CN200976558Y - 电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器 - Google Patents

电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，其特征在于它包括嵌入式微处理器，与嵌入式微处理器连接的扩展静态RAM，与嵌入式微处理器连接的SPI总线接口电路，SPI总线接口电路与EEPROM连接，与嵌入式微处理器连接的CAN总线接口电路，与嵌入式微处理器连接的RS485总线接口电路，与嵌入式微处理器连接的复位电路，与嵌入式微处理器连接的PWM信号控制电路，与嵌入式微处理器连接的采样调理电路，与嵌入式微处理器连接的霍尔位置信号调理电路。该实用新型能实现永磁无刷电机高性能起动和弱磁升速功能，满足汽车起动时的大扭矩要求，高速运行时弱磁控制要求和减速时在一定速度范围的能量反馈控制要求。

Description

电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器
技术领域
本实用新型涉及电动汽车的相关技术领域，特别是一种电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器。
背景技术
永磁无刷电机具有结构简单、功率密度高、可靠性高的特点，其转矩特性与直流电机一样，具有调节控制方便、调速范围宽、动态响应快等优点，因而非常适用于电动汽车驱动应用中。电机驱动控制器是电动汽车的关键零部件之一，其技术水平直接关系到电动汽车国产化问题。由于种种技术问题，国内没有出现性能稳定的电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，因而阻碍了电动汽车国产化的进程。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了提供一种电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，解决了现有的电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器性能不稳定的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
本实用新型公开了一种电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，其特征在于：包括。嵌入式微处理器，
扩展静态RAM，与嵌入式微处理器的RAM扩展端口相连接，
SPI总线接口电路，与嵌入式微处理器的SPI扩展端口相连接，
CAN总线接口电路，与嵌入式微处理器的CAN扩展端口相连接，
RS485总线接口电路，与嵌入式微处理器的串行总线扩展端口相连接，
复位电路，与嵌入式微处理器的复位端口相连接，
PWM信号控制电路，与嵌入式微处理器的PWM功能端口相连接，
电压采样调理电路以及电流采样调理电路，与嵌入式微处理器的A/D端口相连接，
霍尔位置信号调理电路，与嵌入式微处理器的捕获端口相连接。
其中，所述的电压采样调理电路包括一比较器、一电阻、一电容和一稳压管，所述的比较器的正输入端与电压采样电路的输出端连接，负输入端与该比较器的输出端连接，比较器的输出端与电阻的一端连接，电阻的另一端并接稳压管的负极、电容的一端以及嵌入式微处理器的A/D采样端，稳压管的正极以及电容的另一端接地。
由于采用了以上的方案，使本实用新型具备的有益效果在于：性能稳定，适用性强，适用于燃料电池轿车、纯电动轿车以及混合动力轿车的永磁无刷电机的驱动器。
附图说明
图1为永磁无刷电机控制原理图。
图2为本实用新型的电路框图
图3为嵌入式微处理器DSP2407A外围接口定义电路图。
图4为SPI总线接口电路图。
图5为CAN总线接口电路图。
图6为复位电路图。
图7为电压采样信号调理电路图。
图8为电流采样信号调理电路图。
图9为RS485总线接口电路图。
图10为霍尔位置信号的调理电路图。
图11为PWM信号控制电路图。
图12为静态RAM扩展芯片电路图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为永磁无刷电机控制原理图，如图2所示的一种电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，其特征在于它包括嵌入式微处理器1，与嵌入式微处理器1连接的扩展静态RAM 2，与嵌入式微处理器1连接的SPI总线接口电路3，SPI总线接口电路3与EEPROM 10连接，与嵌入式微处理器1连接的CAN总线接口电路4，与嵌入式微处理器1连接的RS485总线接口电路5，与嵌入式微处理器1连接的复位电路6，与嵌入式微处理器1连接的PWM信号控制电路7，与嵌入式微处理器1连接的采样调理电路8，与嵌入式微处理器1连接的霍尔位置信号调理电路9。
该电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器是以高速信号处理器为控制核心，以永磁无刷电机为控制对象，进行对电机的调速和能量回馈制动控制。本方案采用的嵌入式微处理器1为美国TI公司的TMS320LF2407A，该嵌入式微处理器1通过RS485总线接口电路5和CAN总线接口电路4来接收来自上位机的转矩控制命令，产生占空比可调的六路PWM脉冲信号，将该PWM脉冲信号输出给PWM信号控制电路7，同时利用电压采样调理电路8和霍尔位置信号调理电路9接收来自电机的反馈信号。DSP总线接口电路5和CAN总线接口电路4两部分集成在一块电路板上。图3为嵌入式微处理器DSP2407A外围接口定义电路图，图4为SPI总线接口电路图，图5为CAN总线接口电路图，图6为复位电路图，图9为RS485总线接口电路图，图10为霍尔位置信号的调理电路图，图11为PWM信号控制电路图，图12为静态RAM扩展芯片电路图。
其中采样调理电路8包括电压采样调理电路和电流采样调理电路。电压采样调理电路8包括一比较器U14A，该比较器U14A的正输入端与电压采样电路(图中未示出)的输出端连接，该比较器U14A的负输入端与该比较器U14A的输出端连接，该比较器U14A的输出端还与电阻R51的一端连接，电阻R51的另一端与稳压管D6的负极连接，稳压管D6的正极接地，稳压管D6的负极还与电容C20的一端连接，电容C20的另一端接地，所述电容C20的一端与嵌入式微处理器1的UdOut端连接。信号调理电路采用跟随、阻容滤波等措施，保证向控制模块的输出信号可靠性。图7为电压采样信号调理电路图，图8为电流采样信号调理电路图。
电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器的控制原理为：霍尔传感器输出的三路霍尔位置信号的加到TMS320LF2407A的捕获单元端，将捕获端设置为I/O口，然后采集捕获单元的电位值高低。根据捕获单元的电位情况可以判断电机处于那个区间。根据两次捕获时间可以算出电机运行速度，并以此速度作为速度参考值得反馈量，通过PI调节器后，得到相应的参考电流。通过电流传感器获得的电流信号，经A/D转换后作为参考电流的反馈量，经PI调节器输出PWM占空比，并以此PWM信号输入驱动电路，驱动功率模块工作。为了获得良好的静、动态性能，两个调节器一般都采用PI调节器，且两个调节器的输出均采用限幅措施。转速调节器的输出限幅决定了电流调节器给定电流的最大值；电流调节器的输出限幅限制了功率模块输出功率的最大值。
控制系统的设计要点如下：
(1)结合交流异步电机的转矩闭环控制以及能量回馈制动控制原理，控制软件具有以下功能：①主控CPU通过转子位置信号得到电机转速信号，通过上位机获得转矩给定信号，产生六路PWM脉冲输出，用于触发控制三相逆变器六个功率开关的导通和关断的时序以及导通时间(PWM占空比)，实现对无刷直流电机的转矩闭环控制。②通过能量同馈信号，进行牵引与制动的运行模式切换，主控CPU根据转子位置信号以及充电电流给定，输出PWM脉冲，使得逆变器工作于能量回馈制动模式，电机作为发电机运行，向蓄电池充电，实现能量回馈。③实现电机控制的相关辅助功能：上位机信号为零时的系统零位保持功能，无位置信号时能够实现电机的无速度控制，电动/能量回馈状态下的电机同步控制，各种定时控制、故障监测、故障保护等功能。
(2)控制电路具有CAN总线通信功能和I/O通信功能，用于电机驱动控制器和上位机的通信。通信信息包括输入侧直流电压、电流和电机转速信号；转速给定信号或转矩给定信号；正转、反转和禁止运行输入信号(对应前进，后退和空档3个档位信号)；所有输入、输出通过模拟或逻辑信号形式实现；CAN控制器支持CAN2.0A和CAN2.0B两种协议规范。
本实用新型可应用于燃料电池轿车电机驱动控制。电机驱动控制器主电路采用模块化设计方案，水冷散热方式，控制电路采用CAN(工业控制局域网)总线通信方式，采用DSP高速数字信号处理器TMS320LF2407A；EEPROM的型号为X25650；电机采用永磁无刷电机。
该电机驱动器相关参数：直流输入电压375V，额定输出功率42kW，峰值功率60kW，电机额定转速4200rpm，电机最高转速11500rpm，具有能量回馈功能。实验结果表明，该设计方案可很好地满足系统性能要求。
其中SPI表示串行外设接口，PWM表示脉冲宽度调制。

Claims (2)

1、电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，其特征在于：包括。
嵌入式微处理器，
扩展静态RAM，与嵌入式微处理器的RAM扩展端口相连接，
SPI总线接口电路，与嵌入式微处理器的SPI扩展端口相连接，
CAN总线接口电路，与嵌入式微处理器的CAN扩展端口相连接，
RS485总线接口电路，与嵌入式微处理器的串行总线扩展端口相连接，
复位电路，与嵌入式微处理器的复位端口相连接，
PWM信号控制电路，与嵌入式微处理器的PWM功能端口相连接，
电压采样调理电路以及电流采样调理电路，与嵌入式微处理器的A/D端口相连接，
霍尔位置信号调理电路，与嵌入式微处理器的捕获端口相连接。
2、根据权利要求1所述的电动汽车用永磁无刷电机驱动控制器，其特征在于：所述的电压采样调理电路包括一比较器、一电阻、一电容和一稳压管，所述的比较器的正输入端与电压采样电路的输出端连接，负输入端与该比较器的输出端连接，比较器的输出端与电阻的一端连接，电阻的另一端并接稳压管的负极、电容的一端以及嵌入式微处理器的A/D采样端，稳压管的正极以及电容的另一端接地。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710821A (zh) * 2009-12-28 2010-05-19 南昌大学 交流异步电机通用矢量控制方法及控制器
CN102205873A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 王彪 360度全方位舵角指示仪
CN102303546A (zh) * 2011-06-24 2012-01-04 张家港市江南汽车制造有限公司 纯电动汽车用主电机管理控制器
CN104201742A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 中国东方电气集团有限公司 一种燃料电池逆变器实时监控系统
CN106304455A (zh) * 2016-10-08 2017-01-04 南京三乐微波技术发展有限公司 基于dsp的微波发生器功率控制装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710821A (zh) * 2009-12-28 2010-05-19 南昌大学 交流异步电机通用矢量控制方法及控制器
CN102205873A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 王彪 360度全方位舵角指示仪
CN102303546A (zh) * 2011-06-24 2012-01-04 张家港市江南汽车制造有限公司 纯电动汽车用主电机管理控制器
CN104201742A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 中国东方电气集团有限公司 一种燃料电池逆变器实时监控系统
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