电动车无刷直流电机控制器系统研究

武警工程大学研究生管理大队12队 徐新国武警工程大学信息工程系技术侦查教研室 陈军峰



电动车无刷直流电机控制器系统研究

武警工程大学研究生管理大队12队 徐新国
武警工程大学信息工程系技术侦查教研室 陈军峰

【摘要】随着全球能源危机的家重和人们的环保意识的加强，电动车已经开始被大众所接受，如今环保节能是热议的话题，而现如今电动车成为环保节能的新能源车辆，在电动车的驱动电机选择中，无刷直流电机以其良好的的性能与节能环保而受到广大的电动车生产厂商的热爱，但是无刷直流电机存在叫较大的转矩脉动，这使得无刷直流电机在低速时发出振动和噪声，严重的可能影响电动车的驱动性能。本文简单的介绍了电动车车用驱动电机、无刷直流电机调速系统的建模与仿真、电动车用无刷直流电机控制系统简介、无刷电机控制系统的硬件设计。

【关键词】电动车；环保节能；无刷直流电机

1　电动车车用驱动电机简介

电机是电动车的心脏，在电动车发展初期，很多电动车生产厂家都是采用直流电机。电动车的直流电动机有较好的控制手段，但是效率低于价格高是它的缺点，随着电力电子器件的发展，交流驱动电机逐渐成熟。电动车的无刷直流电机与电动车的直流电机恰恰相反，它具有旋转的磁场和固定的电驱。无刷直流电机结构图如图1所示。

图1　无刷直流电机结构图

2　无刷直流电机调速系统的建模与仿真

无刷直流电机的工作原理与有刷电机基本相同，一般电机转子采用永磁体结构，通过电子换相电路去驱动与电驱绕组连接的相应的功率开关器件。图2是无刷直流电机的工作原理图。图2所示中，A、B和C是与功率开关管相连接的电驱绕组电路，无刷直流电机控制器通过不断的检测转子的位置信号来控制功率开关管按照一定的规律和方法来导通或者关断。

图2　无刷直流电机工作原理图

3　电动车用无刷直流电机控制系统简介

我国的一般电动车无刷直流电机控制系统由于受硬件构造以及成本的限制，只能设置一路直流母线电流传感器，用来对电机进行过流保护。控制系统如图3所示。

图3　无刷直流电机控制系统框图

如图3所示，系统首先把来自转把的转矩指令信号通过PWM占空比给定单元，系统可以根据不同的转矩指令和无刷直流电机转速输出对应的PWM占空比。

4　无刷电机控制系统的硬件设计

本系统还将用于大功率电动车无刷直流电机控制扩展的需要，根据电路设置规则，控制系统强电和弱电需要隔离设计。包括了系统供电电源电路模块、光电隔离电路模块、功率驱动电路模块、霍尔电路模块、反馈检测电路模块等。

5　结语

无刷直流电机是随着新型电力电子器件和永磁材料的发展而发展起来的一种新型电机，既有交流电机运行可靠的优点，又有传统有刷直流电机的优越调速性能。

参考文献

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［5］郭鸿浩.基于永磁无刷直流电动机的风力机模拟系统研究［D］.南京航空航天大学，2014.

ABSTRACT：As the global energy crisis of weight and the strengthening of people's environmental consciousness，electric cars has been accepted by the public，environmental protection and energy saving is a hot topic nowadays，now electric vehicles become the new energy vehicles，for environmental protection and energy saving in electric vehicle drive motor selection，brushless dc motor with its good performance and energy conservation，environmental protection and loved by the general electric car manufacturers，but the brushless dc motor is called large torque ripple，this makes the brushless dc motor at low speed vibration and noise，serious may influence on the performance of the electric drive.This paper simply introduces the electric vehicle drive motor，brushless dc motor speed regulating system of modeling and simulation，electric motor brushless dc motor control system，the hardware design of brushless motor control system.

Keywords：Electric vehicles；Environmental protection and energy saving；Brushless dc motor