基于永磁无刷直流电机电动车控制器的设计与实现

论文摘要

电动自行车以其特有的电力驱动技术、高效环保节能的控制技术、人性化的操作方法,已越来越受到市场广泛接受。这就使得提高电动车的质量和增大电动车的安全系数越来越为重要。本文针对现有电动车控制器实际情况,以研究永磁无刷直流电机控制系统为基础,对电动车智能控制器进行了研究,并以PIC(Periphral Interface Controller)系列单片机为核心完成了整个系统的设计。根据国内外电动车控制器技术发展的历史和现状以及目前嵌入式电子产品的发展,本文主要研究永磁无刷直流电机控制系统在两轮电动车中的应用,设计了以PIC(Periphral Interface Controller)单片机为主控芯片的电动车控制器。系统中硬件部分采用模块化设计方法,以PIC16F73为处理器,完成了包括电源模块、MOSFET驱动电路、复位电路、存储器模块、通讯接口模块、霍尔信号检测电路、电流检测和保护电路、显示模块等设计。系统的软件部分是在MPLAB v7.50环境中编写、PICC8.05编译器编译完成的。由于电动车智能控制器对系统的响应时间有严格的要求,这就要求系统的实时性非常好,能够及时响应输入口的信号变化。所以在应用软件模块的设计中有效的利用了处理器各个输入口的中断作用以及一些重要的软件设计算法。本文设计的基于永磁无刷直流电机的电动车智能控制器在实际调试中,数据收发正确,性能稳定,达到了预期效果,对提高电动车的安全性能起到了积极的作用,对目前快速发展的电动车行业提供了较完整的智能控制器设计参考方案,具有较广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 本课题的研究目的和意义
• 1.2 电动车驱动电机技术的发展
• 1.3 本设计电机驱动系统选择
• 1.4 论文主要内容
• 2 永磁无刷直流电机控制系统分析
• 2.1 三相永磁无刷直流电机的基本组成
• 2.2 三相永磁无刷直流电机的基本工作原理
• 2.3 位置传感器
• 2.4 永磁无刷直流电机的运行特性
• 2.5 永磁无刷直流电机的控制结构及原理
• 2.6 直流电动机的PWM调速原理
• 2.7 本设计电机控制系统简述
• 2.8 本章小结
• 3 硬件设计
• 3.1 单片机选择
• 3.2 硬件总体设计
• 3.3 功能模块设计
• 3.4 本章小结
• 4 软件设计
• 4.1 系统软件开发流程
• 4.2 系统软件设计要求
• 4.3 MPLAB开发环境简介
• 4.4 系统软件总设计思路
• 4.5 仪表板主要功能模块软件设计
• 4.6 控制器主要功能模块软件设计
• 4.7 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文