CN112332745A - 一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统及方法。它包括三相电流检测模块，用于检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块；控制模块，用于根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。本发明实时监控试验中输入永磁同步电机的三相电流，并能及时判断永磁同步电机三相输入电流的状态，当系统检测到电机控制器任意两相峰值电流波形差值绝对值超过设定值时，将监控结果反馈给电机控制器，形成闭环系统，实现电机控制器自动停机保护，有效保证了电机控制器IGBT不被烧毁，节约研发成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统及方法。
背景技术
目前关于电机与控制器开发中的电流检测系统，都是用于电机控制器制作中的PCB板内部设计电路的电流检测；在电机控制器整个PCB板制作完成以后，还需要进行电机与控制器的系统联调开发试验。在联调开发工作中，往往会因为电机控制器软件与设计硬件的设计与控制策略的设计不完备，出现电机控制器发出给电机输入端的三相电流不平衡，而导致IGBT烧毁事件频发，目前没有较好方法来检测电机控制器输出三相电流的平衡性。因此迫切需要对电机控制器发出到电机的输入端的三相电流波形的平衡度进行实时监控，并在电流波形不平衡的时候，及时要求电机控制器停止向电机发出不平衡的三相电流信号，保护电机控制器IGBT不被烧毁，同时保证开发试验的安全。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统及方法。
本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，包括
三相电流检测模块，用于检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块；
控制模块，用于根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。
进一步地，所述三相电流检测模块包括电源、三个电流传感器和三个电阻，所述电源连接三个电流传感器的电源端，三个电流传感器的输入端分别连接电机控制器的三相输出端，三个电流传感器的输出端分别经三个电阻连接控制模块的三个输入端，所述三个电流传感器分别检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流。
进一步地，所述电阻的阻值大小为50-100Ω。
进一步地，所述控制模块判断任意两相电流的峰值电流大小，当任意两相电流的峰值电流的差值绝对值大于等于设定电流，则判断电机控制器输出的三相电流不平衡。
进一步地，所述设定电流为8-20mA。
进一步地，所述控制模块包括A/D转换模块和上位机，所述AD转换模块用于将接收的电压模拟信号转换为电压数字信号输出至上位机，上位机判断任意两个电压数字信号对应的电流峰值大小。
进一步地，还包括显示模块，所述三相电流检测模块将峰值电流转换为电压模拟信号输出至显示模块，显示模块用于实时显示电机控制器输出的三相电流大小。
更进一步地，所述显示模块为示波器，示波器将电压模拟信号按一定比例放大作为三相电流的峰值电流进行显示。
一种基于上述任意一项三相电流检测控制系统的三相电流检测控制方法，其将三相电流检测模块的输入端连接至电机控制器的三相电流输出端，控制模块的控制端连接电机控制器的控制端；三相电流检测模块检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块；控制模块根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。
进一步地，所述控制模块判断电机控制器输出的任意两相电流的峰值电流大小，当任意两相电流的峰值电流的差值绝对值大于等于设定电流，则判断电机控制器输出的三相电流不平衡。
本发明的有益效果是：
1、有效保护电机控制器，并降低电机控制器的开发成本：系统实时监控试验中输入永磁同步电机的三相电流，并能及时判断永磁同步电机三相输入电流的状态，当系统检测到电机控制器任意两相峰值电流波形差值绝对值超过设定值时，将监控结果反馈给电机控制器，形成闭环系统，实现电机控制器自动停机保护，有效保证了电机控制器IGBT不被烧毁，节约研发成本。
2、提高电机控制器开发过程的试验安全性：系统将电机控制器三相大电流，通过电流传感器转换成0-5V的小电压、4-20mA的小电流，用1：100比例关系进行采集、监控，采样速率为：5ms，电机控制器任何两相电流出现不平衡时，三相电流波形采集系统会及时闭环触发电机控制器停机，有效提升了试验的安全性。
附图说明
图1为本发明电机三相电流波形检测控制系统的原理图。
图2为本发明三相电流检测模块的原理图。
图3为本发明示波器的波形显示图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，由三相电流检测模块、控制模块和显示模块组成，各模块的组成及功能如下：
三相电流检测模块，用于检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块。如图2所示，三相电流检测模块包括电源、三个电流传感器和三个电阻，所述电源连接三个电流传感器的电源端，三个电流传感器的输入端分别连接电机控制器的三相输出端，三个电流传感器的输出端分别经三个电阻连接控制模块的三个输入端，所述三个电流传感器根据上位机设置的参数周期性检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，该检测周期与三相电流的周期同步，每次检测时正好对准三相电流峰值位置，保证检测的准确性。电阻为精密电阻，其阻值大小为50-100Ω，优选为50Ω。电源输出15V低压给3个电流传感器供电，电流传感器输出4-20mA的小电流，在3个电流传感器的M和0的输出端之间分别并联50Ω电阻，将4-20mA的小电流转换成0-5V的电压模拟量信号，从U1、U2、U3输出至控制模块和显示模块。
控制模块，用于根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。具体控制模块是判断任意两相电流的峰值电流大小，当存在任意两相电流的峰值电流的差值绝对值大于等于设定电流时，则判断电机控制器输出的三相电流不平衡。所述设定电流为8-20mA，优选为10mA。控制模块包括A/D转换模块和上位机，所述AD转换模块用于将接收的电压模拟信号转换为电压数字信号输出至上位机，上位机判断任意两个电压数字信号对应的电流峰值大小。
显示模块，所述三相电流检测模块将峰值电流转换为电压模拟信号输出至显示模块，显示模块用于实时显示电机控制器输出的三相电流大小。显示模块为示波器，示波器将电压模拟信号按一定比例放大作为三相电流的峰值电流进行显示。
基于上述的电机控制器三相电流检测控制系统，本发明还提供一种电机控制器三相电流检测控制方法，用三相电流检测模块的电流传感器检测由电机控制器的输出到永磁同步电机输入端的三相大电流，并转换为4-20mA的小电流输出，将4-20mA的小电流经过精密电阻转换成0-5V的电压模拟信号，0-5V的电压模拟信号经过控制模块的A/D转换模块，把电压模拟信号转换为电压数字信号给上位机，上位机判断电压数字信号所对应的电机控制器发出的电机三相电流是否平衡，通过CAN总线控制信号，控制电机控制器是否继续发出电机三相电流信号。
同时通过电流传感器输出4-20mA的小电流，经过精密电阻转换成0-5V电压模拟信号后进入示波器，示波器将输入的0-5V的电压模拟信号按1:100的比例放大，监控电机控制器输出三相电流的实时峰值信号，如图3所示，便于操作人员更直观的了解三相电流大小。
当电机控制器大电流、大扭矩正常输出时各个系统正常工作，当电机控制器输出的三相电流有任意两相电流不平衡时，上位机会通过CAN给电机控制器发指令，要求电机控制器停止向电机发电流信号；反之，上位机通过输入的0-5V电压信号，判断电机控制器输出的三相电流处于平衡状态，上位机则通过CAN发给电机控制器可以工作信号。用此种方法，防止了电机控制器发出给电机的三相电流不平衡而导致烧毁电机控制器的IGBT的事件发生，从而达到保护电机控制器的目的。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：包括
三相电流检测模块，用于检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块；
控制模块，用于根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述三相电流检测模块包括电源、三个电流传感器和三个电阻，所述电源连接三个电流传感器的电源端，三个电流传感器的输入端分别连接电机控制器的三相输出端，三个电流传感器的输出端分别经三个电阻连接控制模块的三个输入端，所述三个电流传感器分别检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述电阻的阻值大小为50-100Ω。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述控制模块判断任意两相电流的峰值电流大小，当任意两相电流的峰值电流的差值绝对值大于等于设定电流，则判断电机控制器输出的三相电流不平衡。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述设定电流为8-20mA。
6.根据权利要求1或4所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述控制模块包括A/D转换模块和上位机，所述AD转换模块用于将接收的电压模拟信号转换为电压数字信号输出至上位机，上位机判断任意两个电压数字信号对应的电流峰值大小。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：还包括显示模块，所述三相电流检测模块将峰值电流转换为电压模拟信号输出至显示模块，显示模块用于实时显示电机控制器输出的三相电流大小。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制系统，其特征在于：所述显示模块为示波器，示波器将电压模拟信号按一定比例放大作为三相电流的峰值电流进行显示。
9.一种基于权利要求1-8所述的任意一项三相电流检测控制系统的三相电流检测控制方法，其特征在于：将三相电流检测模块的输入端连接至电机控制器的三相电流输出端，控制模块的控制端连接电机控制器的控制端；三相电流检测模块检测电机控制器输出的三相电流的峰值电流，并将峰值电流转换为电压模拟信号输出至控制模块；控制模块根据接收的电压模拟信号判断电机控制器输出的三相电流是否平衡，若不平衡则控制电机控制器停止输出三相电流。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车电机控制器三相电流检测控制方法，其特征在于：所述控制模块判断电机控制器输出的任意两相电流的峰值电流大小，当任意两相电流的峰值电流的差值绝对值大于等于设定电流，则判断电机控制器输出的三相电流不平衡。
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