混合励磁无刷直流电机在电动汽车中应用的研究

摘要

能源和环境的压力使得电动汽车迎来了发展的高潮。随着电子技术的成熟，已有多种电动汽车产品投放市场。纯电动汽车由于各种原因难以保证续驶里程，因而混合动力车辆成为目前发展的重点。 本文以电动汽车的电动控制部分作为研究对象，首先介绍了混合励磁无刷直流电机的基木结构、工作原理并建立了数学模型。接下来对数字控制系统的硬、软件设计作了详细论述；硬件部分先作了整体设计的论述及主要元件的介绍；然后分别介绍控制电路和主电路设计原理与思路，重点论述了混合电平逻辑设计中的接口解决方案、A/D采样电路、SPI通讯接口电路及主电路的保护等；软件部分则分析了整体控制策略，提出了分段控制的设想并且详细介绍了系统软件实现的资源分配，最后简述主程序、初始化程序、中断服务程序的流程框图。 本文的研究重点就是：基于DSP的混合励磁无刷直流电机控制系统，实现调磁、调压与调速之间的动态优化控制。 论文最后在总结全文的基础上，对该项研究的发展进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题背景及选题意义、来源

1.2电动汽车及其所用电动机的研究现状

1.2.1电动汽车的发展现状

1.2.2电动汽车的技术研究

1.2.3电动汽车用电动机的国内外研究现状和发展趋势

1.3混合励磁无刷直流电机的特点及应用

1.4本论文内容和结构

2混合励磁无刷直流电机的数学模型

2.1混合励磁无刷直流电机系统基本结构

2.1.1混合励磁无刷直流电机

2.1.2转子位置传感器

2.1.3逆变驱动控制器

2.2基本工作原理

2.3数学模型

2.4小结

3控制策略

3.1分区控制方案概述

3.2标准调速区(BEOJ)的控制方案

3.3增磁调速区(ABJH)的控制方案

3.4弱磁调速区(BCDE)的控制方案

4控制系统硬件设计

4.1电动汽车电机控制系统硬件整体结构

4.2电机控制系统核心控制芯片

4.2.1 DSP概述

4.2.2 DSP芯片的特点

4.2.3 TMS32OLF24O7具有TMS 320系列DSP的特点和资源

4.3主电路及其驱动电路设计

4.3.1主电路设计

4.3.2驱动电路设计

4.3.3功率驱动保护设计

4.4通信设计

4.4.1 CAN通信设计

4.4.2 RS-485通信设计

4.5其它各部分外围电路设计

4.5.1数字信号接口电路设计

4.5.2位置信号检测电路设计

4.5.3电流检测通道设计

4.5.4保护电路的设计

4.6本章小结

5系统软件设计

5.1软件整体设计

5.2系统软件程序框图

5.3小结

6控制系统的仿真与分析

6.1 MATLAB简介

6.2基于混合励磁无刷直流电机控制系统模型的建立

6.2.1转速调节器模块

6.2.2电流调节器模块

6.2.3逆变器端电压模块

6.2.4电机本体模块

6.3仿真分析

6.4小结

7结论与今后工作

7.1结论

7.2今后工作

攻读硕士期间发表的论文

致谢

参考文献