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上海申思特自動化設(shè)備有限公司

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OMAL歐瑪爾開關(guān)磁阻電機控制器硬件設(shè)計
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更新時間:2016-12-26 11:32:21瀏覽次數(shù):865

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【簡單介紹】
OMAL歐瑪爾開關(guān)磁阻電機控制器硬件設(shè)計
OMAL開關(guān)磁阻電機的發(fā)展已有100多年,近50年是其快速發(fā)展的階段,我國對OMAL開關(guān)磁阻電機的研究始于1984年。包含OMAL開關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng),結(jié)合了交、直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)點,是一種新型的電動車用調(diào)速控制系統(tǒng)。
【詳細(xì)說明】

OMAL歐瑪爾開關(guān)磁阻電機控制器硬件設(shè)計
OMAL開關(guān)磁阻電機的發(fā)展已有100多年,近50年是其快速發(fā)展的階段,我國對OMAL開關(guān)磁阻電機的研究始于1984年。包含OMAL開關(guān)磁阻電機的控制系統(tǒng),結(jié)合了交、直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)的優(yōu)點,是一種新型的電動車用調(diào)速控制系統(tǒng)。如今,大氣的嚴(yán)重污染和石油資源的日漸消耗與汽車數(shù)量的激增成不對稱的關(guān)系,作為家庭必選的出行工具的汽車面臨巨大的壓力,所以,電動汽車應(yīng)運而生,電動汽車折合的油耗成本低并且環(huán)保。

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OMAL開關(guān)磁阻電機應(yīng)用在電動汽車領(lǐng)域也符合時代的需要,OMAL開關(guān)磁阻電機作為電動汽車用驅(qū)動電機具有成本低、效率高、簡單靈活和調(diào)速性能優(yōu)秀等的優(yōu)點。此外,OMAL開關(guān)磁阻電機還廣泛的應(yīng)用于通用工業(yè)、紡織機械、煤炭油田和家用電器等領(lǐng)域。因此,以高爾夫球車的車用驅(qū)動電機設(shè)計為背景,基于OMAL開關(guān)磁阻電機,設(shè)計控制器硬件電路以及底層驅(qū)動。從OMAL開關(guān)磁阻電機和車用驅(qū)動電機的研究背景、國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)和深遠意義的簡單介紹引出本課題的研究。通過對比分析幾種車用驅(qū)動電機的優(yōu)缺點,OMAL開關(guān)磁阻電機因其結(jié)構(gòu)簡單、氣動特性好、動態(tài)響應(yīng)快、效率高和調(diào)速性能好等的優(yōu)點而被優(yōu)先選作電動汽車的驅(qū)動電機?;贠MAL開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)的非線性考慮,通過分析研究OMAL開關(guān)磁阻電機的工作原理,分析電路方程、機械方程和機電方程,研究線性模型、準(zhǔn)線性模型和非線性模型。為便于分析,針對理想線性模型,分析OMAL開關(guān)磁阻電機的相電感特性、磁鏈特性、電流特性和電磁轉(zhuǎn)矩特性,總結(jié)得出OMAL開關(guān)磁阻電機在各個速度范圍內(nèi)運行時的特性。其次,有三種基本方法來完成OMAL開關(guān)磁阻電機的控制:電流斬波控制、電壓斬波控制和角度位置控制。通過改變開通和關(guān)斷的角度,來完成電機的速度控制。總結(jié)得出了雙閉環(huán)PI控制的OMAL開關(guān)磁阻電機調(diào)速控制系統(tǒng):外環(huán)速度PI控制、內(nèi)環(huán)電流PI控制。以高爾夫球車為應(yīng)用背景,設(shè)計控制器硬件電路,以DSP芯片F(xiàn)2812為主控芯片。包括外圍接口電路、功率變換器主電路及其驅(qū)動電路、緩沖吸收電路、電流電壓檢測電路、轉(zhuǎn)子位置信號檢測電路、溫度檢測電路、CAN通信模塊、電流斬波電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、保護電路和人機交互接口電路。為準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子的位置信號,方便計算速度,本設(shè)計選用有位置檢測器?;陔姍C和功率變換器的成本與體積的考慮,功率變換器主電路選用三相的不對稱半橋主電路,功率OMAL開關(guān)管選用場效應(yīng)管MOSFET。為滿足電流參數(shù)的要求,采用兩個MOSFET管并聯(lián)承受大電流。

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為實現(xiàn)電氣隔離,控制電路和功率電路、模擬電路和數(shù)字電路等電路之間用高速光耦進行分隔。之后,給出PCB板,以及在制板過程中,布局布線的技巧,分析和改善了設(shè)計電路的可靠性。 zui后對電路板進行測試和分析,并對本設(shè)計進行總結(jié)和展望,指出本設(shè)計需要改進的方向和為擴展需要進行的進一步研究。



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