武警工程大學(xué)研究生管理大隊(duì)12隊(duì) 徐新國武警工程大學(xué)信息工程系技術(shù)偵查教研室 陳軍峰

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電動(dòng)車無刷直流電機(jī)控制器系統(tǒng)研究

武警工程大學(xué)研究生管理大隊(duì)12隊(duì) 徐新國
武警工程大學(xué)信息工程系技術(shù)偵查教研室 陳軍峰

【摘要】隨著全球能源危機(jī)的家重和人們的環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，電動(dòng)車已經(jīng)開始被大眾所接受，如今環(huán)保節(jié)能是熱議的話題，而現(xiàn)如今電動(dòng)車成為環(huán)保節(jié)能的新能源車輛，在電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇中，無刷直流電機(jī)以其良好的的性能與節(jié)能環(huán)保而受到廣大的電動(dòng)車生產(chǎn)廠商的熱愛，但是無刷直流電機(jī)存在叫較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，這使得無刷直流電機(jī)在低速時(shí)發(fā)出振動(dòng)和噪聲，嚴(yán)重的可能影響電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)性能。本文簡單的介紹了電動(dòng)車車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)、無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真、電動(dòng)車用無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)簡介、無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)車；環(huán)保節(jié)能；無刷直流電機(jī)

1　電動(dòng)車車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)簡介

電機(jī)是電動(dòng)車的心臟，在電動(dòng)車發(fā)展初期，很多電動(dòng)車生產(chǎn)廠家都是采用直流電機(jī)。電動(dòng)車的直流電動(dòng)機(jī)有較好的控制手段，但是效率低于價(jià)格高是它的缺點(diǎn)，隨著電力電子器件的發(fā)展，交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)逐漸成熟。電動(dòng)車的無刷直流電機(jī)與電動(dòng)車的直流電機(jī)恰恰相反，它具有旋轉(zhuǎn)的磁場和固定的電驅(qū)。無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1　無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2　無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

無刷直流電機(jī)的工作原理與有刷電機(jī)基本相同，一般電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁體結(jié)構(gòu)，通過電子換相電路去驅(qū)動(dòng)與電驅(qū)繞組連接的相應(yīng)的功率開關(guān)器件。圖2是無刷直流電機(jī)的工作原理圖。圖2所示中，A、B和C是與功率開關(guān)管相連接的電驅(qū)繞組電路，無刷直流電機(jī)控制器通過不斷的檢測轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)來控制功率開關(guān)管按照一定的規(guī)律和方法來導(dǎo)通或者關(guān)斷。

圖2　無刷直流電機(jī)工作原理圖

3　電動(dòng)車用無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)簡介

我國的一般電動(dòng)車無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)由于受硬件構(gòu)造以及成本的限制，只能設(shè)置一路直流母線電流傳感器，用來對(duì)電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù)?？刂葡到y(tǒng)如圖3所示。

圖3　無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)框圖

如圖3所示，系統(tǒng)首先把來自轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)矩指令信號(hào)通過PWM占空比給定單元，系統(tǒng)可以根據(jù)不同的轉(zhuǎn)矩指令和無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出對(duì)應(yīng)的PWM占空比。

4　無刷電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)還將用于大功率電動(dòng)車無刷直流電機(jī)控制擴(kuò)展的需要，根據(jù)電路設(shè)置規(guī)則，控制系統(tǒng)強(qiáng)電和弱電需要隔離設(shè)計(jì)。包括了系統(tǒng)供電電源電路模塊、光電隔離電路模塊、功率驅(qū)動(dòng)電路模塊、霍爾電路模塊、反饋檢測電路模塊等。

5　結(jié)語

無刷直流電機(jī)是隨著新型電力電子器件和永磁材料的發(fā)展而發(fā)展起來的一種新型電機(jī)，既有交流電機(jī)運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，又有傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的優(yōu)越調(diào)速性能。

參考文獻(xiàn)

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ABSTRACT：As the global energy crisis of weight and the strengthening of people's environmental consciousness，electric cars has been accepted by the public，environmental protection and energy saving is a hot topic nowadays，now electric vehicles become the new energy vehicles，for environmental protection and energy saving in electric vehicle drive motor selection，brushless dc motor with its good performance and energy conservation，environmental protection and loved by the general electric car manufacturers，but the brushless dc motor is called large torque ripple，this makes the brushless dc motor at low speed vibration and noise，serious may influence on the performance of the electric drive.This paper simply introduces the electric vehicle drive motor，brushless dc motor speed regulating system of modeling and simulation，electric motor brushless dc motor control system，the hardware design of brushless motor control system.

Keywords：Electric vehicles；Environmental protection and energy saving；Brushless dc motor