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小型电动车控制器的优化设计与实现
| 论文题名： | 小型电动车控制器的优化设计与实现 |
| 关键词： | 电动车;控制器;永磁无刷直流电机;换相转矩脉动;调制方式 |
| 摘要： | 近年来，由于燃油交通工具尾气排放对城市空气造成的严重污染，以及能源短缺问题日益突显，发展绿色交通工具已成为重要课题。电动摩托车由于轻便灵活、节能环保、价格适中而得到人们的广泛使用，是人们理想的短途出行交通工具。 目前电动摩托车主要采用是永磁无刷直流电动机。永磁无刷直流电机具有功率密度大、转矩大、控制简单和运行稳定等优点，在电动汽车、航空航天、工业传动等领域得到广泛应用，其控制技术已相对成熟。但是，无刷直流电动机由于本体设计和特有的控制策略存在较严重的转矩脉动问题。限制了它的应用范围。本文探索全新的转矩脉动控制措施，进而达到抑制换相过程中转矩脉动的效果。电动摩托车控制器作为电动摩托车的控制核心，是电动摩托的关键部件，决定了整个电动车辆的性能。 (1)简要介绍了无刷直流电动机的基本结构和工作原理，并建立了的数学模型;为电机控制提供了理论基础。 (2)分析了无刷直流电动机换相转矩脉动产生的原因，从开关损耗和调制方式极性的角度对转矩脉动的影响分析对不同PWM调制方式下进行了讨论，在H_PWM_L_ON调制方式的基础上，提出一种简单的抑制换相转矩脉动的PWM调制策略。 (3)采用瑞萨公司的R8C2K单片机为控制核心，详细论述了电动车控制器各单元电路的组成和实现机理。设计了包括三相全桥逆变主电路、基于IR2103的驱动电路，电源转换、电流检测与保护、位置信号检测、和电压采样与欠压保护等一系列硬件电路。 (4)结合控制器硬件电路的特点，以HEW为软件开发工具。采用模块化设计思想设计了控制程序。文章给出了各个模块详细的流程图，并给出了部分核心程序的源代码。 (5)对用本文所设计的控制器无刷直流电机进行实验，对比实验结果表明:本文设计的永磁无刷直流电机控制器能够正常工作，采用本文所设计永磁无刷直流电机换相转矩脉动明显减小，证明了本文所提出的控制方法是有效的。 |
| 作者： | 柴介雄 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 吴桂清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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