無刷直流電機控制器及其在電動自行車上應(yīng)用的研究.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平和環(huán)保意識的提高，電動自行車得到了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流電機一直在電動自行車驅(qū)動系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，但其依靠機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)更簡單、高效率、低噪音并且大容量的驅(qū)動電機。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，從而使其極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機成為電動自行車車用電機

2、的主流。因此無刷直流電機控制器作為電動機控制系統(tǒng)的大腦，其研究價值和市場前景將非常可觀。 本論文提出了基于PIC16F72單片機為主控芯片的無刷直流電機控制器的設(shè)計方案。利用PIC單片機進行低成本、高智能無刷直流電動機控制系統(tǒng)的設(shè)計，能夠簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低系統(tǒng)成本、增強系統(tǒng)性能、滿足更多應(yīng)用場合的需要。本文主要從以下四個方面進行了分析與研究： （1）詳細分析了無刷直流電動機的工作原理，建立其數(shù)學(xué)模型，并針對電動自行車的控

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，對電動自行車無刷直流控制系統(tǒng)進行硬件電路部分設(shè)計，主要包括控制電路、驅(qū)動電路和保護電路的設(shè)計，對硬件可靠性設(shè)計進行了分析與探討。 （3）在PICMATE2002開發(fā)環(huán)境下，對系統(tǒng)的軟件部分程序進行設(shè)計。實現(xiàn)了電機的速度閉環(huán)控制，結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計了系統(tǒng)的欠壓、過流和堵轉(zhuǎn)保護。 （4）完成了系統(tǒng)的