与传统燃油教练车相比,电动教练车采用蓄电池供电,减少了燃油教练车燃烧汽油带来的化石燃料的消耗与大气污染,具有环保节能特点。目前,燃油汽车仍在我国市场占很大比重,为了实现日常训练与考试的对接,所研究的电动教练车必须具有燃油教练车的操作特性。电动教练车用于驾校科目二训练时处于低速运行状态,在这种状态下经常频繁启停,爬坡,具有“怠速”和“熄火”的特性。为了保证电动教练车在低速时具有良好的运行特性其驱动电机必须要在低速时输出较大的转矩。无刷直流电机保留了直流电机良好的调速、控制和运行特性,具有体积小、效率高、启动转矩大、功率密度高、免维护等一系列优点,符合电动教练车对驱动电机的要求。电动教练车“怠速”运行时无刷直流电机转矩脉动较大,影响了整车性能。本文采用具有占空比调节的直接转矩控制策略抑制无刷直流电机低速转矩脉动。针对电动教练车在驾校中运行状态设计了驱动器硬件电路和软件程序,并在通过实验验证了设计软硬件的可行性。本文研究主要内容如下:(1)介绍了电动汽车、电动教练车、无刷直流电机及其驱动器的发展现状,指出研究课题的背景及目的意义。分析了电动教练车驱动控制系统,对车辆爬坡时进行受力分析,计算出电机转速、转矩及功率。通过分析科目二训练时长规律,从能量角度计算出电池容量。最后选择了 72V,5KW的无刷直流电机和6节105Ah的铅酸电池串联组成的动力电池组。根据燃油教练车发动机工作特性给出驱动器实现电机“怠速”与“熄火”控制的方法。(2)为了保证电动教练车“怠速”运行时具有良好的动、静态特性,分析了双闭环控制策略和直接转矩控制策略并给出系统设计。从无刷直流电机换相动态过程分析了直接转矩控制策略对低速转矩脉动抑制机理,并在MATLAB/Simulink中搭建了相应的仿真模型。仿真结果表明,基于占空比调节的直接转矩控制策略较双闭环控制下无刷直流电机转矩脉动减小约20%。(3)依据实验室现有电机,以IPM模块为主功率电路,STM32为主控芯片设计了驱动器硬件电路。并在Keil uVision5开发环境下设计了软件程序。模拟电动教练车用无刷直流电机的工作过程搭建了实验平台,做了电机空载、带载和“怠速”实验,并测得相关波形和数据。实验结果表明,本文设计的电动教练车用无刷直流电机驱动器及控制策略适用于电动教练车且具有良好性能。且采用直接转矩控制时相电流波形接近理想方波,说明直接转矩控制策略能有效减小无刷直流电机低速转矩脉动,提高了无刷直流电机的低速性能。