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基于直接转矩控制的电动车用无刷直流电机控制器的设计与研究

孙寅杰

基于直接转矩控制的电动车用无刷直流电机控制器的设计与研究

孙寅杰1
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作者信息

  • 1. 青岛理工大学
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摘要

由于电动车有电力驱动的洁净高效以及方便快捷的特点,各类电动车(包括电动摩托车、单车汽车)得到了广泛的应用和普及。新能源汽车尾气的排放量接近于‘0’,是目前解决资源短缺和大气污染的选择之一。 无刷直流电机是电机的类型之一,是直流电机的一种特殊形式,它随着电机技术和永磁材料的兴起而出现。它具有体积小、效率高、调速性能好、控制简单和便于实现数字化控制等优点,被广泛应用于多个领域。因此,研究无刷直流电机的控制具有很深远的意义。 本论文首先分析无刷直流电机的工作原理,结合电动汽车平稳运行的需要,以无刷直流电机控制器为论文中心,展开研究工作,最终能够精确的控制电动车用无刷直流电机。本论文主要进行了以下工作: 本论文对无刷直流电机的结构,运行原理及控制方式进行了分析,进而确定了驱动无刷直流电机控制器的整体设计方案。对无刷直流电机采取直接转矩的控制方式,无刷直流电机控制器主要由两部分组成,分别是控制部分和功率驱动部分。 在控制器硬件设计中,采用ST公司生产的具有ARM Cortec-M3内核的STM32F103VET6 芯片为中央控制芯片。本论文设计了无刷直流电机的控制器中的电源部分、功率驱动部分、电压电流检测部分、控制信号检测部分、过流过压保护部分等。 在软件设计中,利用电动车行驶需要和无刷直流电机特点将控制程序精确划分为多个控制子程序。这些子程序主要有:系统初始化程序、PWM 信号输出程序、电压电流保护程序以及运行参数检测程序和抗干扰程序等。 实验阶段,我们对无刷直流电机控制器各个模块行了软件和硬件的调试,修改控制器设计中存在的问题。最后,我们对控制器进行了测试,得出实验波形图,实验结果和设计目标相符。

关键词

电动车/无刷直流电机/控制器/直接转矩控制

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授予学位

硕士

学科专业

控制工程

导师

周晓燕

学位年度

2019

学位授予单位

青岛理工大学

语种

中文

中图分类号

U4
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