CN102868340A - 一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，包括三相永磁同步电机、旋转变压器、三相功率变换器、三相电流检测电路、母线电压检测电路、速度环和电流环模块、PWM模块；三相功率变换器用于驱动三相永磁同步电机，旋转变压器对三相永磁同步电机的实际转子位置信号进行检测、三相电路检测电路对三相功率变换器的三个桥臂的实际电流进行检测、母线电压检测电路对三相功率变换器的的实际母线电压进行检测，上述检测结果均送入速度环和电流环模块，速度环和电流环模块根据接收到的信息以及参考速度获得控制信号通过PWM模块提供给三相功率变换器。本发明提供的驱动系统具有效率高、启动力矩大、免维护等优势。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机控制技术，尤其涉及一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动技术。
背景技术
电机及其驱动控制系统是微小型电动车辆的关键技术，针对微小型电动车辆行驶速度低的特点，要求电机及其驱动控制系统调速范围宽，并在低速下有较高的效率。目前国内厂家生产的微型电动车大多采用48V或72V蓄电池和他励或串励直流电机驱动系统。他励或串励直流驱动系统是较为成熟的一种驱动系统，能够生产的厂家较多，该类驱动系统技术成熟、控制简单，但存在以下缺点：
（1）一般效率比较低，尤其是当电机在远离电机额定点工作时，效率会变的很低，由于车辆一般工作转速范围较宽，因此，在采用相同蓄电池的情况下，电机驱动系统效率将影响车辆的续驶里程；
（2）直流电机有换向电刷，需要经常进行维护。
针对上述问题，考虑微小型电动车低速、短程的特点，充分发挥交流驱动系统可靠性高、效率高、启动力矩大、免维护等优势，对用以代替他励或串励直流电机驱动系统的研究成为目前新的技术发展趋势。
过去十几年中，永磁交流电机驱动系统以其响应快、效率高、调速范围宽以及起动力矩大等优点，在电动轿车中获得了大量应用。但电动轿车的性能要求与微小型电动车有所不同，其电机功率大，尽管电池供电电压较高，但为使电机的电流不至于太大，仍然采取了先升压然后再逆变驱动的电机控制方式，导致驱动系统整体造价较为昂贵。
对于微小型电动车辆，因成本所限，其蓄电池多为48V、60V或72V的低压电源，电机功率相比纯电动汽车的小，一般在3-5KW，如采用先升压再逆变驱动的方式，成本上无法接受。如不升压直接驱动，则电流较大，考虑过载等因素，电流一般在100安培以上，大电流对于驱动器电路设计提出了更高的技术要求。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种效率高、启动力矩大、免维护的微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，包括用于驱动传动装置的三相永磁同步电机、旋转变压器、旋变解码电路、三相功率变换器、三相电流检测电路、母线电压检测电路、CAN通讯电路、DSP控制电路，所述DSP控制电路包括速度环和电流环模块、PWM模块、正交编码模块、AD转换模块、控制和通讯接口模块，所述控制和通讯接口模块包括CAN模块，所述CAN通讯电路与CAN模块连接；
所述三相功率变换器根据接收到的信号对母线电压进行调制，驱动三相永磁同步电机；
所述旋转变压器对三相永磁同步电机的实际转子位置信号进行检测，并将检测到的信息传输给旋变解码电路；
所述旋变解码电路对接受到的信息进行解码，并将解码后的信息通过正交编码模块接入速度环和电流环模块；
所述三相电路检测电路对三相功率变换器的三个桥臂的实际电流进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；
所述母线电压检测电路对三相功率变换器的的实际母线电压进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；
所述速度环和电流环模块根据接收到的信息以及参考速度获得控制信号，并将获得的控制信号通过PWM模块接入三相功率变换器。
优选的，所述DSP控制电路为基于TMS320F28035芯片设计的电路。
优选的，所述CAN通讯电路与CAN模块通过光电耦连接；所述光耦优选为6N137芯片。
优选的，还包括键盘与显示器，所述键盘与显示器与控制和通讯接口模块连接。
优选的，所述三相功率变换器采用MOSFET IRFP4568芯片，对三相功率变换器的每个桥臂采用MOSFET管并联结构。
优选的，所述三相功率变换器的每个桥臂上串联一个1mΩ的电流采样电阻，所述三相电流检测电路分为三路，采用差分走线方式分别接在三个电流采样电阻的两端。
优选的，所述母线电压检测电路的结构为：接入信号采用分压电阻分压后，通过RC滤波电路接出。
有益效果：本发明提供的微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统相比较现有技术具有如下优势：
（1）效率高：由于永磁交流驱动心痛调速范围宽，在低速到高速整个工作范围内，都能够高效工作，是其他种类的驱动系统所不能达到的，因而能够有效节约电池电量，进一步提升车辆续驶里程；
（2）启动力矩大：永磁交流电机在合理设计情况下，启动力矩能够达到额定力矩的3~5倍之多，是其他种类的驱动系统所不能达到的，因此能够满足车辆在启动时需要大力矩的技术要求；
（3）免维护：他励或串励直流电机都采用电刷换向，运行一定时间后都需要跟换电刷，而永磁交流电机采用电子换向，内部无机械电刷，能够长时间工作，无需维护。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为CAN通讯电路的接口电路示意图；
图3为三相功率变换器的电路示意图；
图4为三相电流检测电路其中一路的电路示意图；
图5为母线电压检测电路的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，包括用于驱动传动装置的三相永磁同步电机、旋转变压器、旋变解码电路、三相功率变换器、三相电流检测电路、母线电压检测电路、CAN通讯电路、用于实现系统软功能的DSP控制电路、键盘和显示器，所述DSP控制电路包括速度环和电流环模块、PWM模块、正交编码模块、AD转换模块、控制和通讯接口模块，所述控制和通讯接口模块包括CAN模块、I/O模块和SPI模块，所述CAN通讯电路与CAN模块通过6N137芯片以光耦方式进行连接，所述键盘与I/O模块连接，所述显示器与SPI模块连接。
所述DSP控制电路为基于TMS320F28035芯片设计的电路，如图2所示CAN模块输出的Re和De信号首先分别通过高速光耦6N137进行隔离后，再采用TMS320F28035芯片上与V3.3电源隔离的电源V3.3_1供电，通过CAN接口芯片SN65HVD230输出。
所述三相功率变换器根据接收到的信号对母线电压进行调制，驱动三相永磁同步电机；三相功率变换器的电路如图3所示，采用MOSFET IRFP4568芯片，该芯片的额定电压为150V，25℃时的额定电流为170A，由于每个桥臂的电流较大，因此对三相功率变换器的每个桥臂采用MOSFET管并联结构；在三相功率变换器的每个桥臂上串联一个1mΩ的电流采样电阻。
所述旋转变压器对三相永磁同步电机的实际转子位置信号进行检测，并将检测到的信息传输给旋变解码电路；所述旋变解码电路对接受到的信息进行解码，并将解码后的信息通过正交编码模块接入速度环和电流环模块。
所述三相电路检测电路对三相功率变换器的三个桥臂的实际电流进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；所述三相电流检测电路分为三路，采用差分走线方式分别接在三个电流采样电阻的两端，每一路的电路如图4所示，其中i1+和i1-为输入，接在相应的电流采样电阻的两端，防止干扰，IA_AD为输出，直接接到AD转换模块上。
所述母线电压检测电路对三相功率变换器的的实际母线电压进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；母线电压检测电路如图5所示，接入信号采用分压电阻分压后，通过RC滤波电路接出。
所述速度环和电流环模块根据接收到的信息以及参考速度获得控制信号，并将获得的控制信号通过PWM模块接入三相功率变换器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：包括用于驱动传动装置的三相永磁同步电机、旋转变压器、旋变解码电路、三相功率变换器、三相电流检测电路、母线电压检测电路、CAN通讯电路、DSP控制电路，所述DSP控制电路包括速度环和电流环模块、PWM模块、正交编码模块、AD转换模块、控制和通讯接口模块，所述控制和通讯接口模块包括CAN模块，所述CAN通讯电路与CAN模块连接；
所述三相功率变换器根据接收到的信号对母线电压进行调制，驱动三相永磁同步电机；
所述旋转变压器对三相永磁同步电机的实际转子位置信号进行检测，并将检测到的信息传输给旋变解码电路；
所述旋变解码电路对接受到的信息进行解码，并将解码后的信息通过正交编码模块接入速度环和电流环模块；
所述三相电路检测电路对三相功率变换器的三个桥臂的实际电流进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；
所述母线电压检测电路对三相功率变换器的的实际母线电压进行检测，并将检测的信息通过AD转换电路接入速度环和电流环模块；
所述速度环和电流环模块根据接收到的信息以及参考速度获得控制信号，并将获得的控制信号通过PWM模块接入三相功率变换器。
2.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述DSP控制电路为基于TMS320F28035芯片设计的电路。
3.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述CAN通讯电路与CAN模块通过光电耦连接。
4.根据权利要求3所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述光耦为6N137芯片。
5.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：还包括键盘与显示器，所述键盘与显示器与控制和通讯接口模块连接。
6.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述三相功率变换器采用MOSFET IRFP4568芯片，对三相功率变换器的每个桥臂采用MOSFET管并联结构。
7.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述三相功率变换器的每个桥臂上串联一个1mΩ的电流采样电阻，所述三相电流检测电路分为三路，采用差分走线方式分别接在三个电流采样电阻的两端。
8.根据权利要求1所述的一种微小型电动车辆用低压大电流交流永磁驱动系统，其特征在于：所述母线电压检测电路的结构为：接入信号采用分压电阻分压后，通过RC滤波电路接出。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103543741A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-29 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种电机控制器试验盒 |
| CN110557058A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 西安法士特汽车传动有限公司 | 一种直流无刷电机启动保护方法及电路 |
| CN110879550A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 湖北汽车工业学院 | 一种电机控制系统及can通信方法 |
| CN112072984A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 西安工业大学 | 一种基于碳化硅器件的永磁同步电机控制系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1601884A (zh) * | 2003-09-23 | 2005-03-30 | 上海达鹰电气科技发展有限公司 | 一种适用于电动汽车的直流无刷电机驱动器 |
| JP2006115678A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動制御装置 |
| CN102064753A (zh) * | 2009-11-12 | 2011-05-18 | 程基江 | 交流永磁同步电机控制器 |
-
2012
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1601884A (zh) * | 2003-09-23 | 2005-03-30 | 上海达鹰电气科技发展有限公司 | 一种适用于电动汽车的直流无刷电机驱动器 |
| JP2006115678A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動制御装置 |
| CN102064753A (zh) * | 2009-11-12 | 2011-05-18 | 程基江 | 交流永磁同步电机控制器 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103543741A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-29 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种电机控制器试验盒 |
| CN103543741B (zh) * | 2013-09-25 | 2016-08-24 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种电机控制器试验盒 |
| CN110557058A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 西安法士特汽车传动有限公司 | 一种直流无刷电机启动保护方法及电路 |
| CN110879550A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-13 | 湖北汽车工业学院 | 一种电机控制系统及can通信方法 |
| CN112072984A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-11 | 西安工业大学 | 一种基于碳化硅器件的永磁同步电机控制系统 |
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