电动汽车驱动电机实训报告材料

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新能源汽车驱动电机实训总结

新能源汽车驱动电机实训总结

新能源汽车驱动电机实训总结新能源汽车驱动电机是新时代汽车动力系统的核心部件之一,其性能和效率直接影响到车辆的性能、能耗和续航里程。

为了更好地了解和掌握新能源汽车驱动电机的原理和性能表现,我们进行了实训并总结出以下要点。

首先,本次实训我们主要学习了驱动电机的构成和工作原理。

驱动电机一般由电机本体、电控部分和机械传动装置三部分组成。

电机本体是实现电能转换为机械能的核心部分,其种类包括交流异步电机、交流同步电机和永磁同步电机等。

电控部分主要包括逆变器和控制器,逆变器将直流电转换为交流电供给电机,控制器则根据车辆需要提供合适的电机控制策略。

机械传动装置则将电机输出的转矩和转速传递给车辆的驱动轮。

其次,我们学习了驱动电机的性能表现指标,包括额定功率、最大扭矩和最大转速等。

额定功率是电机在额定工况下能够输出的最大功率,通常与电机的额定电压和相应的电流有关。

最大扭矩是电机在额定电流下能够提供的最大输出扭矩,扭矩与转速的关系对于电机的动力性能有着重要影响。

最大转速是电机能够达到的最高转速,一般受到结构和材料的限制。

我们通过实际测试和仿真模拟等方法了解到不同类型的驱动电机在这些性能指标上的差异和特点。

第三,我们还学习了驱动电机的效率和能量回收技术。

驱动电机的效率是指其输出机械功率与输入电能的比值,反映了电机的能量利用效率。

在实际使用中,通过优化电机的控制策略和传动系统的设计,可以提高电机的效率和能量利用率。

此外,新能源汽车还利用了能量回收技术,将制动过程中产生的能量转化为电能储存,从而提高整车的能量利用效率和续航里程。

最后,我们还进行了实际驱动电机故障诊断和维修操作的训练。

了解驱动电机常见故障的诊断方法和维修技术,对于新能源汽车的维修保养工作非常重要。

我们学习了电机的结构和工作原理,掌握了常见故障的分析和解决方法,例如电机绕组的绝缘击穿、轴承的损坏等。

通过实际操作和案例分析,我们提高了对驱动电机故障的诊断和解决能力。

驱动电机故障实训报告

驱动电机故障实训报告

一、实训背景随着我国新能源汽车产业的快速发展,驱动电机作为新能源汽车的核心部件,其性能的稳定性和可靠性对车辆的整体性能至关重要。

为了提高维修人员对驱动电机故障的诊断和维修能力,我们开展了此次驱动电机故障实训。

二、实训目的1. 掌握驱动电机的基本结构和工作原理。

2. 熟悉驱动电机常见故障的类型及诊断方法。

3. 提高维修人员对驱动电机故障的排除能力。

三、实训内容1. 驱动电机基本结构和工作原理(1)驱动电机主要由转子、定子、转轴、轴承、冷却系统等组成。

(2)驱动电机的工作原理是利用电磁感应原理,将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。

2. 驱动电机常见故障及诊断方法(1)故障类型1)机械故障:轴承损坏、转轴断裂、定子绕组故障等。

2)电气故障:绝缘损坏、接线错误、控制器故障等。

(2)诊断方法1)观察法:观察电机运行时是否有异响、振动、过热等现象。

2)万用表测量法:测量电机绕组电阻、绝缘电阻等参数。

3)听诊器检查法:利用听诊器检查电机内部是否存在异响。

4)诊断仪检测法:利用专用诊断仪检测电机性能参数。

3. 驱动电机故障排除(1)机械故障排除1)轴承损坏:更换轴承。

2)转轴断裂:更换转轴。

3)定子绕组故障:检查绕组是否存在短路、断路现象,修复或更换绕组。

(2)电气故障排除1)绝缘损坏:修复或更换绝缘材料。

2)接线错误:检查接线是否正确,修复或重新接线。

3)控制器故障:检查控制器电路,修复或更换控制器。

四、实训总结1. 通过此次实训,我们掌握了驱动电机的基本结构和工作原理,熟悉了驱动电机常见故障的类型及诊断方法。

2. 在实训过程中,我们学会了如何利用各种工具和设备对驱动电机进行诊断和维修,提高了自己的实际操作能力。

3. 驱动电机故障排除过程中,我们发现了以下几点注意事项:(1)在维修过程中,要注意安全,防止触电和机械伤害。

(2)在更换零部件时,要确保零部件的质量,避免因零部件质量问题导致故障再次发生。

(3)在排除故障时,要综合考虑各种因素,避免盲目维修。

电动汽车驱动电机实训报告(1)

电动汽车驱动电机实训报告(1)

电动汽车驱动电机实训报告(1)电动汽车驱动电机实训报告一、实训目的本次电动汽车驱动电机实训的目的是让学生了解电动汽车的驱动原理和控制方法,掌握驱动电机的调试和故障排除方法。

此外,通过实际操作,学生们能够对电动汽车驱动系统有更深入的了解,提升其实际操作能力和解决问题的能力。

二、实训内容1. 电动汽车的驱动原理和控制方法在本实训中,学生们首先学习了电动汽车的驱动原理,即利用电机的转矩转动车轮,驱动汽车运动。

然后,学生们了解了电动汽车的控制方法,包括控制器的选择、驱动模式的选择以及功率输出的调整等。

通过讲解和演示,学生们对电动汽车驱动系统的工作原理有了较为清晰的认识。

2. 驱动电机的调试方法在实际操作中,学生们进行了驱动电机的调试,包括电机的启动和停止、转速的调整、转向的控制等。

通过对实际驱动电机进行调试,学生们能够更加深入地了解驱动电机的工作原理和调试方法,提升其实际操作能力。

3. 驱动电机故障排除在实际操作中,学生们还遇到了一些驱动电机的故障,例如电机不转、转速不稳定等。

针对这些故障,学生们进行了分析并找到了相应的解决方法。

通过故障排除的实际操作,学生们不仅加深了对驱动电机故障排除的理解,同时也提升了其解决问题的能力。

三、实训收获以及不足通过本次实训,我对电动汽车驱动电机的工作原理和调试方法有了更加深入的了解,同时也提升了我的实际操作能力和解决问题的能力。

在实训中,我也发现了自己的不足,比如理论知识的不够扎实和对更加复杂的驱动系统的不熟悉等。

因此,我需要继续学习和实践,不断提升自己的实际能力和理论水平。

四、结论本次电动汽车驱动电机实训,通过理论讲解和实际操作,使我深入了解了驱动电机的工作原理和调试方法,并提高了我的实际操作能力和解决问题的能力。

这对我今后在相关领域的实际操作和学习都将起到重要的帮助作用。

电机驱动实训报告结论

电机驱动实训报告结论

随着新能源汽车产业的蓬勃发展,电机驱动技术作为其核心组成部分,日益受到重视。

本次电机驱动实训,旨在通过实际操作和理论学习,深入理解电机驱动系统的原理、组成及其在实际应用中的重要作用。

以下是本次实训的结论总结:一、实训目的与意义本次实训主要目的是:1. 掌握电机驱动系统的基本原理和组成。

2. 熟悉电机驱动实训台的结构和操作方法。

3. 学会电机驱动系统故障诊断和排除方法。

4. 培养动手实践能力和团队合作精神。

本次实训对于提高学员的电机驱动技术水平和实际操作能力具有重要意义,有助于学员更好地适应新能源汽车产业的发展需求。

二、实训内容与过程1. 电机驱动系统原理学习:通过学习电机驱动系统的基本原理,了解了电机驱动系统的组成、工作原理和分类。

2. 电机驱动实训台操作:掌握了电机驱动实训台的结构和操作方法,包括电机启动、调速、制动等操作。

3. 电机驱动系统故障诊断:学习了电机驱动系统常见故障及诊断方法,通过实际操作验证了故障诊断的准确性和实用性。

4. 电机驱动系统设计与仿真:运用仿真软件对电机驱动系统进行设计和仿真,验证了设计方案的可行性和可靠性。

5. 团队合作与交流:在实训过程中,学员们相互学习、交流,共同解决遇到的问题,培养了团队合作精神。

三、实训成果与收获1. 理论知识方面:掌握了电机驱动系统的基本原理、组成和分类,了解了电机驱动系统的最新技术和发展趋势。

2. 实践能力方面:熟练掌握了电机驱动实训台的操作方法,能够独立完成电机启动、调速、制动等操作。

3. 故障诊断能力方面:学会了电机驱动系统常见故障的诊断方法,提高了故障排除能力。

4. 团队合作与沟通能力方面:在实训过程中,学会了与他人沟通、协作,共同解决问题,提高了团队协作能力。

四、实训中遇到的问题及解决方法1. 电机启动困难:在实训过程中,部分学员遇到了电机启动困难的问题。

经过分析,发现是由于启动电流过大导致的。

解决方法是适当降低启动电流,或者检查电机和驱动电路是否正常。

纯电动汽车电机实训报告

纯电动汽车电机实训报告

一、实训目的本次实训旨在通过操作和实验,让学生深入了解纯电动汽车电机的构造、工作原理、驱动技术以及在实际应用中的性能表现。

通过实训,学生能够掌握以下内容:1. 纯电动汽车电机的结构组成及其工作原理。

2. 电机驱动系统的主要部件及其功能。

3. 电机驱动系统的控制策略及调节方法。

4. 电机驱动系统的测试与评价方法。

二、实训设备与工具1. 纯电动汽车电机控制系统实训台:包括直流无刷驱动电机、电机控制器、能源系统(动力电池系统)、工作参数监测系统、操作控制系统等。

2. 电动汽车电工电子实训装置:包括电动机总成、电动汽车控制器、电池组、仪表总成和操作开关等。

3. 万用表、示波器、电流表、电压表等测试仪器。

三、实训内容1. 电机结构及工作原理首先,我们了解了电机的基本结构,包括定子、转子、电刷、换向器等。

接着,通过实训台演示,观察了电机的启动、运行、停止等过程,掌握了电机的工作原理。

2. 电机驱动系统在实训过程中,我们学习了电机驱动系统的主要部件,如电机控制器、逆变器、电机等。

通过实验,我们了解了这些部件的功能以及它们之间的相互关系。

3. 电机控制策略我们学习了电机驱动系统的控制策略,包括转速控制、转矩控制、再生制动等。

通过实训,我们掌握了这些控制策略的实现方法。

4. 电机驱动系统的测试与评价在实训过程中,我们使用万用表、示波器等测试仪器对电机驱动系统进行了测试,包括电压、电流、转速、转矩等参数的测量。

通过测试结果,我们对电机驱动系统的性能进行了评价。

四、实训过程1. 电机启动与运行首先,我们观察了电机启动与运行的过程,并记录了相关的参数。

通过实验,我们了解了电机启动与运行的特点。

2. 电机转速控制我们使用实训台上的转速控制功能,对电机转速进行了调节。

通过实验,我们掌握了转速控制的方法。

3. 电机转矩控制我们使用实训台上的转矩控制功能,对电机转矩进行了调节。

通过实验,我们掌握了转矩控制的方法。

4. 再生制动我们观察了电机再生制动的过程,并记录了相关的参数。

电动汽车驱动电机实训报告材料

电动汽车驱动电机实训报告材料

驱动电机实训报告汽工1302黄祥吉图给出三相BLDCM 控制系统的六开关逆变器拓扑图。

根据无刷直流电机的特点,为了减小转矩脉动,提高电机控制性能,要求加在电机定子上的电流为方波,并与电机的梯形反电动势严格同步,每相电流导通120。

表给出图所示的六开关逆变器的开关器件导通顺序。

由表可见,六开关逆变器中,根据开关器件的状态,可组成6个状态组合或电压矢量,即:(0,一1,1)、(1,一1,0)、(1,0,一1)、(0,1,一1)、(一1,1,0)、(一1,0,1),其中,1表示上桥臂导通,一1表示下桥臂导通,0表示没有管子导通。

如(0,一1,1)表示B相的下桥臂和C相的上桥臂导通,即VS5,Vs6导通,A相处于不导通状态。

这样在任何时刻总是只有两相处于导通状态,即任何时刻总有一相的两个开关器件不参与工作。

开关磁阻电机的控制系统。

开关磁阻电机作为一种新型调速电机,兼有直流和交流调速的优点,适用的领域很广。

它是由磁阻电机与电子开关驱动控制电路组成一体的能量换转机构。

如图所示为四相的开关磁阻电机。

图表示导通顺序A、B、C、D时定转子工作情况。

图4a 表示V1导通,A相绕组通电,而其余的三相绕组断电,因此转子磁1.1′受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力而产生转矩,使转子沿逆时针旋转,转子磁极1.1′向定子磁极AA′趋近,直到两者重合。

此时,控制器据位置传感器的关断信号,去控制驱动器,关断V1,切断A 相绕组电流,紧接着控制器根据位置传感器的开、断信号,依次使V2、V3、V4通、断,使B、C、D相绕组顺序的通与断,使转子受同一方向转矩作用,沿逆时针的运行。

若改变相电流大小,则可改变电机转矩和转速。

总之,国内已经开发出了以上四种电机驱动系统,取得了很大的技术进步,已经在车辆上获得了应用。

但是,还存在着需要改进之处。

就交流感应电机电控系统而言,国内的绝大多数电动效率在70%以上区域范围占整个工作的区域还在80%以下;电机在低速运行过程中,输出转矩脉动性过大;在高速运转时可输出的转矩偏小,加载能力差,且转矩降落略大;甚至在一定转速范围内存在较大电磁振动(噪音),有待于进一步解决。

驱动电机的故障检修实习报告

驱动电机的故障检修实习报告

实习报告一、实习背景及目的随着新能源汽车产业的快速发展,驱动电机作为电动汽车的核心组件之一,其可靠性和性能对整车的运行安全至关重要。

本次实习的主要目的是通过实际操作,掌握驱动电机的基本结构、工作原理以及故障检修方法,提高自己在实际工作中的问题诊断和解决能力。

二、实习时间与地点实习时间:2023年6月1日至2023年6月30日实习地点:XX新能源汽车维修中心三、实习内容与过程1. 驱动电机的基本结构与工作原理在实习的第一周,我们首先学习了驱动电机的基本结构,包括定子、转子、轴承、端盖等主要部分。

接下来,通过理论学习和实地观察,了解了驱动电机的工作原理,即电磁感应原理。

同时,我们还学习了驱动电机的性能参数,如功率、扭矩、效率等。

2. 驱动电机故障现象及原因在实习的第二周,我们通过观察和分析实际案例,了解了驱动电机可能出现的故障现象,如启动困难、运行中突然停止、异响、发热等。

并学习了导致这些故障的原因,包括电机绕组短路或断路、轴承磨损、转子动平衡不良、电机过载等。

3. 驱动电机故障检修方法实习的第三周,我们主要学习了驱动电机的故障检修方法。

首先,我们学会了使用专业的检测仪器,如万用表、示波器等,对驱动电机进行电气性能检测。

其次,通过实际操作,掌握了驱动电机机械部分的检查方法,如检查轴承磨损程度、转子动平衡等。

最后,我们还学习了驱动电机故障诊断与维修的注意事项,如安全操作、正确选择维修工具等。

4. 实际操作与问题解决在实习的第四周,我们分组进行了实际操作,模拟驱动电机的故障检修过程。

在操作过程中,我们遇到了一些问题,如故障诊断不明确、维修工具使用不当等。

通过请教老师和同事,我们逐一解决了这些问题,并总结出了在实际工作中应注意的事项。

四、实习收获与反思通过本次实习,我深刻地认识到驱动电机故障检修的重要性,掌握了驱动电机的基本结构、工作原理以及故障检修方法。

同时,实际操作经验使我更加熟悉了新能源汽车维修流程,提高了自己的动手能力和问题解决能力。

驱动电机实训报告总结1000字

驱动电机实训报告总结1000字

驱动电机实训报告总结1000字驱动电机实训报告总结在驱动电机实训中,我们学习了电机的基本工作原理、控制方式以及相关的实验操作和维护技巧。

通过实际操作和实验验证,我们进一步加深了对驱动电机的理解和应用。

以下是对这次实训的总结与相关参考内容。

一、实训内容及目标本次实训主要包括以下内容:1. 电机的基本工作原理和分类:理解电机的基本结构、工作原理和分类,了解电机的转子与定子之间的耦合关系。

2. 电机的控制方式:学习电机的控制方式,如直流电机的分别用电压和电流控制、交流电机的变频控制等。

3. 电机的实验操作:掌握电机的启动、制动、正反转等实验操作,并能实现不同控制方式的切换。

4. 电机的维护与故障处理:学习电机的日常维护方法,了解电机运行中常见的故障情况及处理方法。

本次实训的目标是使学员们能够全面了解电机的基本工作原理和分类,掌握电机的常用控制方式和实验操作,具备基本的电机维护和故障处理能力。

二、实训心得与体会通过这次实训,我对驱动电机有了更深入的了解,同时也积累了一些实际操作和维护的经验。

在实验操作中,我们学会了如何通过改变电机的控制方式来实现不同的运行效果,灵活运用控制器来实现电机的正反转、变速等功能。

在故障处理方面,我们学习了常见的电机故障现象和处理方法,如电机过热、电机损坏等情况的分析和处理。

通过这次实训,我深刻认识到电机是各种机械设备的重要组成部分,合理的驱动电机控制可以提高设备的运行效率和性能。

同时,定期的维护和保养也对电机的寿命和安全运行起到重要作用。

三、实训收获与展望通过这次实训,我不仅学到了驱动电机的基本知识和技能,而且对实际应用中的问题和挑战有了更深入的认识。

此外,这次实训也增强了我的团队合作能力和问题解决能力。

未来,在实际工作中,我将运用所学的知识和技能来解决电机相关的问题,并注重电机的维护和保养工作,以确保设备的正常运行和提高生产效率。

总之,这次驱动电机实训对我来说是一次宝贵的学习机会,通过实际操作和实验验证,我对驱动电机有了更全面和深入的理解。

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驱动电机实训报告汽工1302黄祥吉图给出三相BLDCM 控制系统的六开关逆变器拓扑图。

根据无刷直流电机的特点,为了减小转矩脉动,提高电机控制性能,要求加在电机定子上的电流为方波,并与电机的梯形反电动势严格同步,每相电流导通120。

表给出图所示的六开关逆变器的开关器件导通顺序。

由表可见,六开关逆变器中,根据开关器件的状态,可组成6个状态组合或电压矢量,即:(0,一1,1)、(1,一1,0)、(1,0,一1)、(0,1,一1)、(一1,1,0)、(一1,0,1),其中,1表示上桥臂导通,一1表示下桥臂导通,0表示没有管子导通。

如(0,一1,1)表示B相的下桥臂和C相的上桥臂导通,即VS5,Vs6导通,A相处于不导通状态。

这样在任何时刻总是只有两相处于导通状态,即任何时刻总有一相的两个开关器件不参与工作。

开关磁阻电机的控制系统。

开关磁阻电机作为一种新型调速电机,兼有直流和交流调速的优点,适用的领域很广。

它是由磁阻电机与电子开关驱动控制电路组成一体的能量换转机构。

如图所示为四相的开关磁阻电机。

图表示导通顺序A、B、C、D时定转子工作情况。

图4a 表示V1导通,A相绕组通电,而其余的三相绕组断电,因此转子磁1.1′受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力而产生转矩,使转子沿逆时针旋转,转子磁极1.1′向定子磁极AA′趋近,直到两者重合。

此时,控制器据位置传感器的关断信号,去控制驱动器,关断V1,切断A 相绕组电流,紧接着控制器根据位置传感器的开、断信号,依次使V2、V3、V4通、断,使B、C、D相绕组顺序的通与断,使转子受同一方向转矩作用,沿逆时针的运行。

若改变相电流大小,则可改变电机转矩和转速。

总之,国已经开发出了以上四种电机驱动系统,取得了很大的技术进步,已经在车辆上获得了应用。

但是,还存在着需要改进之处。

就交流感应电机电控系统而言,国的绝大多数电动效率在70%以上区域围占整个工作的区域还在80%以下;电机在低速运行过程中,输出转矩脉动性过大;在高速运转时可输出的转矩偏小,加载能力差,且转矩降落略大;甚至在一定转速围存在较大电磁振动(噪音),有待于进一步解决。

四种电机电控系统的可靠性都有待进一步提高以适应产业化要求。

直流电机因其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。

随着计算机在控制领域的发展,直流电机的应用也更加广泛。

本文主要介绍了采用N沟道增强型场效应管,基于H桥的直流电机驱动控制电路中H 桥功率驱动电路设计、电荷泵电路设计、电机驱动逻辑与放大电路设计,以及直流电机的PWM调速控制。

关键字:H桥直流电机驱动控制电路 N沟道增强型场效应管 PWM1.直流电机驱动控制电路总体结构直流电机驱动控制电路分为电机驱动逻辑电路、电荷泵电路、驱动信号放大电路、H桥功率驱动电路等四部分部分,其电路框图如图1所示。

如图所示,电机驱动控制电路的外围接口简单,主要控制信号有Dir(电机运转方向信号),PWM(电机调速信号)及Brake(电机制动信号),Vcc为驱动逻辑电路部分提供电源,Vm为电机电源电压,M+、M-为直流电机接口。

图1 直流电机驱动控制电路框图2.H桥功率驱动电路原理H型全桥式电路是使用的最为广泛的直流电机驱动电路,实践证明,H型全桥式电路便于实现直流电机的四象限运行,即分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。

H桥功率驱动原理图如图2所示。

H型全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态。

其中,S1、S2为一组,S3、S4为一组,这两组状态互补,当一组导通时,另一组必须关断。

当S1、S2导通时,S3、S4关断,电机两端加正向电压实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S2关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。

图2 H桥功率驱动原理图实际控制中,需要不断地使电机在正转和反转之间切换。

这种情况理论上要求两组控制信号完全互补,但是由于实际的开关器件都存在导通和关断时间,绝对的互补控制逻辑会导致上下桥臂直通短路。

为了避免直通短路且保证各个开关管动作的协同性和同步性,两组控制信号理论上要求互为倒相,而实际必须相差一个足够长的死区时间,这个校正过程既可通过硬件实现,即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时,也可通过软件实现,即在状态之前加入适当的延时时间,一般us级单位的延时即可达到效果。

图2中4只续流二极管,可为线圈绕组提供续流回路。

当电机正常运行时,驱动电流通过主开关管流过电机。

当电机处于制动状态时,电机工作在发电状态,转子电流必须通过续流二极管流通,否则电机就会发热,严重时甚至烧毁。

3.直流电机驱动控制电路设计3.1 H桥驱动电路设计在直流电机控制中常用H桥电路作为驱动器的功率驱动电路。

由于功率MOSFET是压控元件,具有输入阻抗大、开关速度快、无二次击穿现象等特点,满足高速开关动作需求,因此常用功率MOSFET构成H桥电路的桥臂。

H桥电路中的4个功率MOSFET分别采用N沟道型和P沟道型,而P沟道功率MOSFET一般不用于下桥臂驱动电机,因此,用功率MOSFET构成H桥电路的桥臂有两种可行的方案:一种是上下桥臂分别用2个P沟道功率MOSFET和2个N沟道功率MOSFET;另一种是上下桥臂均用N沟道功率MOSFET。

测试可知,利用2个N沟道功率MOSFET和2个P沟道功率MOSFET驱动电机的方案,控制电路简单、成本低。

但由于P沟道功率MOSFET的性能要比N沟道功率MOSFET的差,且驱动电流小,多用于功率较小的驱动电路中。

综合考虑系统功率、可靠性要求,以及N沟道功率MOSFET的优点,采用4个相同的N沟道功率MOSFET的H桥电路,具备较好的性能和较高的可靠性,并具有较大的驱动电流,因此本系统采用此设计模式。

其电路图如图3。

图中8V为电机电源电压,4个二极管均为续流二极管,输出端并联的小电容C1(104),用于降低感性元件电机产生的尖峰电压。

图3 H桥驱动电路3.2 电荷泵电路设计电荷泵的基本原理是通过电容对电荷的积累效应而产生高压,使电流由低电势流向高电势。

图4 电荷泵电路电路中A部分是方波发生电路,由RC与反相施密特触发器构成,产生振幅为Vin=5 V的方波。

B部分是电荷泵电路,由三阶电荷泵构成。

当a点为低电平时,二极管D1导通电容C1充电,使b点电压Vb=Vm-Vtn;当a点为高电平时,由于电容C1电压不能突变,故b点电压Vb=Vm+Vin-Vtn,此时二极管D2导通,电容C3充电,使c点电压Vx=Vm+Vin-2Vtn;当a点为低电平时,二极管D1、D3导通,分别对电容C1、C2充电,使得d点电压Vd=Vm+Vin-3Vtn;当a点再为高电平时,由于电容C2电压不能突变,故d点电压变为Vd=Vm+2Vin-3Vtn,此时二极管D2、D4导通,分别对电容C3、c4充电,使e点电压Ve=Vm+2Vin-4Vtn。

这样如此循环,便在g点得到比Vm高的电压Vh=Vm+3Vin-6tn=Vm+11.4 V。

其中Vm为二极管压降,一般取0.6 V,从而保证H桥的上臂完全导通。

图5 驱动信号放大电路在驱动控制电路中,H桥由4个N沟道功率MOSFET组成。

若要控制各个MOSFET,各MOSFET的门极电压必须足够高于栅极电压。

通常要使MOSFET完全可靠导通,其门极电压一般在10 V以上,即VCS>10 V。

对于H桥下桥臂,直接施加10 V以上的电压即可使其导通;而对于上桥臂的2个MOSFET,要使VGS>10 V,就必须满足VG>Vm+10 V,即驱动电路必须能提供高于电源电压的电压,这就要求驱动电路中增设升压电路,提供高于栅极10 V的电压。

考虑到VGS有上限要求,一般MOSFET导通时VGS为10 V~15 V,也就是控制门极电压随栅极电压的变化而变化,即为浮动栅驱动。

因此在驱动控制电路中设计电荷泵电路,用于提供高于Vm的电压Vh,驱动功率管的导通。

3.3 电机驱动逻辑电路设计与放大电路设计电机驱动逻辑电路输入端主要为如图6中的4、3、2端口。

控制信号Dir、PWM、Brake经光电隔离电路后,由门电路进行译码,产生控制H桥的4个控制信号q5、q6、q7、q8。

图6 电机驱动逻辑电路(1)4端口通过输入PWM信号实现控速功能,具体实现原理如下:直流电机转速控制可分为励磁控制法与电枢电压控制法。

励磁控制法是控制磁通,其控制功率小,低速时受到磁饱和限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制,而且由于励磁线圈电感较大动态响应较差,所以这种控制方法用得很少。

大多数应用场合都使用电枢电压控制法。

随着电力电子技术的进步,改变电枢电压可通过多种途径实现,其中PWM(脉宽调制)便是常用的改变电枢电压的一种调速方法。

PWM调速控制的基本原理是按一个固定频率来接通和断开电源,并根据需要改变一个周期接通和断开的时间比(占空比)来改变直流电机电枢上电压的"占空比",从而改变平均电压,控制电机的转速。

在脉宽调速系统中,当电机通电时其速度增加,电机断电时其速度减低。

只要按照一定的规律改变通、断电的时间,即可控制电机转速。

而且采用PWM技术构成的无级调速系统.启停时对直流系统无冲击,并且具有启动功耗小、运行稳定的特点。

设电机始终接通电源时,电机转速最大为Vmax,且设占空比为D=t/T,则电机的平均速度Vd为:Vd=VmaxD由公式可知,当改变占空比D=t/T时,就可以得到不同的电机平均速度Vd,从而达到调速的目的。

严格地讲,平均速度与占空比D并不是严格的线性关系,在一般的应用中,可将其近似地看成线性关系。

在直流电机驱动控制电路中,PWM信号由外部控制电路提供,并经高速光电隔离电路、电机驱动逻辑与放大电路后,驱动H桥下臂MOSFET的开关来改变直流电机电枢上平均电压,从而控制电机的转速,实现直流电机PWM调速。

图7 PWMIN产生电路要保证电荷泵电路的正常工作,必须产生一路方波信号,并且要考虑到其带负载的能力即驱动能力。

图7部分是方波发生电路,由RC与反相施密特触发器构成,产生振幅为Vin=5 V的方波。

通过调节U2-R1与 U2-C1的乘积可调节PWMIN的频率和占空比(原理是调节电容充放电的时间)。

方波产生后及反相器电路产生两路互补信号PWM-OUT1、PWM-OUT2。

图8 PWMIN电流放大电路图8可以理解为增强输出的电路,其中三极管Q12、Q11构成推挽式电路,降低输出阻抗,使其可用在驱动电机等阻抗低的负载电路上。

(2)端口3实现电机转向控制。

端口2实现刹车功能。

如图3,当Q1、Q3端输入高电平,Q2、Q4端输入低电平时(即Q1、Q3导通,Q2Q4截止时),电机正转;当Q1、Q3端输入低电平,Q2、Q4端输入高电平时(即Q1、Q3截止,Q2Q4导通时),电机反转。

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