小型电动车用无刷直流电机驱动系统研制

发布时间：2021-07-20 05:44

　　以电动自行车和电动摩托车为代表的小型电动车具有节能环保、价格适中、轻便灵活等优点,是人们常用的代步工具。电机驱动系统影响着电动车的调速性能、转矩控制性能等,是电动车的核心部分,研发高性能电机驱动系统对提高电动车整体性能、促进电动车推广具有重要意义。本课题采用矢量控制驱动方式,从方案设计、软硬件设计以及实验分析等方面,对小型电动车用无刷直流电机驱动系统进行了研制。首先,依据无刷直流电机在不同坐标系下的数学模型以及矢量控制的相关原理,分析了驱动系统的组成环节,对驱动系统的方案进行了设计。按照工程设计方法,依据转速环电流环双闭环控制的数学模型,对双闭环控制器的参数进行了理论计算。在Simulink中建立了驱动系统的仿真模型,在不同工作条件下进行了仿真,分析了电机转速、转矩以及相电流的变化情况,从而验证了设计的可行性。其次,分析了无刷直流电机驱动系统的功能需求,确定了驱动系统硬件结构,结合电机参数对电动自行车和电动摩托车用电机驱动系统硬件电路进行了设计,包括电源模块、逆变器模块、信号检测模块以及保护电路模块等。在硬件电路的基础上,根据驱动系统方案以及功能需求确定了驱动系统软件结构,对主程序及各... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 小型电动车研究现状
        1.2.2 小型电动车用电机研究现状
        1.2.3 无刷直流电机驱动系统研究现状
        1.2.4 国内外文献综述简析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 无刷直流电机驱动系统方案设计与仿真分析
    2.1 无刷直流电机数学模型与矢量控制原理
        2.1.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.1.2 坐标变换
        2.1.3 同步旋转坐标系下的数学模型
        2.1.4 空间矢量脉宽调制技术原理
    2.2 驱动系统设计指标
    2.3 驱动系统方案设计
    2.4 双闭环控制器设计
        2.4.1 电流环控制器设计
        2.4.2 转速环控制器设计
    2.5 驱动系统仿真分析
        2.5.1 仿真模型建立
        2.5.2 仿真分析
    2.6 本章小结
第3章 无刷直流电机驱动系统软硬件设计
    3.1 无刷直流电机驱动系统功能需求分析
    3.2 无刷直流电机驱动系统硬件设计
        3.2.1 硬件结构设计
        3.2.2 电动自行车用电机驱动系统硬件设计
        3.2.3 电动摩托车用电机驱动系统硬件设计
    3.3 无刷直流电机驱动系统软件设计
        3.3.1 软件结构设计
        3.3.2 主程序设计
        3.3.3 中断程序设计
    3.4 本章小结
第4章 无刷直流电机驱动系统实验分析
    4.1 实验平台搭建
    4.2 电动自行车用电机驱动系统实验分析
        4.2.1 转速响应性能测试
        4.2.2 转矩平稳性能测试
    4.3 电动摩托车用电机驱动系统实验分析
        4.3.1 转速响应性能测试
        4.3.2 转矩平稳性能测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]开关磁阻电机转矩脉动及结构优化设计研究[J]. 李哲,郑玲,杨威,李以农,任玥.  电机与控制学报. 2018(06)
[2]非理想反电动势下无刷直流电机转矩波动研究[J]. 夏鲲,董斌,卢晶.  系统仿真学报. 2018(01)
[3]我国城市电动自行车的交通安全管理分析[J]. 姚鑫.  电动自行车. 2017(06)
[4]电动自行车发展趋势[J]. 陈晶.  林业机械与木工设备. 2017(04)
[5]基于普通精度增量式编码器的永磁伺服电机低速检测与控制优化方法研究[J]. 汪兆栋,文小琴,游林儒,黄招彬.  电工技术学报. 2016(21)
[6]新能源时代的摩托车[J]. 吴玺.  摩托车信息. 2016(03)
[7]基于电动汽车的无刷直流电机低扭矩脉动混合矢量驱动控制[J]. 张立伟,毛学宇.  电工技术学报. 2015(S2)
[8]国内外电动汽车发展现状与趋势[J]. 刘卓然,陈健,林凯,赵英杰,许海平.  电力建设. 2015(07)
[9]电动自行车的治理[J]. 施立栋,余凌云.  浙江学刊. 2015(02)
[10]电动车用永磁同步电动机FOC控制系统实现[J]. 黄智宇,张晓雷,郑太雄.  电气传动. 2013(12)

硕士论文
[1]电动汽车驱动逆变器的设计[D]. 刘超.浙江大学 2017
[2]基于惯量辨识的永磁同步电机自适应控制策略研究[D]. 陈磊.浙江大学 2017
[3]混合动力汽车永磁同步电机控制策略的研究与实现[D]. 王飞.吉林大学 2011



本文编号：3292253