小型電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)
2025-06-10 23:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ET相比較，GTR具有導(dǎo)通內(nèi)阻低和阻斷電壓高的優(yōu)點(diǎn)，但其輸入特性卻遠(yuǎn)遜于MOSFET。因?yàn)镚TR是一種電流控制型器件，其開通增益很低，這對大功率器件控制電路的電磁干擾的消除、制作工藝和電能消耗都是沉重負(fù)擔(dān)。此外，為了減低噪聲，現(xiàn)代電源要求器件以超音頻工作。但在硬開關(guān)環(huán)境中，GIR的典型開關(guān)頻率僅為5kHZ之，這顯然無法滿足上述要求:與此相反，MOSFET是一種電壓型器件，消耗的功率極低。同時(shí)它又是一種高頻器件，工作頻率可達(dá)100kHz，完全能在超音頻硬開關(guān)環(huán)境中工作。但MOSFET管正常工作時(shí)，其工作在歐姆區(qū)，導(dǎo)通電阻比較大，單管容量有限，一般只適用于電壓較低、電流較小的小功率電路中。GTR和MOSFET的優(yōu)缺點(diǎn)具有明顯的互補(bǔ)性，而IGBT的輸入特性和開關(guān)頻率與MOSFET相似，而輸出特性和開關(guān)容量則與GTR相似，實(shí)際上它是一種用MOS門控制的晶體管。但帶來良好性能的同時(shí)，IGBT管的價(jià)格也增加不少，比MOSFET管、GTO管高出很多。目前在小功率且工作電壓較低的逆變控制器中，還是MOSFET管的市場占有率比較高。(1) 有刷直流電機(jī)由于電刷的換向，使得由永久磁鋼產(chǎn)生的磁場與電樞繞組通電后產(chǎn)生的磁場在電機(jī)運(yùn)行過程中始終保持垂直從而產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。無刷直流電機(jī)的運(yùn)行原理和有刷直流電機(jī)基本相同。無刷直流電機(jī)的運(yùn)行還需依靠轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測出轉(zhuǎn)子的位置信號，通過換相驅(qū)動(dòng)與定子繞組連接的各功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制定子繞組的通電，在定子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，位置傳感器不斷地送出信號，改變定子繞組的通電狀態(tài)，使得在同一磁極下的導(dǎo)體中的電流方向不變。因此，就可產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩使一無刷直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)起來。無刷直流電機(jī)控制器主回路基本類型有三相半控和三相全控兩種。三相半控電路的特點(diǎn)是簡單，一個(gè)功率開關(guān)控制一相的通斷，每個(gè)繞組只通電1/3的時(shí)間，另外2/3時(shí)間處于斷開狀態(tài)，沒有得到充分的利用。所以我們采用三相全控式電路。 無刷電機(jī)示意圖(2) 無刷直流電動(dòng)是機(jī)電一體化的產(chǎn)品。在三相無刷直流電動(dòng)機(jī)全控式電路的運(yùn)行方式中，導(dǎo)通方式有很多種，最常見的有兩兩導(dǎo)通方式和三三導(dǎo)通方式。因本文導(dǎo)通方式采用兩兩導(dǎo)通方式，所以從兩兩導(dǎo)通方式來說明無刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式。下面 以 三 相兩極無刷直流電動(dòng)機(jī)為例來說明天漏業(yè)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理，以無刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行一周期六次換相為例。每個(gè)磁極把空間分為6個(gè)空間。 空間分布圖在控制器換相狀態(tài)中，一共有6個(gè)狀態(tài)，100、100100101；0表示霍爾元件的低電平狀態(tài)，1表示霍爾元件的高電平狀態(tài)。(a)所示。功率開關(guān)管導(dǎo)詢須序?yàn)镼l、Q4QQ5QQ2QQ3QQ6QQlQI、Q4 循環(huán)導(dǎo)通。如圖 2 .4 所示，三個(gè)霍爾元件傳感器在空間的位置按相隔120176。電角度來放置。(a)中時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極在0176。一60176。電角度時(shí)，此時(shí)霍爾元件的反饋信號是101，Hl霍爾元件傳感器的反憤信號是1，HH3 霍爾元件傳感器反潰信號是0、0。在此情況下，導(dǎo)通的功率開關(guān)器件為QI、Q4。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到60176。~120176。時(shí)，如圖2.(4)b所示，對于3H 霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的s極到達(dá)H3的位置時(shí)，H3 反饋信號就從1變?yōu)?，而HHl的反饋信號不變，導(dǎo)通的Ql功率開關(guān)管的觸發(fā)信號PWM就消失，QI管就關(guān)閉，同時(shí)Q5功率開關(guān)管就對應(yīng)的PwM信號觸發(fā)信號觸發(fā)開，導(dǎo)通的功率開關(guān)管就變?yōu)镼Q5. （a） （b）當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到120176。180176。時(shí)，(c)所示，對于H2 霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的N極到達(dá)H2的位置時(shí)，H2 反饋信號就從0變?yōu)?，而Hl、H3 的反饋信號不變，此時(shí)反饋信號是110:當(dāng)反饋信號變?yōu)?10時(shí)，導(dǎo)通的Q4功率開關(guān)管的觸發(fā)信號PWM就消失，Q4管就關(guān)閉，同時(shí)Q2 功率開關(guān)管就對應(yīng)的PWM信號觸發(fā)信號觸發(fā)，導(dǎo)通的功率開關(guān)管就變?yōu)镼Q2。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到180176。 240176。時(shí)，如圖2.(4)d所示，對于HI霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的s極到達(dá)HI的位置時(shí)，HI反饋信號就從1變?yōu)?，而HH3 的反饋信號不變，此時(shí)反饋信號是010。當(dāng)反饋信號變?yōu)?10時(shí)，導(dǎo)通的Q5功率開關(guān)管的觸發(fā)信號P，PWM就消失，Q5管就關(guān)閉，同時(shí)Q3功率開關(guān)管就對應(yīng)的PWM信號觸發(fā)信號觸發(fā)，導(dǎo)通的功率開關(guān)管就變?yōu)镼Q3。 （c） （d）當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到240176。300176。時(shí)，(e)所示，對于3H霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的N極到達(dá)H3的位置時(shí)，H3反饋信號就從0變?yōu)?，而Hl、H2的反饋信號不變，此時(shí)反饋信號是011:當(dāng)反饋信號變?yōu)?11時(shí)，導(dǎo)通的Q2 功率開關(guān)管的觸發(fā)信號PWM就消失，Q2管就關(guān)閉，同時(shí)Q6功率開關(guān)管就對應(yīng)的PWM信號觸發(fā)信號觸發(fā)，導(dǎo)通的功率開關(guān)管就變?yōu)镼Q6。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到300~360時(shí)，(f)所示，對于H2霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的5極到達(dá)H2 的位置時(shí)，H2 反饋信號就從1變?yōu)?，而Hl、H3 的反饋信號不變，此時(shí)反饋信號是001。當(dāng)反饋信號變?yōu)?01時(shí)，導(dǎo)通的Q3功率開關(guān)管的觸發(fā)信號PWM就消失，Q3 管就關(guān)閉，同時(shí)Ql功率開關(guān)管就對應(yīng)的PWM信號觸發(fā)信號觸發(fā)，導(dǎo)通的功率開關(guān)管就變?yōu)镼Ql。 (e) (f)當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極又轉(zhuǎn)到360176。420176。即0176。一60176。時(shí)，如圖2一4(a)所示，對于Hl霍爾元件傳感器，由于轉(zhuǎn)子磁極的s極又到達(dá)HI的位置時(shí)，Hl反饋信號就從0變?yōu)?，而HH3的反饋信號不變，導(dǎo)通的Q6功率開關(guān)管的觸發(fā)信號PWM就消失
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