【文章內(nèi)容簡介】 LCHCLinverter 逆變器原理圖正向 當(dāng)前位置(Ha,Hb,Hc) 下一位置導(dǎo)通相100 AH,CL 110 BH,CL 010 BH,AL 011 CH,AL 001 CH,BL 101 AH,BL反向 當(dāng)前位置(Ha,Hb,Hc) 下一位置導(dǎo)通相 001 CH,AL 011 CH,BL 010 AH,BL 110 AH,CL 100 BH,CL 范文范例參考 WORD 格式整理 101 BH,AL 直流電動機(jī)的PWM調(diào)速原理直流調(diào)速系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)速方法就是調(diào)節(jié)電樞電壓。改變電樞電壓調(diào)速的方法有穩(wěn)定性較好、調(diào)速范圍大的優(yōu)點(diǎn)。為了獲得可調(diào)的直流電壓，利用電力電子器件的完全可控性，采用脈寬調(diào)制PWM)技術(shù)，直接將恒定的直流電壓調(diào)制成可變大小和極性的直流電壓作為電動機(jī)的電樞端電壓，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的平滑調(diào)速，這種調(diào)速系統(tǒng)就稱為直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。它被越來越廣泛的應(yīng)用在各種功率的調(diào)速系統(tǒng)中。本系統(tǒng)利用開關(guān)驅(qū)動方式使半導(dǎo)體功率器件工作在開關(guān)狀態(tài)，通過脈寬調(diào)制(PWM)來控制電動機(jī)電樞電壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)速。繞組兩端的電壓波形。當(dāng)開關(guān)管的柵極輸入高電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，直流電動機(jī)電樞繞組兩端有電壓 秒后，柵極輸入變?yōu)榈碗娖?，開關(guān)管截止，電動機(jī)電樞兩端電壓為0, tz秒后，柵極輸入重新變?yōu)楦唠娖?，開關(guān)管的動作重復(fù)前面的過程。 U1 0 TU0 Us t1 t2 0 輸入輸出電壓波形電動機(jī)電樞繞組兩端的電壓平均值 。為: UtaTS11210???式中占空比a表示在一個(gè)周期T里，開關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間與周期的比值，a變化范圍為01之間。所以當(dāng)電源電壓Us不變時(shí)，電樞的端電壓的平均值U。取決于占空比的大小，改變a值就可改變端電壓的平均值，空比a成正比。 范文范例參考 WORD 格式整理 電量檢測助力信號轉(zhuǎn)把信號BRK 信號MOD 轉(zhuǎn)換面板信號MCU 升壓電路邏輯保護(hù)電路電流檢測驅(qū)動電路電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息5V 36V電源語法錯(cuò)誤，V3. 無刷直流電機(jī)控制器硬件設(shè)計(jì)無刷直流電機(jī)控制器在控制方式上主要有以專用集成芯片、單片機(jī)和DSP芯片控制三種方式。以專用集成芯片為核心的控制器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格較便宜，但是系統(tǒng)靈活性不足，保護(hù)功能有限:以DSP芯片為核心的控制器，控制精度較高，但是算法較復(fù)雜，開發(fā)周期長，成本較高，不易在市場上推廣。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為主控芯片可以彌補(bǔ)上述兩方案的不足。 硬件組成本控制器根據(jù)項(xiàng)目參數(shù)要求應(yīng)具有如下功能:(1)具有電動、定速、助力三種工作模式:在電動模式下，控制系統(tǒng)能夠根據(jù)電動車轉(zhuǎn)把所給電壓，正常加電運(yùn)轉(zhuǎn)。定速模式下，無需按住轉(zhuǎn)把，電動車能夠按照設(shè)定速度運(yùn)行:助力模式下，工作模式可通過模式轉(zhuǎn)換按鈕切換。(2)當(dāng)系統(tǒng)出錯(cuò)或者位置傳感器、助力傳感器出錯(cuò)時(shí)能夠進(jìn)入自檢模式并顯示錯(cuò)誤。(3)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)。(4)能夠?qū)崟r(shí)顯示電動車的狀態(tài)。根據(jù)上述功能，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件框圖 。 50V PWM 硬件系統(tǒng)框圖 三相全橋逆變電路和驅(qū)動電路逆變電路和驅(qū)動電路是主控芯片與被控電機(jī)之間聯(lián)系的紐帶，其傳輸性能的好電源 范文范例參考 WORD 格式整理 壞直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。其功能是將電源的功率以一定邏輯關(guān)系分配給無刷直流電動機(jī)定子上各相繞組。功率場效應(yīng)晶體管具有開關(guān)速度快、高頻特性好、輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、無二次擊穿問題、安全工作區(qū)寬和跨導(dǎo)線性度高等顯著特點(diǎn)，因而在各類中小功率開關(guān)電路中得到了廣泛的應(yīng)用。在本控制系統(tǒng)中就采用了MOSFET組成的逆變器變換電路。根據(jù)第二節(jié)所述，半橋逆變器的控制比較復(fù)雜，需要六組控制信號，電機(jī)三相繞組的工作也相對獨(dú)立，必須對三相電流分別控制。而全橋逆變器的控制比較簡單，只需三組獨(dú)立控制信號，且任一時(shí)刻導(dǎo)通的兩相電流相等，只要對其中一相電流進(jìn)行控制，另外一相電流也。本設(shè)計(jì)中逆變器上下橋臂都采用N溝道MOSFET管。P型MOSFET管由于工藝的原因，參數(shù)一致性較差，價(jià)格較貴，而且其內(nèi)阻比N溝道的MOSFET管大，損耗也大。因此，當(dāng)前的無刷控制器一般都采用兩個(gè)N溝道MOSFET管組成逆變器的一相。 當(dāng)功率MOSFET管用作開關(guān)，被驅(qū)動飽和導(dǎo)通，即在它的兩極之間壓降最低時(shí)，其柵極驅(qū)動要求可概括如下:(1) 柵極電壓一定要比漏極電壓高10~15V，用作高壓側(cè)開關(guān)時(shí)其柵極電壓必定高于干線電壓，常?？赡苁窍到y(tǒng)中的最高電壓.(2) 柵極電壓從邏輯上看必須是可控的，它通常以地為參考點(diǎn)。(3) 柵極驅(qū)動電路吸收的功率不會顯著地影響總效率。本系統(tǒng)中功率MOSFET的漏極電壓為36V，本系統(tǒng)的最高電源電壓也為36V。為滿足柵極高于漏極10V~15V的要求，需要采用升壓電路。 頂端、底端驅(qū)動電路(1) 驅(qū)動電路，由于受到匹配電壓的限制，頂端驅(qū)動電路無法直接與TTL器件匹配，因此在電路中通過LM339用來間接匹配電壓，匹配后的LM339輸出端(a相2腳、b相1腳、c相14腳)電平分別為12V的有效狀態(tài)或大于25V的無效狀態(tài)。當(dāng)某相頂端驅(qū)動電路有效時(shí)，場效應(yīng)器件VF1(或VF3,V F5)的柵極電壓不低于46V，X1(或X2, X3電壓與電池電壓相同)。由于MOSFET管的柵極絕緣柵易被擊穿破壞，因此柵源間電壓不得超過正負(fù)20V。柵源間并聯(lián)電阻或齊納二極管，以防止柵源間電壓過大。本設(shè)計(jì)中，頂端驅(qū)動電路中的 范文范例參考 WORD 格式整理 15V穩(wěn)壓二極管DZ2, DZ4和DZ6為保護(hù)二極管。漏源間也要加保護(hù)電路以防止開關(guān)過程中因電壓的突變而產(chǎn)生漏極尖峰電壓損壞管子，突然停轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)繞組產(chǎn)生瞬間的反向高壓可能會損壞功率管，所以在直流母線上并聯(lián)一只耐高壓電容，意外停機(jī)時(shí)，母線上產(chǎn)生的瞬間高壓會由于電容兩端電壓不能突變而得到抑制。底端電壓驅(qū)動電路采用NE555內(nèi)部推挽電路，利用單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號調(diào)制底端驅(qū)動信號，調(diào)制后的信號通過電阻藕合至底端驅(qū)動場效應(yīng)管柵極，控制場效應(yīng)管導(dǎo)通狀態(tài)。因?yàn)榈锥蓑?qū)動電路中NE555功耗較大，因此需要為U8, U9和U10配上禍合電容C37, C39和C43。底端電壓驅(qū)動電路中R22,R30,R38為串聯(lián)柵電阻，是場效應(yīng)管底端驅(qū)動保護(hù)電路，可消去由MOSFET電容和柵一源電路在任何串聯(lián)繞組感應(yīng)而生的高頻振蕩。以A相為例，頂端驅(qū)動，當(dāng)LM339的2口輸出為低時(shí)，12腳正端接地，使得Ql基極電壓為22VQl開通，電流流過R19，電流方向?yàn)樽笳邑?fù)(從而保證Ql開通時(shí)Q2關(guān)斷)，VF1柵極電壓為50V左右，源極電壓為36V左右，VF1開通。當(dāng)LM339的2口輸出為高時(shí)，Ql關(guān)斷，這時(shí)VF1截止。Q2與R18, R19, C26組成有源濾波器。底端驅(qū)動，當(dāng)經(jīng)過邏輯保護(hù)的A相底端控制信號aBTM輸入為1時(shí)，經(jīng)過底端驅(qū)動電路產(chǎn)生12V有效信號，使得VF2導(dǎo)通。同時(shí)，單片機(jī)輸出的PWM信號送到NE555的RST端，對底端控制信號進(jìn)行調(diào)制。 范文范例參考 WORD 格式整理 45 2312aTOPC26C29C43R15DZ1 DZ2Q1 Q2R16R17R18R19R20+12R22R21+36+36PWMaBTM TRIG2OUT 3RST4CVolt5 THR6 DIS 7VCC 8GND1U1+12+50+1245 2312aTOPC27C30C39R23DZ3 DZ4Q3 Q4R24R25R26R27R28+12R30R29+36+36PWMaBTM TRIG2OUT 3RST4CVolt5 THR6 DIS 7VCC 8GND1U2+12+50+1245 2312aTOPC28C31C37R31DZ5 DZ6Q5 Q6R32R33R34R35R36+12R38R37+36+36PWMaBTM TRIG2OUT 3RST4CVolt5 THR6 DIS 7VCC 8GND1U3+12+12R51 OUTR26RES1+50aCOMEVF3VF1VF4X1VF6VF5VF2aCOMEaCOMEX3X2MOTORMOTORMOTOR MOSFET驅(qū)動逆變電路 電源電路驅(qū)動電路的電源部分包含兩部分電路:一部分是將電池電源36V，通過三端穩(wěn)壓器LM7915產(chǎn)生相對電源電壓的15V電壓，即36V15V=21V ，用于倍壓電路產(chǎn)生高驅(qū)動電壓。另一部分是通過三端穩(wěn)壓器LM7812產(chǎn)生的+12V電壓，用于頂端驅(qū)動匹配和底端驅(qū)動電路。，電源電路中，根據(jù)各個(gè)部分的電流，合理的選擇分流電阻**R14和**R45的阻值和功率，減小直接流過三端穩(wěn)壓器件的電流，降低其發(fā)熱量，提高電路穩(wěn)定性。 范文范例參考 WORD 格式整理 IN1 OUT 3GND2U6LM7812CT(3)IN(TAB)2 OUT 3GND1U4LM7915CT(3)C33104C18104 C19104C20224C34104C35104R14 .IC.+36 +36+36 +36+21+12+12+36 +21V和+12V電源電路 振蕩倍壓和硬件保護(hù)電路（1）硬件保護(hù)電路為了增加控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，設(shè)計(jì)了純硬件制動保護(hù)電路，示。制動電路通過控制振蕩電路的RST端的電平狀態(tài)，間接控制頂端驅(qū)動電路導(dǎo)通所，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，測試點(diǎn)1處的電壓通過上拉電阻，電平為12V，經(jīng)過22V穩(wěn)壓二極管，測試點(diǎn)2處的電平在34V左右，振蕩電路正常工作。當(dāng)系統(tǒng)過流時(shí)，純硬件的保護(hù)電路U5反向輸入端的電壓將高于正向輸入端參考電壓，U5內(nèi)部的三極管導(dǎo)通，,測試點(diǎn)2處電壓為21V左右，RST有效，振蕩電路停止振蕩，頂端驅(qū)動電路將不再輸出驅(qū)動電壓，從而實(shí)現(xiàn)硬件制動穩(wěn)定性。R47和C36組成電流波形尖峰抑制器，可抑制電流波形的前導(dǎo)峰緣，增強(qiáng)系統(tǒng)。（2）振蕩倍壓電路，NE555的電源接+36V電壓，地端接+21V電壓。NE555和外圍電路組成振蕩電路，振蕩電路產(chǎn)生的振蕩頻率約為45KHz,振蕩信號從NE555的3腳輸后，通過陶瓷電容C23和C2二極管D3和D4構(gòu)成的倍壓電路，將輸出電壓提升到50V左右，送到MOS管的柵極。NE555的RST腳能夠控制振蕩電路的起停。倍壓電路的工作原理是:當(dāng)NE555的3腳為GND電壓(+21V)時(shí)，電源36V通過二極管D4給電容C24充電，如果時(shí)間常數(shù)合適，C24上的電壓近似等于36V21V=15V，方向?yàn)樽筘?fù)右正:當(dāng)NE555的3腳為高時(shí)，電容C24左側(cè)為36V，右側(cè)為36V+15V=51V，因?yàn)槎O管D4反偏截止，產(chǎn)生的51V電壓就通過二極管D3給C23, C25充電，這樣經(jīng)過若干周期的反復(fù)充電，電容C25上的電壓就升到后部驅(qū)動所需要的51V恒定電壓。 范文范例參考 WORD 格式整理 .ICTest voctor.ICPCB.ICTest voctor