基于电动自行车的交流电动机变频控制研究

摘要

本文介绍了交流电机变频调速的基本方式，三相逆变桥的原理及其构成，IR2130驱动器的应用。电动自行车作为一种绿色、轻型交通工具，越来越受到人们的青睐。本文介绍了电动自行车一种新型的调速形式——变频调速。经济型电动自行车采用变频变压控制法(VVVF)，这种控制系统简单、可靠、价格低，适合于工薪阶层等众多消费者使用，具有较高的性价比。本文较详细的论述了经济型电动自行车调速系统的硬件和软件设计，并制作了实验装置，得出了相应的实验结果。　 本文介绍了矢量控制的原理，转速的几种估算方法，无速度传感器电压解耦矢量控制系统的设计。　　在无速度传感器矢量控制模式下，电动自行车可实现低速驱动、高起动转矩、高转速精度、高加减速性能。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题综述

1.1.1课题研究的目的、意义

1.1.2国内外研究现状

1.2本课题的研究内容

1.2.1经济型电动自行车的控制系统

1.2.2高性能电动自行车的控制系统

1.3研究方法和技术路线

第2章交流异步电动机变频调速系统

2.1变频调速的基本方式

2.1.1基频以下调速

2.1.2基频以上调速

2.2交—直—交变频调速系统

2.3功率MOSFET的原理及其驱动电路

2.3.1功率MOS场效应晶体管(功率MOSFET)

2.3.2功率MOSFET的驱动电路

2.4三相逆变桥

2.4.1三相逆变桥的构成

2.4.2 IR2130驱动器在三相逆变桥中的应用

第3章变频变压控制法(VVVF)

3.1脉宽调制控制技术

3.2三相SPWM波发生器

3.2.1 SA4828内部结构及工作原理

3.2.2 SA4828的初始化编程

3.2.3控制寄存器编程

3.3单片机控制交流异步电动机变频调速

3.3.1单片机与SA4828的连接

3.3.2变频输入的方法

3.3.3软件设计

3.3.4实验有关参数的计算

3.3.5实验电源及电机的选择

第4章无速度传感器矢量控制法

4.1矢量控制系统

4.1.1异步电动机的坐标变换结构图

4.1.2矢量控制系统的构想

4.1.3异步电动机的动态数学模型

4.1.4坐标变换

4.1.5采用电压SPWM变频器的矢量控制系统

4.2无速度传感器矢量控制系统

4.2.1基于无速度传感器的转速估算方法

4.2.2异步电动机的标量解耦控制

4.2.3无速度传感器电压解耦矢量控制系统的设计

第5章结论与展望

致谢

参考文献

附录一：研究生期间发表的论文

附录二：控制及驱动部分电路板

附录三：控制及驱动部分电路图