無刷直流電機(jī)控制器及其在電動(dòng)自行車上應(yīng)用的研究.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平和環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)自行車得到了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流電機(jī)一直在電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但其依靠機(jī)械電刷和換向器換向，帶來結(jié)構(gòu)復(fù)雜和可靠性不高、噪音大等問題，迫使人們探索結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、高效率、低噪音并且大容量的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而成熟起來的永磁無刷直流電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高的特點(diǎn)，從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電動(dòng)自行車車用電機(jī)

2、的主流。因此無刷直流電機(jī)控制器作為電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的大腦，其研究?jī)r(jià)值和市場(chǎng)前景將非?？捎^。 本論文提出了基于PIC16F72單片機(jī)為主控芯片的無刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)方案。利用PIC單片機(jī)進(jìn)行低成本、高智能無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低系統(tǒng)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場(chǎng)合的需要。本文主要從以下四個(gè)方面進(jìn)行了分析與研究： （1）詳細(xì)分析了無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型，并針對(duì)電動(dòng)自行車的控

3、制需求，制定了系統(tǒng)的控制策略，采用速度、電流雙閉環(huán)控制； （2）以Microchip公司的PIC16F72芯片為控制核心，對(duì)電動(dòng)自行車無刷直流控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件電路部分設(shè)計(jì)，主要包括控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，對(duì)硬件可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析與探討。 （3）在PICMATE2002開發(fā)環(huán)境下，對(duì)系統(tǒng)的軟件部分程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的速度閉環(huán)控制，結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的欠壓、過流和堵轉(zhuǎn)保護(hù)。 （4）完成了系統(tǒng)的