CN202727994U - 电动叉车用他励直流行走电机控制器 - Google Patents

电动叉车用他励直流行走电机控制器 Download PDF

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Abstract

一种电动叉车用他励直流行走电机控制器，该控制器包括输入模块、数字信号处理模块、通信模块和输出驱动模块，其中输入模块包括KSL电压信号单元、B+电压信号单元、互锁信号单元、方向信号单元、踏板信号单元、励磁和电枢电流信号单元、模式选择信号单元；所述的数字信号处理模块（DSP）使用TMS320LF2406A；所述通信模块采用CAN通信接口，输出驱动模块采用励磁全桥控制电路，各模块电连接。本实用新型可有效控制和保护电动叉车用直流行走电机，实现叉车安全行驶。

Description

电动叉车用他励直流行走电机控制器
技术领域
本实用新型涉及电动叉车用他励直流行走电机控制器，属于汽车电子技术领域。
背景技术
一直以来，工厂车间用叉车大都采用内燃机作为动力装置，控制简单，技术相对成熟，但是噪声和污染却大大限制了其在高标准车间的应用范围，而且能源利用率相对较低，无法完成制动能量回收、电制动等技术要求。
新型叉车采用他励电机作为控制本体，即他励电机在电动叉车中的作用是接收蓄电池组的电能，并转化为机械能，为整车行走提供动力。他励电机控制特性的好坏直接影响了叉车驾驶特性的好坏。
实用新型内容
本实用新型的目的是为实现电动叉车用他励直流行走电机性能控制，并且在其运行时进行温度、电流和电压的实时保护，提供一种电动叉车用他励直流电机控制器。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
电动叉车用他励直流行走电机控制器，包括输入模块、数字信号处理模块、通信模块和输出驱动模块，其中输入模块包括KSI电压信号单元、B+电压信号单元、互锁信号单元、方向信号单元、踏板信号单元、励磁和电枢电流信号单元、模式选择信号单元；所述的数字信号处理模块（DSP）使用TMS320LF2406A；所述通信模块采用CAN通信接口，输出驱动模块采用励磁全桥、电枢半桥控制电路，各模块电连接。
采用上述技术方案的有益效果是：
1.精确控制当前励磁和电枢电流的大小和方向，实现转矩的精确控制，并起到限流保护作用；
2.防止在主接触器结合瞬间出现大电流烧毁器件；
3.防止启动时的飞车现象。
4.通过检测低端电阻分压，经放大后送入DSP，实现吸合后能量最优控制，经滤波后减小了其开关信号对电池电压的影响；
5.对励磁电枢电流的闭环控制在62.5us中断中完成，实现DSP运算控制资源的合理分配；
6.通过控制励磁和电枢电流精确控制制动转矩，结合叉车当前速度和驾驶员输入踏板位置，实现叉车最佳驾驶体验。
7.实现DSP与EEPROM之间数据的存取，实时记录叉车运行状况，为故障检测和调试提供便利；
8.为励磁和电枢电路的开关功率管设计可靠的结构散热器件，实现控制器长时间大功率运行时的散热可靠性。
9.可选四种控制模式，提供四种不同的驾驶体验；
10.采用CAN通信接口，可以实现控制器参数的在线实时调整。
附图说明
图1是本实用新型所述叉车用他励直流行走电机控制器的结构框图。
图2是本实用新型所述叉车用他励直流行走电机控制器处理程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型叉车用他励直流行走电机控制器作进一步说明。
所述电动叉车用他励直流行走电机控制器，包括输入模块、数字信号处理模块、通信模块和输出驱动模块，其中输入模块包括KSI电压信号单元、B+电压信号单元、互锁信号单元、方向信号单元、踏板信号单元、励磁和电枢电流信号单元、模式选择信号单元；所述的数字信号处理模块（DSP）使用TMS320LF2406A；所述通信模块采用CAN通信接口，输出驱动模块采用励磁全桥控制电路，各模块电连接，如图1所示。
本实用新型叉车用他励直流行走电机控制器根据当前驾驶员控制信号以及叉车当前状态进行控制。具体原理为：当驾驶员给定方向信号和踏板信号，控制器通过检测当前励磁和电枢电流，结合手编设定参数，决定增大或者减小励磁和电枢占空比，从而对叉车动力输出进行平滑控制，已达到最佳驾驶控制体验。所述叉车用他励直流行走电机控制器处理程序，该程序按如下功能编制：DSP的初始化、读取EEPROM数据、测量确定励磁电枢电流零点、打开定时器中断、主函数while（1）循环完成CAN同信。定时器中断函数中完成对驾驶员输入信号的检测、当前电枢和励磁电流的检测和控制、主接触器当前状态的检测和控制、控制器当前故障的检测、控制器当前故障的LED和IO电平输出、控制器温度电压的实时检测等。
本实用新型工作过程：以驾驶员向前正常行驶、踏板电压信号为50%为例，具体控制策略为：按照踏板输入信号，电枢下桥占空比成正比例增加，所以电枢电流增加，按照励磁电流与电枢电流map图对应关系，励磁电流相应增加，电机输出转矩增加，叉车加速，电枢反电动势增加，造成电枢电流减小，叉车逐渐达到动态平衡状态；当叉车前进受阻，速度降低，电枢反电动势降低，电枢电流增加，励磁电流增加，电机输出转矩增加，叉车试图克服阻力继续前进，如成功克服阻力，继续前进，则电枢和励磁电流减小，直至达到动态平衡，如不能克服阻力，则电枢电流限制在踏板50%信号对应的电流上限不再增加，已保护驱动电路不被烧坏。
本控制器的保护功能可以分为四类，分别是：电流保护、电压保护、温度保护、防飞车保护。以下为各保护功能实现过程：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
电流保护：电流保护上限值可通过手持编程器设定,主要是在电机堵转或者电路短路时能够迅速判断并做出动作，关断控制信号输出信号，保护控制器元器件和电机。具体实施方案为：采用霍尔元件测量电枢和励磁电流产生的磁场大小，从而精确控制正反向电流大小，当超过上限时及时减小pwm输出，保护电机和控制器。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
电压保护：通过电源和地之间的精密电阻分压，比例计算可得系统电压，如果超出允许范围，则减小甚至关断电枢电流输出，防止元器件受到损害；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
温度保护：使用紧贴在控制器散热结构件上的温度传感器，进行内部的模数转换，在过温时减小直至关断电枢电流信号输出，防止元器件受到损害。
④防飞车保护：高踏板禁止和静止互锁（可选），防止启动时的飞车现象。具体实现方式为：当驾驶员上车，脚不小心放在了加速踏板上，然后用钥匙给车上电，则控制器默认驾驶员无意加速，报高踏板禁止故障，从而避免开车后猛冲造成事故，当驾驶员把脚离开加速踏板，则故障自动清除；静止互锁是安防在驾驶员驾驶座椅或驾驶控制面板上的一个开关，能够确保叉车在无人驾驶状态下不会出现飞车现象造成事故。

Claims (1)

1.一种电动叉车用他励直流行走电机控制器，其特征在于：该控制器包括输入模块、数字信号处理模块、通信模块和输出驱动模块，其中输入模块包括KSL电压信号单元、B+电压信号单元、互锁信号单元、方向信号单元、踏板信号单元、励磁和电枢电流信号单元、模式选择信号单元；所述的数字信号处理模块（DSP）使用TMS320LF2406A；所述通信模块采用CAN通信接口，输出驱动模块采用励磁全桥控制电路，各模块电连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102756656A (zh) * 2012-08-01 2012-10-31 遵义天义利威机电有限责任公司 电动叉车用他励直流行走电机控制器
CN104665863A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 于钦密 一种智能ct扫描仪

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