电机的噪音能够得到衰减,并且此时MOSFET(或BJT)中的开关损耗也可以忽略。一般来说,针对给定的电机用实验的办法找到满意的PWM频率是一个好办法。如何使用PIC单片机来产生控制BDC电机速度的PWM信号?一个方法是通过编写专门的汇编或C代码来交替翻转输出引脚的电平(1)。另一个方法是选择带有硬件PWM模块的PIC单片机,上海驱动系统模型。Microchip提供的具有该功能的模块为CCP和ECCP模块。许多PIC单片机都具有CCP和ECCP模块。请参见产品选型指南了解具有这些功能模块的器件。注1:Microchip的应用笔记AN847给出了使用固件对I/O引脚进行脉宽调制的汇编代码例程。CCP模块(捕捉比较和PWM(CaptureCompare和PWM)的英文缩写)能够在一个I/O引脚上输出分辨率为10位的PWM信号。10位分辨率意味着模块可以在0%至100%的范围内实现210(即1024)个可能的占空比值。使用该模块的优点是它能在I/O引脚上自主产生PWM信号,这样解放了处理器,使之有时间完成其他任务,上海驱动系统模型,上海驱动系统模型。CCP模块*要求开发者对模块的参数进行配置。配置模块包括设置频率和占空比寄存器。ECCP模块(增强型捕捉比较和PWM(EnhancedCaptureCompare和PWM)的英文缩写)不*能提供CCP模块的所有功能,还可以驱动全桥或半桥电路。驱动系统是电动汽车**主要的系统之一。上海驱动系统模型
根据转子磁路结构可分为表面式和内置式,表面式永磁同步电机的Ld和Lq;几乎相等,而内置式永磁同步电机的Ld和Lq相差很大,其中切向式Ld远大于Lq;,而径向式Ld远小于Lq。变频调速是永磁同步电机的基本调速方式,原理与感应电机变频调速原理基本相同。在理想情况下,永磁无刷直流电机的气隙磁通是矩形波,定子感生电动势也是矩形波,三相合成产生恒定的电磁转矩,没有转矩纹波。而实际工作时,由于磁饱和等因素,产生脉动的梯形波电磁转矩。永磁无刷直流电机、转子位置传感器和逆变器构成自控式永磁无刷直流电机,通过转子位置传感器提供的信号控制变压变频装置的逆变器换流,从而达到改变定子绕组的供电频率。目前**常用的是120。导通型PWM斩波控制IGBI,逆变器,而且为了更好地改善转矩控制,增加电流调节控制减小转矩脉动。对于正弦波永磁同步电机,矢量控制FOC目前应用较多,与感应电机FOC基本相同,只是要考虑正弦波永磁同步电机转子长久励磁的特点。驱动系统开关磁阻电机开关磁阻电机SRM的定子和转子均为凸极结构,只在定子凸极上安装各相励磁绕组,转子上没有任何绕组。由于SRM定、转子极数不同,每相磁路的磁阻根据转子位置不同而变化,按照“磁阻**小原理”。上海驱动系统模型驱动系统是能量存储系统与车轮之间的纽带,其作用是将能量存储系统输出的能量(化学能、电能)转换为机械能。
IBRK箭头描绘了这一点,设计H桥电路时,必须要考虑到一个非常重要的事项。当电路的输入不可预测(比如单片机启动过程中)时,必须将所有的MOSFET偏置到关断状态。这将确保H桥每个半桥上的MOSFET绝不会同时导通。同时导通同一个半桥上的MOSFET将导致电源短路,**终导致损坏MOSFET,致使电路无法工作。每个MOSFET驱动器输入端上的下拉电阻将实现该功能[1]。有刷直流电机速度控制BDC电机的速度与施加给电机的电压成正比。当使用数控技术时,脉宽调制(PWM)信号被用来产生平均电压。电机的绕组充当一个低通滤波器,因此具有足够频率的PWM信号将会在电机绕组中产生一个稳定的电流。平均电压、供电电压和占空比的关系由以下公式给出:公式1:VAVERAGE=D×VSUPPLY速度和占空比之间成正比关系。例如,如果额定BDC电机在12V时以转速15000RPM旋转,则当给电机施加占空比为50%的信号时,则电机将(理想情况下)以7500RPM的转速旋转。PWM信号的频率是考虑的重点。频率太低会导致电机转速过低,噪音较大,并且对占空比变化的响应过慢。频率太高,则会因开关设备的开关损耗而降低系统的效率。经验之谈是在4kHz至20kHz范围内,调制输入信号的频率。这个范围足够高。
PMDC电机的缺点是永磁体的磁性会随着时间的推移逐渐衰退。某些PMDC电机的永磁体上还绕有绕组,以防止磁性丢失的情况发生。PMDC电机的性能曲线(电压与速度关系曲线)的线性非常好。电流与转矩成线性关系。由于定子磁场是恒定的,所以这类电机对电压变化的响应非常快。有刷直流电机并激并激有刷直流(Shunt-woundBrushedDC,SHWDC)电机的励磁线圈与电枢并联。励磁线圈中的电流与电枢中的电流相互**。因此,这类电机具有***的速度控制能力。SHWDC电机通常用在需要五个或五个以上马力的应用中。在SHWDC电机中,不会出现磁性丢失的问题,因此它们通常比PMDC电机更加可靠。有刷直流电机串激串激有刷直流(Series-woundBrushedDC,SWDC)电机的励磁线圈与电枢串联。由于定子和电枢中的电流均随负载的增加而增加,因此这类电机是大转矩应用的理想之选。SWDC电机的缺点是它不能像PMDC和SHWDC电机那样对速度进行精确控制。有刷直流电机复激复激(CompoundWound,CWDC)电机是并激和串激电机的结合体。CWDC电机可产生串激和并激两种磁场。CWDC电机综合了SWDC和SHWDC电机的性能,它具有比SHWDC电机更大的转矩,又能提供比SWDC电机更佳的速度控制[2]。永磁同步电机具有高比功率(可以远大于1kW/kg)、高效率(可达到97%)、高功率因素和高成本等特点。
选择设计符合电动汽车运行要求的电机,具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高、功率密度大和可靠性高的特性。如对感应电机,要求提高额定工作点(基频100Hz以上)和工作电流密度,降低铜耗(高导电率材料)和铁耗(高磁导率)。而且,电机采用液体冷却提高热容量,减少体积和质量。电机技术与电力电子技术、微电子技术和控制技术完美结合,**后发展成为可靠、易维护、高功率密度、高集成度的智能电机。牵引电机种类多,应用在电动汽车上的电机主要包括直流电机、鼠笼式感应电机、永磁同步电机(包括永磁无刷直流电机)和开关磁阻电机。驱动系统直流电机直流电机具有调速性能好平滑和精确、控制简单、成本低、笨重和维护性差等特点。串励式直流电机起动转矩高和宽恒功率调速范围,适合在牵**域应用。直流电机的调速方式有电枢变阻、电枢调压和改变磁通三种。电力电子技术和微电子技术的发展使得直流斩波技术在现代直流调速中飞速发展,PWNI式IGBT斩波器流行,使得直流电机的功率因数、工作效率(80%~90%)、动态性能和转矩脉动性得到明显改善。法国是世界上直流电机电动汽车较多的国家,而目前国内永磁直流牵引电机倍受重视。电动汽车驱动系统由牵引电机、电机控制器、机械传动装置、车轮等构成。上海发展驱动系统均价
电机控制器接收从加速踏板、刹车踏板和PDRN(停车、前进、倒车、空档)控制手柄的输出信号。上海驱动系统模型
b)所示的是放在外转子内的间隔排列着10块磁钢的定子,在中间的毂板上开有两个孔,电刷的刷握就设在孔的背侧,电刷带着导线被弹簧从刷握中弹出。有刷电机的定子轴端套有一个螺母,其作用是防止在加工中损伤轴上的螺纹。把电刷整理好装入刷握中,然后将这一端送进图2-3(a)所示的孔中,电刷就可以接触换向器平面,借助弹簧的弹力对换向器压紧,而磁钢正好进入外转子绕组中,只留一个很小的环形气隙。这个环形气隙的直径越大,电机产生的转矩也越大。由于有刷电机在设计中的改进,无须齿轮减速,可实现低噪声、低成本。很多低价位的电动自行车***采用了这种电机。但这种电机扭矩小,载重负荷小,爬坡能力不佳,使用时耗电较多,仍然采用机械式的电刷换相器,电机寿命问题尚未得到解决,因此中***电动自行车均未采用这种电机。有刷直流电机工作原理编辑语音图1给出了一个简单BDC电机的结构。所有BDC电机的基本组件都是一样的:定子、电刷和换向器。后面将更详细地介绍每个组件.有刷直流电机定子定子会在转子周围产生固定的磁场。这一磁场可由永磁体或电磁绕组产生。BDC电机的类型由定子的结构或电磁绕组连接到电源的方式划分(欲知BDC电机的不同类型请参见步进电机的类型)。上海驱动系统模型
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