电动自行车电动机驱动系统的设计与仿真.doc

PAGE PAGE 1 电动自行车电动机驱动系统的设计与仿真 摘要 随着科技的进步，社会文明的发展，在当前石油资源短缺和环境污染的加剧的情况下，作为一种理想的“绿色”代步工具，电动自行车的发展受到了人们的重视。电动自行车无污染，低噪音，速度适中，操作简单，价格低，俨然成为人们的新宠。开关磁阻电机是随现代电力电子技术，微计算机控制技术发展起来的新型电机，凭借成本低、效率高，灵活控制等优点，十分适合于电动自行车。 本文首先介绍了开关磁阻电机及其的发展状况，并对开关磁阻电机的特点进行了阐述;其次，针对电动自行车用驱动电机的要求，完成了电机参数选择、电机基本结构示意图设计、功率变换器的拓扑结构选择、功率开关管的选择与参数定额、以及功率变换器的损耗估算。 课题设计主要包括两个部分，第一部分是开关磁阻电机的一体化驱动控制器的设计;第二部分是位置检测的设计。一体化驱动控制器设计包括系统电源、功率驱动电路、位置信号输入电路、转速反馈FN转换电路、闭环控制电路、PWM波生成电路、电流斩波电路、欠压保护电路、过流保护电路。位置检测设计包括直接检测和间接检测两种方案。首先，针对电动自行车独特的外转子式电机结构，设计了一种使用光电传感器的直接检测方案;其次，从SR电机的相电感与转子位置之间关系开始分析，建立了SR电机的线性电感模型，提出了非励磁相电感法间接检测方案的设计构思。在间接位置检测硬件设计中，介绍了电感谐振电路、续流检测电路及DSP数字处理单元，并结合软件设计给出了部分软件设计。 最后，对设计的系统进行仿真，总结。验证了驱动控制器的功能，证明了系统设计的合理性。 关键词：开关磁阻电机;SR电机;电动自行车 Abstract With the progress of science and technology, the social civilization development, in the current oil resources shortage and environmental pollution intensifies, as a kind of ideal green transport, electric bicycle development by peoples attention. Electric bicycle no pollution, low noise, speed, moderate, simple operation, low prices, has become a people to be bestowed favor on newly. Switched reluctance motor is with modern power electronic technology, microcomputer control technology developed, relying on the new motor cost is low, the efficiency high, flexible control etc, very suitable for electric bicycles. This paper first introduces switched reluctance motor and its development status, and the characteristics of switched reluctance motor discussed; Secondly, with drive motor for electric bicycle, completing the motor requirements of selecting parameters, basic structure schematic design, motor power converter topology selection, power switch tube choice and parameter quotas, and the loss estimation in power converters. Topic design includes two parts, the first part is the integration of switched reluctance motor driving controller design; The second part is position detection design. Driving controller design including system i