電動(dòng)助力攜行具電機(jī)控制器設(shè)計(jì)研究

1.4萬字 33頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
現(xiàn)如今軍用承重裝備能夠使士兵稍微舒適的攜帶相對重一點(diǎn)軍備，使得他們負(fù)重時(shí)不會因?yàn)檩^長的距離和時(shí)間而感覺到筋疲力盡。然而這種裝備通常把負(fù)荷的大部分重量分擔(dān)在士兵肩上，使其骨骼長時(shí)期處于拉緊狀態(tài)，足夠重量的負(fù)荷會對其產(chǎn)生長期損害。電動(dòng)助力攜行具能夠使士兵在行進(jìn)中背負(fù)高達(dá)噸級的武器裝備 系統(tǒng)本身的動(dòng)力裝置能夠協(xié)助士兵長距離、長時(shí)間的高速運(yùn)動(dòng)。隨著電動(dòng)助力攜行具技術(shù)的成熟，單兵的行進(jìn)效率將會大幅提升，高速且持久的快速行進(jìn)將會在戰(zhàn)場上發(fā)揮重大作用。
此次課題主要目的是設(shè)計(jì)一款穩(wěn)定的、在各種工況下能工作的電動(dòng)助力攜行具的電機(jī)控制器，使得穿戴者可以及時(shí)的通過手動(dòng)調(diào)節(jié)行進(jìn)速度。本文首先分析了電動(dòng)助力攜行具控制器的研究背景，確定了將要達(dá)到的控制功能。根據(jù)攜行具的特點(diǎn)及參數(shù)對選擇使用永磁直流無刷電機(jī)和鋰電池作為電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電池。而后對主要幾類常用的功率器件比較分析后最終采用功率MOSFET作為功率開關(guān)，然后分析調(diào)速控制原理和功率MOSFET并聯(lián)均流特性，設(shè)計(jì)功率MOSFET并聯(lián)電路，功率模塊驅(qū)動(dòng)以及硬件保護(hù)電路。其次，由于功率MOSFET在其開關(guān)過程中會產(chǎn)生損耗，并以熱量形式散發(fā)，此時(shí)如果散熱功能不好，可能會燒壞功率MOSFET，故本文分析了功率MOSFET的散熱路徑，計(jì)算散熱器熱阻，設(shè)計(jì)了合理的散熱器。最后采用了飛思卡爾16位單片機(jī)MC9S12XEP100作為微控制器，設(shè)計(jì)了能夠達(dá)到控制目的的控制模塊電路。


關(guān)鍵詞：電機(jī)控制器；直流無刷電機(jī)；功率MOSFET；散熱器