摘要： 随着人们生活的改善，自行车逐渐不能满足大家对日常生活的需求，大家需要一种便捷的骑行工具。这种情况下，电动自行逐渐出现在人们的视野中，被广泛研究并应用。而开关磁阻电机因其构造简单，所需控制器比较少，调速性能良好、性价比高，在电动自行车领域具有非常好的研究前景。 

本文首先对课题的研究背景作出了简单的叙述，提出了将开关磁阻电机用于电动自行车驱动电机比其他选择更具优势。

接着对开关磁阻电机的原理进行了讨论，并且建立了电机数学模型，为对开关磁阻电机实行准确的分析与控制打下了基础。

然后对开关磁阻电机的驱动系统方案进行了论证，对电机的几种控制方式以及功率变换器拓扑结构电路进行了综合的比较和考虑，提出了使用于本文的驱动系统方案，并对电机开关角进行了优化，选取了最佳的开关角。

紧接着对控制系统的硬件进行了设计，并阐述了其工作过程。

最后进行了实验，分析结果表明，本文选取的控制方案是可行的，系统的调速性能比较好，性价比高，运行可靠，有大的研究价值。

 

关键词：开关磁阻电机；电动自行车；电机数学模型；电机开关角

 

目录

摘要

Abstract

第一章 绪  论-1

1.1 课题研究背景-1

1.1.1 能源与环保问题-1

1.1.2 电动自行车的国内外发展现状-1

1.1.3 电动自行车的发展前景-3

1.2 开关磁阻电机的优点和研究方向-3

1.3驱动系统的发展情况-4

1.3.1 驱动系统的发展趋势-4

1.3.2 驱动电机-4

1.4 本文主要内容-5

第二章 开关磁阻电机的原理与分析-7

2.1 开关磁阻电机的工作原理-7

2.2 开关磁阻电机的数学模型-8

2.2.1 运动方程-8

2.2.2 电路方程-8

2.2.3 机电联系方程-9

2.2.4 相电感-10

2.2.5 绕组电流-10

2.3开关磁阻电机的运行特性-13

2.4 小结-14

第三章 驱动系统的方案设计及优化-15

3.1开关磁阻电机参数的确定-15

3.2开关磁阻电机控制策略及其选取-17

3.2.1 电流斩波控制（CCC）-17

3.2.2角度位置控制（APC）-17

3.2.3 脉宽调制控制方式（PWM）-18

3.2.4 本文选取的控制策略-18

3.3功率变换器的比较与选取-18

3.3.1三相不对称半桥主电路-19

3.3.2带存储电容的功率变换器-19

3.3.3再生式功率变换器-20

3.3.4拓扑结构比较与参数选取-21

3.4开关磁阻电机开关角的优化-22

3.5小结-29

第四章控制器硬件的设计-30

4.1控制器的整体设计-30

4.2电源电路的设计-30

4.3位置信号处理电路设计-31

4.4电流检测及保护电路设计-32

4.5助力电路设计-33

4.6电压检测电路设计-33

4.7手柄信号输入电路设计-34

4.8小结-34

第五章实验结果分析-36

5.1静态转矩实验-36

5.2运行实验-37

5.3小结-38

第六章 总结与展望-39

参 考 文 献-40