电动汽车驱动电机实训报告

. . . .驱 动 电 机实训报告学习资料. . . .汽工1302黄 祥 图给出三相BLDCM掌握系统的六开关逆变器拓扑图。依据无刷直流电机的特点，为了减小转矩脉动，提高电机掌握性能，要求加在电机定子上的电流为方波，并与电机的梯形反电动势严格同步，每相电流导通120。表给出图所示的六开关逆变器的开关器件导通挨次。学习资料. . . .由表可见，六开关逆变器中，依据开关器件的状态，可组成6个状态组合或电压矢量，即：(0，一1，1)、(1，一1，0)、(1，0，一1)、(0，1，一1)、(一1，1，0)、(一1，0，学习资料. . . .1)，其中，1表示上桥臂导通，一1表示下桥臂导通，0表示没有管子导通。如(0，一1，1)表示B相的下桥臂和C相的上桥臂导通，即VS5，Vs6导通，A相处于不导通状态。这样在任何时刻总是只有两相处于导通状态，即任何时刻总有一相的两个开关器件不参与工作。开关磁阻电机的掌握系统。开关磁阻电机作为一种型调速电机，兼有直流和沟通调速的优点，适用的领域很广。它是由磁阻电机与电子开关驱动掌握电路组成一体的能量换转机构。如下图为四相的开关磁阻电机。图表示导通挨次A、B、C、D时定转子工作状况。图4a表示V1导通，A相绕组通电，而其余的三相绕组断电，因此转子磁1.1′受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力而产生转矩，使转子沿逆时针旋转，转子磁极1.1′向定子磁极AA′趋近，直到两者重合。此时，掌握器据位置传感器的关断信号，去掌握驱动器，关断V1，切断A相绕组电流，紧接着掌握器依据位置传感器的开、断信号，依次使V2、V3、V4通、断，使B、C、D相绕组挨次的通与断，使转子受同一方向转矩作用，沿逆时针的运行。假设转变相电流大小，则可转变电机转矩和转速。总之，国内已经开发出了以上四种电机驱动系统，取得了很大的技术进步，已经在车辆上获得了应用。但是，还存在着需要改进之处。就沟通感应电机电控系统而言，国内的绝大多数电动效率在70％以上区域范围占整个工作的区域还在80％以下；电机在低速运行过程中，输出转矩脉动性过大；在高速运转时可输出的转矩偏小，加载力量差，且转矩降落略大；甚至在肯定转速范围内存在较大电磁振动〔噪音〕，有待于进一步解决。四种电机电控系统的牢靠性都有待进一步提高以适应产业化要求。学习资料. . . .直流电机因其良好的线性特性、优异的掌握性能等特点成为大多数变速运动掌握和闭环位置伺服掌握系统的最正确选择。随着计算机在掌握领域的进展，直流电机的应用也更加广泛。本文主要介绍了承受N沟道增加型场效应管，基于H桥的直流电机驱动掌握电路中H桥功率驱动电路设计、电荷泵电路设计、电机驱动规律与放大电路设计，以及直流PWM调速掌握。关键字：H桥 直流电机驱动掌握电路 N沟道增加型场效应管 PWM1．直流电机驱动掌握电路总体构造直流电机驱动掌握电路分为电机驱动规律电路、电荷泵电路、驱动信号放大电路、H桥功率驱动电路等四局部局部，1所示。如下图，电机驱动掌握电路的外围接口简洁，Dir()，)Brake(电机制动信号)，Vcc电源，Vm为电机电源电压，M+、M-为直流电机接口。图1直流电机驱动掌握电路框图桥功率驱动电路原理学习资料. . . .H型全桥式电路是使用的最为广泛的直流电机驱动电路，实践证明，H型，即分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。H桥功率驱动原理图如图2所示。H型4只开关管都工作在斩、S2为一组，S3、S4为一组，这两组状态互补，当一组导通。S1、S2导通；S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。

图2 H桥功率驱动原理图，需要不断地使电机在正转和反转之间切换。这种状况理论上要求两组掌握信号完全互补，但是由于实际的开关器件都存在导通和关断时确定的互补掌握规律会导致上下桥臂直通短路。为了避开直通短路且保证，两组掌握信号理论上要求互为倒相，而实，这个校正过程既可通过硬件实现，即在上，也可通过软件实现，即在状态之前参加，us级单位的延时即可到达效果。图2中4只续流二极管，可为线圈绕组供给续流回路。当电机正常运行时，驱动电流通过主开关管流过电机。当电机处于制动状态时，电机工作在发电状学习资料. . . .转子电流必需通过续流二极管流通，否则电机就会发热，严峻时甚至烧毁。直流电机驱动掌握电路设计H桥驱动电路设计在直流电机掌握中常用H桥电路作为驱动器的功率驱动电路。由于功率是压控元件，具有输入阻抗大、开关速度快、MOSFETH桥电路的桥臂。H4MOSFETNP沟道型，P沟道功率，因此，MOSFETH桥电路的：2P沟道功率MOSFET和2NMOSFET。测试可知，2个NMOSFET2个PMOSFET驱动，掌握电路简洁、本钱低。PMOSFET的性能要比MOSFET的差，且驱动电流小，多用于功率较小的驱动电路中。综合考虑系统功率、牢靠性要求，以及N沟MOSFET的优点，4个一样的N沟道MOSFET的H桥电路，具备较好的性能和较高的牢靠性，并具有较大的驱动电流，因此本系。8V为电机电源电压，4个二极管均为续流二极管，输C1〔104〕，用于降低感性元件电机产生的尖峰电压。学习资料. . . .3H桥驱动电路电荷泵电路设计，使电流由低电势流向高电势。图4 电荷泵电路电路中A局部是方波发生电路，RC与反相施密特触发器构成，产生振幅Vin=5V的方波。B局部是电荷泵电路，由三阶电荷泵构成。当a点为低电寻常充电，bVb=Vm-Vtn；a点为高电寻常，由于电容C1电压不能突变，故b点电压Vb=Vm+Vin-Vtn，此时二极管D2导通，C3充电，使cVx=Vm+Vin-2Vtn；a点为低电寻常，二极管D1、D3导通，分别对电容C1、C2充电，使得d点电压Vd=Vm+Vin-3Vtn；a点再为高电寻常，C2电压不能突变，d点电压变为D2、D4导通，C3、c4充电，使。这样如此循环，gVm高的电压V。Vm为二极管压降，0.6V，从而H桥的上臂完全导通。学习资料........学习资料学习资料5驱动信号放大电路，H4NMOSFET组成。假设要掌握各个。通常要使MOSFET，10V以上，VCS＞10V。H桥下桥10V以上的电压即可使其导通；2MOSFET，VGS>10V，VG>Vm+10V，即驱动电路必需能供给高于电源，这就要求驱动电路中增设升压电路，10V的电压。有上限要求，MOSFETVGS10V～15V，也就是掌握门极电压随栅极电压的变化而变化，即为浮动栅驱动。因此在驱动掌握电路，VmVh，驱动功率管的导通。电机驱动规律电路设计与放大电路设计电机驱动规律电路输入端主要为如图6中的4、3、2端口。、Brake经光电隔离电路后，由门电路进展译码，产生4q5、q6、q7、q8。6电机驱动规律电路PWM信号实现控速功能，具体实现原理如下：直流电机转速掌握可分为励磁掌握法与电枢电压掌握法。励磁掌握法是掌握磁通，其掌握功率小，低速时受到磁饱和限制，高速时受到换向火花和换向器构造强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大动态响应较差，所以这种掌握方法用得很少。大多数应用场合都使用电枢电压掌握法。随着电力电子技术的，PWM(脉宽调制)便是常用的转变电枢电压的一种调速方法。，并依据需要转变一个周期内接通和断开的时间比(占空比)来转变直流电机电枢上电压的“占空比“，从而转变平均电压，掌握电机的转速。在脉宽调速系统中，当电机通电时其速度增加，电机断电时其速度减低。只要依据肯定的规律转变通、断电，即可掌握电机转速。PWM技术构成的无级调速系统．启停时对直流系统无冲击，并且具有启动功耗小、运行稳定的特点。设电机始终接通电源时，Vmax，D=t／T，为：Vd=VmaxD，D=t／T时，就可以得到不同的电机平均速度Vd，从而到达调速的目的。严格地讲，D并不是严格的线性关系，在一般的应用中，可将其近似地看成线性关系。在直流电机驱动掌握电，并经高速光电隔离电路、电机驱动规律，HMOSFET从而掌握电机的转速，PWM调速。7PWMIN产生电路，必需产生一路方波信号，并且要考虑到其带负载的力量即驱动力量。7局部是方波发生电路，RC与反相施密特触发器构成，产生振幅为与U2-C1PWMIN的频率和占空比〔原理是调整电容充放电的时间〕。方波产生后及反相器电路产生两路互PWM-OUT1、PWM-OUT2。8PWMIN电流放大电路Q12、Q11构成推挽式电路，降低输出阻抗，使其可用在驱动电机等阻抗低的负载电路上。〔2〕3实现电机转向掌握。2实现刹车功能。Q1、Q3端输入高电平，Q2、Q4端输入低电寻常〔Q1、Q3导通，Q2Q4截止时〕，电机正转；当Q1、Q3端输入低电平，Q2、Q4端输入Q1、Q3截止，Q2Q4导通时〕，电机反转。Q3、Q4q7、q8、q5、为高电平，q8、q6为低电寻常，Q1、Q3导、Q4截止，电机正传；q7、q5为低电平，q8、q6为高电寻常，场截止，Q2、Q4导通，电机反传；q7、q8、q5、q6均为低电寻常可实现刹车功能。可得以下规律表达式：q7=(^C)&&(^B);q8=(^C)&&(B);q5=(^C)&&^(B&&A);q6=(^C)&&^(^B&&A);：〔BRAKE〕端，当其输入为高时，电机停转，输入为低时，；PWM波输入端；B可作为转向掌握端〔Dir〕，当其输入为高时，电机反转，输入为低时，。，H桥的上臂处于常开或常闭状态，Dir掌握，PWM产生连续可调的掌握电压。该方案中，MOSFET只有在电机换向时才进展开关切换，而电机的换向频率极低，低端由规律电路直接控制，规律电路的信号电平切换较