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电动游览车用直流无刷电机控制系统的设计开题报告

 2020-08-07 21:01:49  

1. 研究目的与意义(文献综述)

为了维护风景区,度假村,公园等区域的干净整洁,给游客带来良好的旅游体验,所以电动游览车应运而生。电动游览车是绿色清洁车辆,既保证安全、环保等要求,又符合社会需求和技术发展趋势。

目前电动游览车的技术问题主要集中在蓄电池方面和电动机选择方面。就电动机而言,在国外,一些电动汽车制造商选用异步交流电机作为驱动电机但其控制算法复杂,电路设计难度较大,工作效率较低,因此国内电动汽车厂商较少使用异步电机作为汽车的驱动电机,但传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向,存在着相对的机械摩擦由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等致命弱点制造成本高及维修困难等缺点,故电动游览车很少采用此种方法。永磁无刷直流电动机是近年随着电力电子器件及新型永磁材料发展而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机,既具有交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点,又具备直流电机那样固有的优越的起动性能和调速特性,而无机械式换向机构,其应用前景看好,尤其从当今的环保、效率等综合因素出发, 必是未来的电动游览车车首选。

与其他电机相比,无刷直流电机有几个特别突出的优势:1、在快速性方面,无刷直流电动机的转子是由永磁材料构成的磁极体,电枢绕组在定子上,因而转子外径相对较小,转子转动惯量因而也较小;2、在转矩方面,只有直流电动机才能达到大的起动转矩和最大转矩,而无刷直流电动机具有直流电机的特性,从而起动转矩和最大转矩都较大。因此无刷直流电动机可以实现快速的起、停、加速和减速。3、在可靠性方面,因为其消除了电刷和换向器,所以也就消除了故障的主要根源,4、在损耗方面,由于无刷直流电机的转子上没有绕组,因此转子上没有电的损耗,又由于主磁场是恒定的,因此铁损也是极小的在方波电流驱动时,电枢磁势的轴线是脉动的,会在转子铁心内产生一定的铁损总的来说除了轴承旋转产生的摩擦损耗外,转子方面的损耗很小,因而进一步增加了可靠性。无刷直流电机不仅较为可靠而且损耗较小,它的电枢在定子上,直接与机壳连接,散热条件好,热传导系数大,在相同的条件下,相同出力要求时,无刷直流电机可以设计得更小,重量更轻。

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2. 研究的基本内容与方案

本课题主要完成一个易于控制,低功耗,可靠性好,成本低的无刷电机控制系统。通过对国内外无刷电机控制系统的研究,在结合技术成熟度和成本的考虑下,选择以51系列单片为主控芯片对无刷直流电机进行控制。通过这个控制系统能有效控制电动游览车的运转,降低电动游览车的制造成本,增强电动游览车的使用寿命。

该系统以51系列单片机为核心,主要包括驱动电路模块,霍尔位置检测模块,电流检测模块,通过传感器检测信号送入单片机系统进行处理实现对电机的速度的控制。系统框图如下图:

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3. 研究计划与安排

第1-2周:广泛查阅中外文献资料和调研,确定设计目标、设计方案和技术路线,完成开题报告。

第3-5周:完成系统的可行性分析和设计方案选择。

第6-11周:完成系统的硬件设计和软件设计。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 朱命怡,赵向阳,电动游览车的设计与研究实验[j],河南机电高等专科学院学报—2009年第三期;

[2]钱学武,马明星,刘永智,电动公交车用无刷直流电机控制器的设计[j],扬州大学学报-2010年1期;

[3] 《现代汽车电子技术》,潘旭峰等编,北京理工大学出版社 ;

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