一種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統的製作方法
2023-10-25 17:04:02 4
專利名稱：一種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及直流無刷電機技術，尤其涉及一種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統。
背景技術：
目前採用直流無刷電機的車輛，其控制方式均為方波控制。在電機工作過程中，電機磁場和線圈產生的磁場呈正弦交變變換狀態，使用方波驅動正弦變化物理特性的直流無刷電機會造成力矩不穩定的情況；首先，位於偏差的磁場方向進行大電流驅動會造成效率降低；其次，方波驅動是兩兩彼此導通，會致使一相線圈在無電流狀態降低效率，從而增加了電機的振動；最後，方波驅動的力矩方向，隨電機轉動每60。突變一次，而且某一相電流從無到有，不能夠很快的響應，從而造成在換相時扭矩突變小、換相抖動、噪音較大等情況。
發明內容
針對以上缺陷，本發明的目的是提供一種使力矩輸出更加穩定、效率提高、響應較快、減小抖動、降低噪音的電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，以克服因方波控制問題而帶來的諸多不足。 為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現 —種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，包括電壓採樣單元、調速信號單元、剎車斷電機構、電流短路保護部分及微控制單元，所述電壓採樣單元的輸入端連接微控制單元，所述調速信號單元、剎車斷電機構及外接器件並聯連接再與電流短路保護部分串接，所述電流短路保護部分與微控制單元連接，所述微控制單元的輸出端連接多路脈衝調製單元，六路脈衝制式通過多路驅動電路連接多路場效電晶體。 本發明所述的電動車用直流無刷電機正弦波控制系統的有益效果為採用正弦波驅動電機，能夠克服方波控制的缺點，使力矩輸出更加穩定，效率提高；採用正弦波驅動電機，能夠克服方波控制的缺點，使力矩輸出更加穩定，效率提高、響應較快、換相時扭矩突變大、減小抖動、降低噪音；可使永磁同步電機的矢量控制有所簡化。
下面根據實施例和附圖對本發明作進一步詳細說明。 圖1是本發明實施例所述電動車用直流無刷電機正弦波控制系統的結構示意 圖2是本發明實施例所述電動車用直流無刷電機正弦波控制系統的電流短路保護部分示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明所述的電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，包括電壓採樣單元1、調速信號單元2、剎車斷電機構3、電流短路保護部分5及微控制單元6，所述電壓採樣單元1的輸入端連接微控制單元6，所述調速信號單元2、剎車斷電機構3及外接器 件4並聯連接再與電流短路保護部分5串接，所述電流短路保護部分5與微控制單元6連 接，所述微控制單元6的輸出端連接多路脈衝調製單元8並且可設置為六路脈衝制式，該六 路脈衝制式通過多路驅動電路9連接多路場效電晶體10。工作時，控制電源經過調製，從 48V轉換成15V和5V電源，15V提供驅動電路電源，5V為微控制單元6、驅動電路及各控制 部分供電，從15V穩壓到5V，採用78L05穩壓管， 一致性高，精度控制在3%以內，保證各電 路供電穩定；採用1%精度的阻容器件，組成採樣電路，對電壓實時進行欠壓保護；為車輛 轉把提供4. 3V電壓，轉把內部為一個霍爾元件，隨著轉動角度變化，通過磁鋼感應出電壓， 由0. 8V到3. 6V可調，系統設定1. 3V為開啟電壓，達到3. 2V後P麗全開，使電機全速運轉； 而電壓超過3. 8V後微控制單元6停止輸出，假如轉把地線脫落，轉把輸出就會超過3. 8V， 此時不管是上電還是運行狀態，系統均不工作，起到飛車保護作用；外接器件4包括防盜報 警、1+1助力、三速度、巡航等；直流無刷電機在定子上相隔60°或者120°安裝了三個霍爾 元件，電機轉動時，三個霍爾感應出相應的電位，傳送給微控制單元6再根據接收的時序和 頻率，判斷電機的相位角，控制電機正常運行；微控制單元6根據採樣到的電流信號和霍爾 信號，其高速、高分辨和具有同步觸發功能的ADC快速和精確地轉換複雜的模擬環境變量， 產生本系統使用的空間矢量SVP麗，把a、 b、 c三相電流經過CLARKE變換和反變換，PARK變 換和反變換，可把定子電流可以分為兩部分，即力矩電流iq和勵磁電流id，在此矢量控制 中使id = 0來保證用最小的電流幅值得到最大的輸出轉矩；六路驅動電路輸出，經過六路 獨立放大電路，獲得足夠的驅動電流。此外，採用NEC單片機，具有很強DSP性能和先進的 中斷處理，各種高效、靈活的外設和高性能片上Flash,其靈活的智能脈衝調製單元陣列提 供直流無刷電機脈衝調製單元控制，而高速、高分辨和具有同步觸發功能的ADC能快速和 精確地轉換複雜的模擬環境變量，它能產生本系統使用的空間矢量SVP麗。
如圖2所示，本發明所述的電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，電流經過採 樣電阻，從CSEN取樣，經過LM358放大，信號輸入脈衝調製單元，設定限流，此限流值不讓電 池超出範圍大電流放電以可保護電池，另一方面保護本系統功率管，不過分發熱；CSEN採 樣電壓，另一路經過R41，輸入脈衝調製單元，當電機相線短路或者功率管損壞，採樣電壓升 高到一定值，脈衝調製單元切斷輸出，保護功率管或不讓故障擴大化。
權利要求
一種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，包括電壓採樣單元、調速信號單元、剎車斷電機構、電流短路保護部分及微控制單元，其特徵在於所述電壓採樣單元的輸入端連接微控制單元，所述調速信號單元、剎車斷電機構及外接器件並聯連接再與電流短路保護部分串接，所述電流短路保護部分與微控制單元連接，所述微控制單元的輸出端連接多路脈衝調製單元，六路脈衝制式通過多路驅動電路連接多路場效電晶體。
全文摘要
一種電動車用直流無刷電機正弦波控制系統，包括電壓採樣單元的輸入端連接微控制單元，所述調速信號單元、剎車斷電機構及外接器件並聯連接再與電流短路保護部分串接，所述電流短路保護部分與微控制單元連接，所述微控制單元的輸出端連接多路脈衝調製單元，六路脈衝制式通過多路驅動電路連接多路場效電晶體。本發明有益效果為採用正弦波驅動電機，能夠克服方波控制的缺點，使力矩輸出更加穩定，效率提高；採用正弦波驅動電機，能夠克服方波控制的缺點，換相時扭矩突變大、減小抖動、降低噪音；可使永磁同步電機的矢量控制有所簡化。
文檔編號H02P6/10GK101764554SQ20101010631
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者顧挺 申請人:無錫協昌科技有限公司