电动汽车轮毂电机控制器硬件电路的设计与实现
发布时间：2023-02-07 20:35
纯电动汽车所需电能可再生、行驶零排放无大气污染,为汽车产业的可持续发展开拓了新的路径。轮毂电机直接驱动车轮行驶将是未来电动汽车发展的新趋势之一。无刷直流电机采用电子换向取代机械电刷换向,彻底解决了机械电刷易磨损的问题,大大提高了电机的使用寿命与可靠性。本课题将针对某微型电动物流车的轮毂无刷直流电机研发一款简单实用的电机驱动控制器,控制器采用硬件设计,硬件完全替代软件程序运算处理器工作,可降低控制器的制造成本,同时提高了控制器的响应灵敏度。本文主要采用文献研究、模拟研究、实证研究等方法进行了以下研究工作:1、研究了轮毂电机的构造、无刷直流电机的工作原理以及调速控制策略。2、在Matlab/Simulink的环境下建立了电机仿真模型,对控制器的各个模块进行了仿真运行,测试验证了控制器电机调速控制的可行性,证明了电机控制器各功能模块设计的合理性。3、根据电动物流车驾驶的基本操作要求,研究确定电机控制器总体设计方案。4、选取SGM6332等硬件集成电路芯片,完成相应功能模块的整体电路设计,并完成了样机的制作。其中重点针对电机工作电流变化大,容易烧损控制器及电机的问题进行限流保护功能的硬件电路设...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外电动汽车的发展现状
1.2.1 国外电动汽车的发展现状
1.2.2 国内电动汽车的发展现状
1.3 电动汽车轮毂电机驱动技术现状
1.4 电动汽车轮毂电机驱动技术主要发展趋势
1.5 国内外电机控制器发展现状
1.6 本文的主要研究内容
1.7 本章小结
2 轮毂无刷直流电机构造及调速原理
2.1 直流电机工作原理
2.2 轮毂无刷直流电机工作原理
2.2.1 轮毂无刷直流电机构造
2.2.2 霍尔位置传感器基本原理
2.2.3 电机换相控制原理
2.3 无刷直流电机调速控制原理
2.3.1 调速方式
2.3.2 调速控制策略
2.4 本章小结
3 无刷直流电机控制系统仿真分析
3.1 无刷直流电机的数学模型
3.1.1 电机电压方程
3.1.2
3.1.3 机械运动方程
3.2 基于Matlab/Simulink
3.2.1 电机本体模块
3.2.2 调制调速模块
3.2.3 换相逻辑模块
3.2.4 逆变器模块
3.2.5 速度电流双闭环控制模块
3.2.6 限流停机安全保护功能模块
3.2.7 制动停机安全保护功能模块
3.3 仿真结果分析
3.4 双电机控制仿真结果对比分析
3.5 本章小结
4 电机控制器硬件电路的设计
4.1 电机控制器总体方案设计
4.2 电源电路的设计
4.2.1 主降压芯片选择及功能介绍
4.2.2 主降压芯片周围电路的设计
4.2.3 次降压芯片电路的设计
4.2.4 电机供电电路的设计
4.2.5 电源前端电路的设计
4.3 信号检测电路的设计
4.3.1 晶体三极管
4.3.2 信号放大电路的设计
4.4 调制调速电路的设计
4.4.1 三角波信号产生电路的设计
4.4.2 加速信号电路的设计
4.4.3 PWM信号产生电路的设计
4.5 换相逻辑运算电路的设计
4.5.1 逻辑电平转换电路的设计
4.5.2 正反转功能电路的设计
4.5.3 PWM信号加载电路的设计
4.6 功率驱动电路的设计
4.7 限流保护停机电路的设计
4.8 制动断电停机电路的设计
4.9 本章小结
5 控制器调试与测试分析
5.1 电源电压测试
5.2 电机转子位置信号测试
5.3 PWM信号测试
5.4 功率驱动电路测试
5.5 电机运转调速测试
5.6 本章小结
6 基于ADVISOR的轮毂电机驱动整车动力性能仿真分析
6.1 ADVISOR仿真软件介绍
6.2 整车仿真模型建立
6.2.1 整车参数定义
6.2.2 电池参数定义
6.2.3 传动部件、电机、车轮参数定义
6.3 CYCNEDC工况仿真
6.4 仿真结果
6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3737385
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外电动汽车的发展现状
1.2.1 国外电动汽车的发展现状
1.2.2 国内电动汽车的发展现状
1.3 电动汽车轮毂电机驱动技术现状
1.4 电动汽车轮毂电机驱动技术主要发展趋势
1.5 国内外电机控制器发展现状
1.6 本文的主要研究内容
1.7 本章小结
2 轮毂无刷直流电机构造及调速原理
2.1 直流电机工作原理
2.2 轮毂无刷直流电机工作原理
2.2.1 轮毂无刷直流电机构造
2.2.2 霍尔位置传感器基本原理
2.2.3 电机换相控制原理
2.3 无刷直流电机调速控制原理
2.3.1 调速方式
2.3.2 调速控制策略
2.4 本章小结
3 无刷直流电机控制系统仿真分析
3.1 无刷直流电机的数学模型
3.1.1 电机电压方程
3.1.2
3.1.3 机械运动方程
3.2 基于Matlab/Simulink
3.2.1 电机本体模块
3.2.2 调制调速模块
3.2.3 换相逻辑模块
3.2.4 逆变器模块
3.2.5 速度电流双闭环控制模块
3.2.6 限流停机安全保护功能模块
3.2.7 制动停机安全保护功能模块
3.3 仿真结果分析
3.4 双电机控制仿真结果对比分析
3.5 本章小结
4 电机控制器硬件电路的设计
4.1 电机控制器总体方案设计
4.2 电源电路的设计
4.2.1 主降压芯片选择及功能介绍
4.2.2 主降压芯片周围电路的设计
4.2.3 次降压芯片电路的设计
4.2.4 电机供电电路的设计
4.2.5 电源前端电路的设计
4.3 信号检测电路的设计
4.3.1 晶体三极管
4.3.2 信号放大电路的设计
4.4 调制调速电路的设计
4.4.1 三角波信号产生电路的设计
4.4.2 加速信号电路的设计
4.4.3 PWM信号产生电路的设计
4.5 换相逻辑运算电路的设计
4.5.1 逻辑电平转换电路的设计
4.5.2 正反转功能电路的设计
4.5.3 PWM信号加载电路的设计
4.6 功率驱动电路的设计
4.7 限流保护停机电路的设计
4.8 制动断电停机电路的设计
4.9 本章小结
5 控制器调试与测试分析
5.1 电源电压测试
5.2 电机转子位置信号测试
5.3 PWM信号测试
5.4 功率驱动电路测试
5.5 电机运转调速测试
5.6 本章小结
6 基于ADVISOR的轮毂电机驱动整车动力性能仿真分析
6.1 ADVISOR仿真软件介绍
6.2 整车仿真模型建立
6.2.1 整车参数定义
6.2.2 电池参数定义
6.2.3 传动部件、电机、车轮参数定义
6.3 CYCNEDC工况仿真
6.4 仿真结果
6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3737385
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