基于LPC2132的雙驅(qū)電動(dòng)車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）

　　摘要：論文詳細(xì)分析了無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，設(shè)計(jì)了基于ARM7 LPC2132微處理器的電動(dòng)汽車雙后輪驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，該智能控制器能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車前進(jìn).后退.自動(dòng)巡航.電子差速等電動(dòng)汽車基本行使功能，同時(shí)硬件具有電機(jī)過流保護(hù).電池欠壓保護(hù)及串口通信等功能，很好地滿足了實(shí)際使用要求.

　　1.概述

　　當(dāng)今石油資源匱乏與環(huán)境保護(hù)的緊迫需求，對(duì)汽車工業(yè)的發(fā)展提出了新的要求，那就是：低噪聲.零排放和節(jié)能等，電動(dòng)汽車正是當(dāng)今汽車工業(yè)籍以解決能源.環(huán)保等問題可持續(xù)發(fā)展的最重要途徑，而以輪轂電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車既可以消除傳統(tǒng)傳動(dòng)中的機(jī)械磨損與損耗，提高了傳動(dòng)效率，又具有體積小和重量輕的優(yōu)點(diǎn)，使得提高效率的同時(shí)，車輪空間也能得到有效利用，更有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化和現(xiàn)代控制技術(shù)；ARM7系列微處理器，作為32位嵌入式處理器，以其極高性能.低功耗.豐富的片上資源.小體積等特性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話.手持式計(jì)算機(jī).汽車等各領(lǐng)域，成為極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和前景的處理器.本設(shè)計(jì)方案基于PHILIPS公司的ARM7TDMI-STM處理器LPC2132,分別控制兩個(gè)無刷直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車兩后輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了可靠設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并最終在實(shí)踐中進(jìn)行了驗(yàn)證.

　　2.無刷直流電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制

　　無刷直流電動(dòng)機(jī)是由轉(zhuǎn)子位置傳感器.電動(dòng)機(jī)本體以及電子開關(guān)電路組成.其工作原理如下：由位置傳感器（霍爾傳感器）定時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)轉(zhuǎn)子所處的位置，并根據(jù)此位置信號(hào)來控制開關(guān)管的導(dǎo)通或截止，從而控制定子繞組通電與斷電，即實(shí)現(xiàn)了電子換向功能，并使電機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn).

　　圖1是三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動(dòng)電路，其中，開關(guān)管Q1.Q3.Q5采用P溝道MOSFET功率管，柵極為低電平時(shí)MOSFET管導(dǎo)通，VD1.VD3.VD5為相應(yīng)的保護(hù)二極管；開關(guān)管Q2.Q4.Q6采用N溝道M O S F E T功率管，柵極為高電平時(shí)MOSFET管導(dǎo)通，VD2.VD4.VD6為相應(yīng)的保護(hù)二極管.其中位置傳感器的3個(gè)輸出端通過特定的邏輯電路控制Q1-Q6開關(guān)管工作（導(dǎo)通或截至），其控制方式有兩種：“三三導(dǎo)通方式”

　　與“二二導(dǎo)通方式”.全橋式驅(qū)動(dòng)下的繞組又分為星形聯(lián)結(jié)和角形聯(lián)結(jié)，其聯(lián)結(jié)方式如圖2所示.

　　三三導(dǎo)通方式“指的是每次使3個(gè)開關(guān)管同時(shí)導(dǎo)通，在圖1中，各開關(guān)管的導(dǎo)通順序?yàn)椋篞1.Q2.Q3–﹥Q2.Q3.Q4–﹥Q3.Q4.Q5–﹥Q4.Q5.Q6–﹥Q5.Q6.Q1–﹥Q6.Q1.Q2.”三三導(dǎo)通方式“在實(shí)際工作時(shí)又可以分為六種控制方式，每隔60°改變一次導(dǎo)通狀態(tài)，每改變一次狀態(tài)更換一個(gè)開關(guān)管，每個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通180°.在每種狀態(tài)下，其合成轉(zhuǎn)矩的大小都是單相轉(zhuǎn)矩的1.5倍.