电动车用开关磁阻电机控制系统的研究

发布时间：2017-10-14 10:26

  本文关键词：电动车用开关磁阻电机控制系统的研究

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【摘要】：随着现代化的进程,石油资源愈发匮乏,环境污染越来越严重,电动车作为一种绿色交通工具自问世以来便受到广大消费者的关注与喜爱。电动车的零排放、节能环保等诸多优点符合低碳交通理念,前景非常广阔。开关磁阻电机是一种随着电力电子技术、计算机控制技术日趋成熟而发展起来的调速电机,因具有结构简单、控制灵活、成本低、效率高及可靠性高等优点而特别适用于特种车、电动汽车等应用场合。本设计从控制策略、系统硬件软件设计等方面探究了基于主控芯片dsPIC30F4011的电动车用开关磁阻电机控制系统。本论文的主要内容如下:(1)在了解开关磁阻电机的基本结构、运行原理及其数学模型的基础上,分析了其常用的控制方式,并运用Matlab/Simulink搭建了仿真平台,针对所介绍的控制策略完成了仿真实验验证;(2)设计了以微芯公司dsPIC30F4011作为控制核心的电动车用开关磁阻电机驱动控制系统的硬件总体电路,包括:电源转换及电压检测电路、功率主电路及其驱动电路、转子位置信号检测电路、速度给定电路、电流检测以及过流保护电路等;(3)针对所采用的硬件电路,在MPLAB IDE环境下通过C语言完成了整个系统各个程序功能模块的编写。在软件设计这部分中主要介绍了电动车用开关磁阻电机控制系统的速度、电流双闭环软件实现结构框图,包括主程序及初始化设置、Timer1周期中断、过流保护、电流斩波控制等。以一台输出功率1.5kW的三相12/8极开关磁阻电机作为被控对象,对所搭建的系统进行相关一系列实验研究,验证了电动车用开关磁阻电机控制系统运行的各项性能均良好,为今后其实际应用和推广奠定了基础且具有一定的参考价值。
【关键词】：电动车 开关磁阻电机 dsPIC30F4011 控制器
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM352;U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究发展概况10-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-14
• 第二章 开关磁阻电机控制系统的理论分析14-31
• 2.1 SRM的基本结构及运行原理14-15
• 2.2 开关磁阻电机的数学模型15-23
• 2.2.1 开关磁阻电机的基本方程16-17
• 2.2.2 开关磁阻电机的数学模型17-23
• 2.3 SRD系统的组成23-27
• 2.3.1 SRD系统的结构23
• 2.3.2 SRD系统的基本控制方式23-27
• 2.4 SRD系统的仿真27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 电动车用开关磁阻电机控制系统的硬件设计31-46
• 3.1 单片机及其外围电路31-33
• 3.2 电源电路及电压检测电路33-34
• 3.3 功率变换主电路及其驱动电路34-39
• 3.3.1 功率变换器34-37
• 3.3.2 驱动电路37-39
• 3.4 检测电路39-45
• 3.4.1 转子位置检测电路39-43
• 3.4.2 电流检测及保护电路43-44
• 3.4.3 速度给定电路44-45
• 3.4.4 刹车信号电路45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 电动车用开关磁阻电机控制系统的软件设计46-59
• 4.1 控制系统总体设计46-47
• 4.2 主程序及初始化设置47-49
• 4.2.1 初始化程序设置47-48
• 4.2.2 主程序设计48-49
• 4.3 中断子程序49-56
• 4.3.1 定时器1周期中断50-55
• 4.3.2 过流保护中断55-56
• 4.4 电流PWM的实现56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第五章 实验结果及分析59-68
• 5.1 实验平台59
• 5.2 控制系统的调试与故障处理59-61
• 5.2.1 控制系统的调试59-60
• 5.2.2 故障处理60-61
• 5.3 实验波形61-67
• 5.3.1 空载实验结果61-64
• 5.3.2 带载实验结果64-65
• 5.3.3 对比实验结果65-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-69
• 参考文献69-72
• 附录72-84
• 致谢84-85
• 攻读学位期间的研究成果85-86

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本文编号：1030564