题研究

发布时间：2017-06-14 04:02

  本文关键词：基于无刷直流电机的电子差速器及其相关问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：差速器是确保两轮及以上的车辆正常运行所必须的部件,它在车辆转向过程中发挥了重要作用。目前,大部分车辆仍然采用的是机械差速器,它存在如下问题：(1)难以保证车辆的快速平稳转向；(2)车身较重；为了解决上述问题,近几年来出现了一种新型的电子式差速器。这种电子式差速器通过双电机驱动控制实现双轮的转速改变以完成车辆的转向,从而提高了车辆转向的灵活性、降低了车辆的自身重量。迄今为止,电子差速器采用的电机本体大多是有刷直流电机。有刷直流电机因存在换向问题,影响了电机的过载能力和转速的提高,而且增加了维修成本。针对上述问题,目前出现了一种基于无刷直流电机的电子差速器。这种新型的电子差速器因通过电子式变流器实现换向,从而克服了有刷直流电机所组成电子差速器的所有不足,因而引起了科技工作者的极大关注。本文在阅读大量文献的基础上,对由无刷直流电机实现的两轮驱动的电子差速器进行了深入研究,具体内容如下：(1)研究了针对双轮电动车的电子差速器方案,该方案可以满足输入角度在Oo～3600范围内变化的要求；(2)针对双后轮驱动的四轮电动车,研究了实现车辆转向的阿克曼模型,由此获得车辆四个车轮的速度分别与给定输入角度和速度幅值之间的关系。(3)考虑到上述电子差速器是由永磁无刷直流电机实现的,论文在讨论了永磁无刷直流电机换向问题的基础上,对由其组成的调速系统以及实现正反转的四象限运行过程进行了探讨。(4)论文最后,实现了一套由双无刷直流电机组成的电子差速器的控制方案。并通过仿真对其有效性进行了验证。
【关键词】：电子差速器 无刷直流电机 四象限运行
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.218.4;TM33
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 课题研究的背景和意义14-15
• 1.2 差速器的种类15-16
• 1.2.1 机械式差速器15-16
• 1.2.2 电子式差速器16
• 1.3 电子差速器的研究现状16-18
• 1.4 电子差速系统18-20
• 1.4.1 电子差速系统框图18
• 1.4.2 电子差速系统各部分的功能18-19
• 1.4.3 电子差速系统驱动电机的选择19-20
• 1.5 本文的主要内容以及各个章节安排20-22
• 1.5.1 本文的主要内容20-21
• 1.5.2 各个章节的安排21-22
• 1.6 本章小结22-23
• 第二章 电子差速器差速方式及两轮电子差速器运动模型23-28
• 2.1 电子差速技术的差速方式23-25
• 2.1.1 两轮差速与四轮双后驱差速技术的区别23-24
• 2.1.2 两轮电子差速技术的应用领域24
• 2.1.3 四轮双后驱电子差速技术的应用领域24-25
• 2.2 两轮电子差速器的转向原理25-26
• 2.3 两轮电子差速系统运动模型分析26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 两轮电子差速系统的差速方案与运动轨迹分析28-39
• 3.1 两轮电子差速器的给定方式28-29
• 3.2 两轮电子差速系统的差速方案29-30
• 3.3 四种极端情况下的运动轨迹30-32
• 3.4 两轮电子差速系统运动轨迹的分析32-34
• 3.4.1 给定值不变时的运动轨迹分析32
• 3.4.2 给定角度θ~*发生变化时的运动轨迹分析32-34
• 3.4.3 给定速度幅值F~*与运动轨迹的关系34
• 3.5 两轮电子差速系统运动轨迹的仿真与分析34-37
• 3.5.1 给定角θ~*改变时车辆的运动轨迹34-37
• 3.5.2 速度幅值F~*改变时的运动轨迹37
• 3.6 本章小结37-39
• 第四章 电子差速器在双后轮驱动电动车上的应用39-43
• 4.1 电动汽车的驱动方式39
• 4.2 四轮双后驱电子差速技术在电动车上的应用39-40
• 4.3 四轮双后驱电子差速技术运动转向模型40-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 电子差速器用无刷直流电机调速系统的研究43-72
• 5.1 无刷直流电机的结构及系统组成部分43-45
• 5.1.1 无刷直流电机的结构43-44
• 5.1.2 永磁无刷直流电机的系统组成44-45
• 5.2 无刷直流电机运行原理、开关方式以及数学模型45-50
• 5.2.1 无刷直流电机运行原理45-46
• 5.2.2 无刷直流电机开关方式46-49
• 5.2.3 无刷直流电机数学模型49-50
• 5.3 永磁无刷直流电机驱动系统50-53
• 5.3.1 无刷直流电机原理框图50-52
• 5.3.2 无刷直流电机仿真结果及分析52-53
• 5.4 无刷直流电机换相过程53-61
• 5.4.1 换相过程中出现的三种情况53-54
• 5.4.2 换相过程分析54-56
• 5.4.3 换相电流的计算分析56-58
• 5.4.4 换相过程仿真分析58-61
• 5.5 实现前后方向运动的无刷直流电机及其控制策略61-71
• 5.5.1 四象限的运行过程62-63
• 5.5.2 四象限工作原理63-66
• 5.5.3 实现四象限运行的系统框图的设计66-67
• 5.5.4 四象限运行过程仿真与实验结果分析67-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 基于无刷直流电机的电子差速系统的实现及其仿真结果分析72-81
• 6.1 两轮电子差速系统仿真72-77
• 6.1.1 给定角度秒θ~*是阶跃函数73-75
• 6.1.2 给定角度秒θ~*是斜坡函数75-77
• 6.2 四轮双后驱差速系统仿真77-80
• 6.2.1 给定角度δ~*是阶跃函数77-79
• 6.2.2 给定角度δ~*是斜坡函数79-80
• 6.3 本章小结80-81
• 第七章 总结与展望81-83
• 7.1 论文总结81-82
• 7.2 论文展望82-83
• 参考文献83-88
• 致谢88-89
• 学位论文评阅及答辩情况表89

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