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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉力榮
研究生(外文):Li-June Liu
論文名稱:具剎車回充與電壓控制之雙向直流/直流轉換器於電動車之研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of Bidirectional DC/DC Converter for Electrical Vehicles with Regenerative Braking and Voltage Control
指導教授:陳裕愷陳裕愷引用關係
指導教授(外文):Yu-Kai Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:航空與電子科技研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:再生煞車雙向直流/直流轉換器漣波轉矩
外文關鍵詞:Regenerative BrakingBi-directional dc/dc converterTorque ripple
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本論文研製一具剎車回充與電壓控制之雙向直流/直流轉換器,針對直流無刷馬達驅動控制與剎車回充之電動車關鍵技術,以電力電子技術應用於電動車輪軸馬達之驅動控制與剎車回充。本文所提出之雙向直流/直流轉換器結合三相功率模組實現馬達轉速控制與剎車回充系統,並且以電動車輪軸馬達額定工作特性,優化雙向轉換器參數設計,故能提高電路系統於再生剎車工作模式之充電效率,對於馬達驅動控制上,亦能有簡易且降低直流無刷馬達產生之漣波轉矩之控制法則。最後以模擬與實際硬體製作,進行系統整合測試,驗證此系統之正確性與可行性。
This thesis proposes the design and implementation of bidirectional converters to achieve regenerative braking and voltage driving controls for electrical vehicles (EV). To improve the system efficiency and reduce the torque ripple of the proposed system with the proposed bidirectional dc/dc converter. The bidirectional converter transfers energy from battery to motor as a buck regulator when the EV is operating in motor mode. The speed of the motor depends on the output voltage of the buck regulator. Additionally, when the EV is operating in generator mode, the bidirectional converter acts as a boost regulator, transferring power from motor to battery. The braking force of the EV depends on the charging output current of the boost regulator. Simulated and measured results from a prototype have confirmed the effectiveness and feasibility of the proposed approach.
目錄
中文摘要.................................................i
英文摘要.................................................ii
誌 謝....................................................iii
目錄.....................................................iv
表目錄...................................................x
第一章 緒論..............................................1
1.1 研究背景............................................1
1.2 研究動機與目的......................................1
1.3 論文架構............................................2
第二章 電動載具..........................................4
2.1 電動車簡述..........................................4
2.2 再生剎車系統........................................4
2.3 再生剎車電流與剎車停止時間分析與測試................6
2.4 超級電容器..........................................8
第三章 直流無刷馬達......................................10
3.1 直流無刷馬達之結構..................................10
3.1.1 轉子類型..........................................11
3.1.2 結構與轉子不同組合類型............................12
3.2 換相原理............................................14
3.3 驅動方式............................................17
3.4 漣波轉矩與頓轉矩....................................19
3.4.1 馬達轉矩之分析....................................19
3.5 漣波轉矩模擬與分析..................................22
3.5.1 六步方波驅動......................................25
3.5.2 單極脈波寬度調變驅動..............................26
3.5.3 雙極脈波寬度調變驅動..............................28
3.6 討論................................................30
第四章 系統硬體架構......................................31
4.1 系統架構............................................31
4.2 系統硬體電路........................................33
4.2.1 能量儲存單元......................................33
4.2.2 雙向直流/直流轉換器...............................35
4.2.3 半橋驅動電路......................................38
4.2.4 三相整流電路......................................39
4.2.5 三相驅動功率模組..................................40
第五章 系統軟體與介面規劃..............................42
5.1 系統介面說明........................................42
5.2 微控制器介紹........................................43
5.2.1 中央處理單元......................................44
5.2.2 記憶體單元........................................44
5.2.3 可程式化輸出/輸入埠...............................44
5.2.4 類比/數位轉換模組.................................45
5.2.5 計數器............................................45
5.3 程式流程規劃........................................46
5.3.1 第一部分:再生剎車與電流控制流程..................46
5.3.2 第二部分:電壓控制與馬達驅動控制流程..............49
第六章 硬體製作與實測結果................................54
6.1 硬體電路製作........................................54
6.2 實測結果............................................56
6.2.1 緩啟動............................................56
6.2.2 再生剎車與電流控制................................57
6.2.3 電壓控制..........................................62
6.3 討論 ................................................65
第七章 結論與未來研究方向................................67
7.1 結論 ................................................67
7.2 未來研究方向........................................67
參考文獻.................................................68
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