CN201830191U - 基于光电编码器的车用变频调速控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于光电编码器的车用变频调速控制系统，属于电机控制器技术领域。它解决了现有的电机控制器结构复杂，成本较高，不利于后期的产业化、批量化的问题。本基于光电编码器的车用变频调速控制系统，联接在车用驱动电机上，本控制系统包括电机控制器和联接在电机控制器上的驱动电路，车用驱动电机上联接用于采集车用驱动电机转子转速和位置的光电编码器，电机控制器包括主芯片，该主芯片上设有EV模块，且EV模块包括正交编码脉冲电路，光电编码器与正交编码脉冲电路相联接。本实用新型具有结构简单、生产成本低等优点。

Description

基于光电编码器的车用变频调速控制系统

技术领域

本实用新型属于电机控制器技术领域，尤其是涉及一种基于光电编码器的车用变频调速控制系统。

背景技术

目前在永磁同步电机的变频调速控制系统中，电机的转子转速和位置采集传感器为旋转变压器。旋转变压器具有工作稳定、抗振、抗油污能力强、抗干扰能力强，适合汽车较复杂较恶劣的工作环境等优点。但是旋转变压器成本高、安装麻烦，最重要的是旋转变压器采集到转子位置信号之后输出的信号是模拟信号，而电机控制器的主芯片DSP是数字的，这就需要在旋转变压器和主芯片之间匹配解码电路。这就增加了电机控制器器控制板的复杂度和成本，不利于后期的产业化、批量化。为此，有必要对现有的变频调速控制系统进行改进。

中国专利文献公开了一种基于DSP的混合动力汽车用电机控制器[申请号：200610161474.X]，整车控制器给电机控制模块发送运行模式等信息，电机控制模块包括永磁电机矢量控制模块、空间电压矢量脉宽调制、模数转换模块和传感器测量处理模块，电机控制模块根据运行模式和速度指令以及扭矩指令的要求，确定了其控制系统的结构，基于矢量控制方法，实现电流、速度、位置以及故障的检测，实现了混合动力汽车电机的控制。还有人发明了一种电动汽车用电机控制器[申请号：200420082465.8]，主要由带输入接线端子、输出接线端子、散热风扇的壳体，置于壳体内的主控制电路板和正转接触器，反转接触器等构成。主控制电路板上设有由控制板，主驱动单元、驱动单元构成的信号控制电路。

上述方案虽然在一定程度上提高了性能，但是仍然需要将模拟信号转换成数字信号，因此结构仍然较为复杂，成本较高，不利于后期的产业化、批量化。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种无需设置解码电路，大大简化结构，降低生产成本的基于光电编码器的车用变频调速控制系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：基于光电编码器的车用变频调速控制系统，联接在车用驱动电机上，本控制系统包括电机控制器和联接在电机控制器上的驱动电路，其特征在于，所述的车用驱动电机上联接用于采集车用驱动电机转子转速和位置的光电编码器，所述的电机控制器包括主芯片，该主芯片上设有EV模块，且EV模块包括正交编码脉冲电路，所述的光电编码器与正交编码脉冲电路相联接。

光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。由于本实用新型采用了光电编码器，而光电编码器输出的信号为数字信号，因此能够方便地检测车用驱动电机的转子转速和位置，中间省去了解码电路，减少了成本。随着光电编码器的技术发展，它的可靠性将进一步提高，届时它的优势将更明显。这里的EV模块是指事件管理模块。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，其特征在于，所述的驱动电路联接在电源电路上，所述的电源电路与电机控制器相联接。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，所述的电机控制器上设有A/D转换器和故障保护电路，所述的电源电路上联接有电压检测电路和第一电流检测电路，所述的电源电路和车用驱动电机之间联接有第二电流检测电路，所述的电压检测电路、第一电流检测电路和第二电流检测电路均与所述的A/D转换器相联接，所述的电压检测电路、第一电流检测电路和第二电流检测电路均与所述的故障保护电路相联接。通过上述结构能够方便地对电源电路状况进行检测，避免发生故障。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，所述的电源电路上设有第一温度传感器，所述的车用驱动电机上设有第二温度传感器，所述的第一温度传感器和第二温度传感器均与温度检测电路相联接，所述的温度检测电路分别与有A/D转换器和故障保护电路相联接。通过上述结构能够方便地对车用驱动电机状况进行检测，避免发生故障。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，所述的电机控制器通过CAN总线与车身电控系统相联接。车身电控系统包括整车控制器，以及连接在整车控制器上各个控制器。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，所述的电机控制器上设有I/O电路。

在上述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统中，所述的电机控制器上设有脉宽调制波产生模块，所述的驱动电路联接在脉宽调制波产生模块上。

与现有的技术相比，本基于光电编码器的车用变频调速控制系统的优点在于：1、无需采用解码电路，通过光电编码器即可直接获得车用驱动电机转子的转速和位置数字信号，大大简化结构，降低生产成本。2、系统工作安全可靠、检修方便。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构示意图。

图中，车用驱动电机1、电机控制器2、主芯片20、EV模块201、正交编码脉冲电路2011、驱动电路3、光电编码器4、电源电路5、A/D转换器6、故障保护电路7、电压检测电路8、第一电流检测电路9、第二电流检测电路10、第一温度传感器11、第二温度传感器12、温度检测电路13、CAN总线14、I/O电路15、脉宽调制波产生模块16。

具体实施方式

如图1所示，本基于光电编码器的车用变频调速控制系统，联接在车用驱动电机1上，包括电机控制器2和联接在电机控制器2上的驱动电路3。车用驱动电机1上联接用于采集车用驱动电机1转子转速和位置的光电编码器4。电机控制器2包括主芯片20，该主芯片20上设有EV模块201，且EV模块201包括正交编码脉冲电路2011，光电编码器4与正交编码脉冲电路2011相联接。驱动电路3联接在电源电路5上，电源电路5与电机控制器2相联接。本实施例中，电机控制器2通过CAN总线14与车身电控系统的各个部分相联接。电机控制器2上设有I/O电路15。电机控制器2上设有脉宽调制波产生模块16，驱动电路3联接在脉宽调制波产生模块16上。

电机控制器2上设有A/D转换器6和故障保护电路7，电源电路5上联接有电压检测电路8和第一电流检测电路9。电源电路5和车用驱动电机1之间联接有第二电流检测电路10，电压检测电路8、第一电流检测电路9和第二电流检测电路10均与所述的A/D转换器6相联接，电压检测电路8、第一电流检测电路9和第二电流检测电路10均与所述的故障保护电路7相联接。

电源电路5上设有第一温度传感器11，车用驱动电机1上设有第二温度传感器12，第一温度传感器11和第二温度传感器12均与温度检测电路13相联接。温度检测电路13分别与有A/D转换器6和故障保护电路7相联接。

更具体地说，电源电路5包括电池组和联接在电池组上的电源逆变器。车用驱动电机1、驱动电路3、第一温度传感器11和第二电流检测电路10均与电源逆变器相联接。

由于本实用新型采用了光电编码器4，而光电编码器4输出的信号为数字信号，因此能够方便地检测车用驱动电机3的转子转速和位置，中间省去了解码电路，减少了成本。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了车用驱动电机1、电机控制器2、主芯片20、EV模块201、正交编码脉冲电路2011、驱动电路3、光电编码器4、电源电路5、A/D转换器6、故障保护电路7、电压检测电路8、第一电流检测电路9、第二电流检测电路10、第一温度传感器11、第二温度传感器12、温度检测电路13、CAN总线14、I/O电路15、脉宽调制波产生模块16等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.一种基于光电编码器的车用变频调速控制系统，联接在车用驱动电机(1)上，本控制系统包括电机控制器(2)和联接在电机控制器(2)上的驱动电路(3)，其特征在于，所述的车用驱动电机(1)上联接用于采集车用驱动电机(1)转子转速和位置的光电编码器(4)，所述的电机控制器(2)包括主芯片(20)，该主芯片(20)上设有EV模块(201)，且EV模块(201)包括正交编码脉冲电路(2011)，所述的光电编码器(4)与正交编码脉冲电路(2011)相联接。

2.根据权利要求1所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的驱动电路(3)联接在电源电路(5)上，所述的电源电路(5)与电机控制器(2)相联接。

3.根据权利要求2所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的电机控制器(2)上设有A/D转换器(6)和故障保护电路(7)，所述的电源电路(5)上联接有电压检测电路(8)和第一电流检测电路(9)，所述的电源电路(5)和车用驱动电机(1)之间联接有第二电流检测电路(10)，所述的电压检测电路(8)、第一电流检测电路(9)和第二电流检测电路(10)均与所述的A/D转换器(6)相联接，所述的电压检测电路(8)、第一电流检测电路(9)和第二电流检测电路(10)均与所述的故障保护电路(7)相联接。

4.根据权利要求3所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的电源电路(5)上设有第一温度传感器(11)，所述的车用驱动电机(1)上设有第二温度传感器(12)，所述的第一温度传感器(11)和第二温度传感器(12)均与温度检测电路(13)相联接，所述的温度检测电路(13)分别与有A/D转换器(6)和故障保护电路(7)相联接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的电机控制器(2)通过CAN总线(14)与车身电控系统相联接。

6.根据权利要求5所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的电机控制器(2)上设有I/O电路(15)。

7.根据权利要求5所述的基于光电编码器的车用变频调速控制系统，其特征在于，所述的电机控制器(2)上设有脉宽调制波产生模块(16)，所述的驱动电路(3)联接在脉宽调制波产生模块(16)上。

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