无刷直流电机驱动电动自行车设计

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1、江西理工大学应用科学学院电力拖动综合课程设计专业：自动化班级：092学号：37姓名：拾光设计题目：电动自行车设计报告格式25分设计内容45分答辩考勤总计得分封面3页面布局5目录格式3图表质量4间行距、字体5页眉页脚5设计题目分析5系统控制方案8设备计算、选型7电气原理图调节器参数整定或程序设计101020主电路5控制电路5总图52012年11月-13-直流无刷电机驱动电动自行车设计目录1摘要-2-2设计要求:-2-3电动自行车原理-3-3.1电动自行车的特点-3-3.2电动自行车的组成部分-3-4电机的选择-4-4.1电机介绍-4-4.2按工作特性分类-4

2、-4.3按传感方式分类:-4-4.4无刷直流电机特点-4-5无刷直流电机工作原理-5-5.1稀土永磁无刷直流电机的基本结构-5-5.1.1电机基体-5-5.1.2开关电路-5-5.1.3转子位置传感器-5-5.2电机的基本工作原理-5-5.2.1绕组利用率-6-5.2.2转矩的波动-6-5.2.3电路成本-6-5.3三相无刷直流电机星形连接全桥驱动原理-6-6电动车的控制部分设计-8-6.1本设计的主要工作-8-6.2电机驱动部分设计-8-6.3控制部分设计-9-6.4电机调速过流保护等功能部分电路设计-11-6.5刹车控制功能-11-7无刷直流电机控制器

3、硬件设计-12-7.1无刷直流电机控制器-12-7.2单片机选择依据-12-7.3PWM信号在PLC单片机中的处理-12-7.4微控制器电路-13-8总结-13-9致谢-13--13-1摘要无刷直流电机控制系统集电机、逆变电路、检测元件、控制软件和硬件于一体，具有高可靠、高效率、寿命长、调速方便等优点，在电动调速领域有着广泛的应用。 根据项目参数要求，采用Mcrochip公司的PIC16F72单片机作为控制芯片，在硬件方面，进行了微控制单元电路设计、逻辑互锁电路设计、转子位置信号采集电路设计、电源电路设计、升压电路设计、系统硬件保护电路设计、三相全桥逆变电

4、路设计、逆变器驱动电路设计和显示电路设计。 在软件方面利用汇编语言，采用模块化编程和结构化编程。根据无刷直流电机的控制原理，对系统的控制部分进行了详细分析。设计了系统状态显示面板程序模块。利用数字PI控制理论实现电机速度的闭环调制，提出了一种电机控制系统的接线模式自识别功能设计方案，能够自动识别电机的换相角度、霍尔相位和电机输出相位。2设计要求:某电动自行车自重40公斤，最高车速为30km/h（城市平整路面），额定载重量为50公斤，要求采用直流无刷电机驱动，电机的功率235w左右,电池电源的供电电压为48v左右,设计该系统的软硬件，要求：1.对电机进行选型

5、设计。2.能用电动车的把手进行调速。3.有电刹车功能。-13-1电动自行车原理1.1电动自行车的特点作为一种新能源绿色交通工具，电动自行车具有以下特点:   无污染:电动自行车是以蓄电池发出的电源作为驱动能源，运行过程中无废气排放，不会对大气造成污染； 低噪音、震动小:电动自行车采用电动机驱动，与用内燃机的摩托相比，运行产生的噪音显著减小，通常要低10-15db，且运行比较平稳； 效率高:摩托车、燃油助力车的效率一般只有30%左右，而电动自行车采用电动机驱动系统，无空转损头，电池能量的80%以上转化成为动力，而且可以在制动时候进行能量回馈，更加提高了他的能

6、量利用率，其效率可高达到70%到80%以上； 安全、轻便、易维护:电动自行车的最高时速限制在30km/h以内，只能在非机动车道行使，可以快速起停，安全可靠。相对于摩托车，他的速度是大受限制，但在人口密集的城市城镇是足够了，能让大众普遍接受，而且他体积小、重量轻、整车质量大概在30-50kg，即使没电时脚踏骑行也不会费劲，蓄电池是免维护的，电机的故障率也较低。1.2电动自行车的组成部分电动自行车一般由动力部分、传动部分、行车部分、操纵制动部分、电气仪表部分组成。动力部分：电动自行车的动力部分通常有蓄电池和电机构成，是电动自行车的动力来源。其性能的好坏，直接影

7、响电动自行车的动力性和经济性。传动部分：电动自行车传动部分的作用是将动力部分输出的功率传递给驱动轮，驱使电动自行车行使。通过变速器或调速器，使电动自行车获得行使所需要的驱动力和速度，并保证电动自行车的平稳起步和停车，他有变速器、后传动装置组成。行车部分：行车部分的作用是使电动自行车构成一个整体，支撑全车的总重量，将传动部分传递到的扭矩转换成驱使电自行车行使的牵引力，同时承受吸收和传递路面作用于车轮上的各种反作用力，确保电动自行车正常、安全行使、他主要有车架、前减震器、前后轮、座垫等组成。操纵控制部分：操纵制动部分的作用是直接控制行车方向、行使速度、制动等，

8、以确保电动自行车行使安全，他有车把、制动装置、调速手把等组成。电气