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电动自行车无刷直流电机能量回馈控制系统.pdf
ELECTRONICS WORLD ・技术交流 电动自行车无刷直流电机能量回馈控制系统 中南林业科技大学计算机与信息工程学院 文超民 朱俊杰 【摘要】 针对电动自行车存在行驶里程短，续航能力不足等问题，本文对电动自行车制动过程中的能量回馈方法进行了系统研究，提出了基 于半桥斩波的电动自行车能量回馈制动的控制策略。实验结果表明，本文提出的方法不仅能较好地完成对电动自行车的控制功能，而且可以 通过采用能量回馈制动的方法来较好地改善电动自行车的续航时间。 【关键词】 电动自行车；半桥斩波；能量回馈制动 目前，已有许多专家提出了用能量回馈方式来提高电动车的续 航能力，并取得了丰硕的成果[3-8]。文献[3]采用恒转矩控制策略来 进行回馈控制，但未考虑蓄电池最大充电电流；文献[4]提出了一种 低速能量回馈制动的简单方法，但文中的实验结果并不全面，需要 (7) 进一步研究；文献[5]介绍了一种深埋式永磁同步电机及其控制系 统，但转矩脉动较大未能良好解决；文献[6]通过开关阻磁电机来驱 分析式(5)和式(7)可知，由于存在反电势和电感，三相电流逐 动系统来进行能量回馈，但文中并未有理想的实验结果。 渐增加，外界的动能大部分以磁场能的形式储存在绕组电感中，另 一部分以热能的形式消耗在电阻上。 1 能量回馈制动原理及其制动策略 1.2 充电状态下的回馈制动过程分析 此时，系统状态满足如下方程： 本文研究的是通过升压斩波方式将能量回馈到蓄电池。采用调 制方式时两电平逆变器中仅各桥臂的下半部分( 即V2 、V4 、V6)有 (8) 导通与关断的切换，而各桥臂的上半部分 ( 即V1 、V3 、V5)一直是 U 关断的，且三相桥臂下半部分的三个功率器件依次导通 120 °。 式中， 为蓄电池充电端电压。 0 正向制动时，V2 、V4 、V6 的开关状态取决于位置传感器提供 (9) 的 HALL 信号。以 HALL 状态为 101 为例，当功率管导通时，回 由式(8)和式(9)可得蓄电池充电的端电压为： 路电流逐渐上升，相电感积蓄能量，此过程为续流状态；当功率管 (10) i 关断时，电机两相绕组串联后的感应电势与反电动势之和大于蓄电 由上式(10)可知，随着 的降低，二极管被关断，逆变器回路也被 a
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