臺灣博碩士論文加值系統

近年來在全球因能源危機以及保護大自然環境等環保意識的覺醒，民眾對於居住環境品質的要求也有所提高，但由於近幾年汽機車碳排放量異常，使得地球溫度日漸上升，北極的融冰也越來越擴大。全球氣候異常，環境劣化等危機所帶來的衝擊，再度引發了全球重視節能減碳的環保議題，若我們現在所使用的交通工具，以電動車取而代之不僅可以有效的減少石油的消耗與二氧化碳的產生之外，同時也可以讓我們擁有更高品質的生活空間。

本論文的系統架構主要分成兩大部分，分別是直流無刷馬達的驅動電路設計和控制單元，驅動電路包括了三相橋式逆變器電路以及閘極驅動電路所組成，其中閘極驅動電路採用的是靴帶式電路的設計，控制單元採用的是Microchip公司所生產的數位訊號微處理器dsPIC30F4011為主要的控制核心，依據霍爾感測器所偵測到的轉子位置訊號，確認轉子所在區間，並且估算馬達的轉軸之轉速，以用來預估轉子在空間向量中的角度，對定子上的線圈繞組進行適當的激磁和轉子上的永久磁鐵相互作用，使其產生旋轉磁場帶動馬達轉動，以實現直流無刷馬達的空間向量控制。

本論文運用空間向量脈波寬度調變技術(SVPWM),研製出一個應用於電動機車上的馬達驅動器，使直流無刷馬達可以輸出平滑穩定的轉矩，以獲得良好的驅動性能。

In recent years, owing to the rising awareness of environment protection, people ask for higher living standard. However, carbon emission by automobile hasn’t been reduced but got much higher these years, which leads to the rise of temperature and the loss of summer ice in Atlantic. The climate change and the degradation of the environment now again arouse the issues of conservation of energy and reduction of carbon emission. If electric vehicles substitute for ones powered by fossil fuel, it will not only lower the consumption of fossil and the emission of carbon dioxide but improve our living standard.

In this paper, the system architecture is divided into two parts, one is the drive circuit design and the other is a control unit, driver circuit includes a three-phase inverter and a gate drive circuit, gate drive circuit uses a bootstrap circuit design, control unit uses Microchip the company's digital signal microprocessor dsPic30F4011 as the control kernel, according to Hall sensors detect the rotor position signals to estimate the rotor speed and angle, confirm the position of the motor rotor, exciter stator and rotor affect each other to produce a rotating magnetic field of the motor rotation, to achieve space-vector control.

The purpose of this paper is to develop a brushless DC motor drive can be applied to electric vehicles, using space vector pulse width modulation techniques (SVPWM), make the brushless DC motor can be smooth and stable output torque to achieve good driving performance.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究動機 2
1.4 研究架構流程 4
1.5 論文架構 5
1.6 論文之貢獻 5
第二章 研究背景與原理 6
2.1直流無刷馬達 6
2.1.1直流無刷馬達簡介 6
2.1.2直流無刷馬達和傳統直流馬達之差異 8
2.1.3直流無刷馬達和永磁同步馬達之差異 9
2.2 霍爾感測元件 11
2.2.1霍爾感測元件簡介 11
2.2.2霍爾感測元件原理 12
2.2.3霍爾感測元件擺放位置 13
2.3直流無刷馬達驅動原理 14
2.3.1六步方波控制法 14
2.3.2空間向量脈波寬度調變 16
第三章 系統設計與實作 22
3.1系統架構建置 22
3.2硬體電路設計 23
3.2.1三相橋式逆變器電路 24
3.2.2光耦合隔離電路 25
3.2.3閘極驅動電路 26
3.2.4霍爾感測電路 27
3.2.5數位訊號微處理器 28
3.3控制單元程式規劃 29
3.3.1韌體程式流程 29
3.3.2空間向量控制 30
第四章 系統測試與結果 32
4.1實驗環境 32
4.2直流無刷馬達驅動器硬體介紹 34
4.3實驗結果 36
第五章 結論與未來展望 40
5.1 結論 40
5.2未來研究方向 40
參考文獻 41

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