电动自行车用开关磁阻电机驱动系统的研究与实践

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1、华中科技大学硕士学位论文电动自行车用开关磁阻电机驱动系统的研究与实践姓名：周涛申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：詹琼华20060326摘要随着社会文明的发展，科学的进步，人类物质文化生活水平的提高和环保、能源意识的增强，社会呼唤着一种无污染、噪声低、操作简单、速度适中的个人交通代步工具。电动自行车作为一种理想的“绿色”代步工具，为人们带来了福音。90年代初以来随着电池性能的提高得到了迅猛的发展，现在已经成为一种呈现勃勃生机的产业。国内外都在竞相开发相关的产品，市场前景非常诱人。开关磁阻电机驱动系统是一种新型的调速系统，它具有简单的机构，低廉的成本，较高的转矩功率密度，优异的性能使

2、其成为当今电动车驱动系统的优秀的解决方案之一。本文在国家十五“863”电动汽车重大专项的资助下，以全电动为主体、助力相辅的低中端电动自行车为研究目的，根据其应用的特点以三相6/8极开关磁阻低速轮毂电机为研究对象，并基于AVR单片机ATmega8+GAL20V8的控制核心完成了整个控制系统的设计。首先，综述了电动自行车和开关磁阻电机的国内外的发展状况，对开关磁阻电机驱动系统应用于此场合进行了论证。基于其应用的特点，对电机的类型、控制策略、功率变换器与控制核心进行了综合的考虑，提出了适合此情况的开关磁阻电机驱动系统方案。其次，对基于电压PWM＋APC的复合控制策略进行了研究，以样机的非线性模型

3、为依据，在MATLAB环境中进行了稳态仿真，对此情况的角度优化控制提供了相关的控制参数和控制规律。最后，以AVR的单片机ATmega8＋GAL20V8完成了整个控制系统的软硬件设计，对系统的软硬件可靠性设计进行了讨论，并对驱动系统进行了实验，结果表明此系统调速性能良好，性能价格比高，有很大的应用前景。关键词：开关磁阻电机（SRM）,电动自行车,单片机,ATmega8,PWM,APCIIABSTRACTEnvironmentalprotectionandenergyconservationaretwoextrudetopicsofthe21stcentury.Accordingly,diff

4、erentkindsofgreenvehiclesriseinresponsetopropertime.Electricbicycleisaperfectgreenvehicle,whichhascharacteristicsofnon-pollution,lownoise,simplicityofoperationandmoderatevelocity.Itgrowsrapidlyincompanywiththeenhancementofbatteryperformance.Correlativeproductsareexploitedathomeandabroad.Electricbi

5、cyclehasextraordinarymarketprospect.Asanewtypeofspeedcontrolsystem,switchedreluctancedrive(SRD)ischaracterizedbyitscompactness,robustness,flexiblecontrolmethodanditseemstobeoneoftheexcellentsolutionsfortheelectricvehicles.Thethesisfocusesondesigningalow-priceelectricbicyclewithpedalassistanceusing

6、switchedreluctancedrive.A6/8polelowspeedswitchedreluctancewheelmotorisadoptedintermsofits'applicativefeature.ThewholecontrolsystemisfinishedwithAVRchipmicroprocessorATmega8andGAL20V8.Firstly,basedonoverviewofthedevelopmentofelectricbicycleandswitchedreluctancedrivesystemathomeandabroad,itisconclud

7、edthatitisagoodtrytoapplyswitchedreluctancedrivesystemtoelectricbicycle.Sincehighperformance-priceratioandreliabilityarerequiredforelectricbicycle,sotheschemeofswitchedreluctancedrivesystemisputforwardbyconsideri