电动船舶永磁同步电机控制系统技术方案

本发明专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统，具有高效率、高比功率等显性优势，而且环保节能，是电力推进船舶推进电机最理想的选择。本发明专利技术包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、蓄电池组、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O。

【技术实现步骤摘要】
电动船舶永磁同步电机控制系统
本专利技术属于岛际交通运输
，具体地涉及电动船舶永磁同步电机控制系统。
技术介绍
现有的岛际小型交通船大多采用柴油机作为动力，柴油机在运行过程中，不仅会产生巨大的噪声，而且会排出大量的废气，破坏海洋环境。此外，柴油机船舶的缺点还包括操纵性能低、空间布局较差、轮机系统复杂、效率低等。然而，以蓄电池为供电来源的纯电动船舶能够克服柴油机船舶的缺点，其环境效益和经济效益前景不可估量。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供电动船舶永磁同步电机控制系统；本专利技术与其他推进电机相比，不仅具有高效率、高比功率等显性优势，而且环保节能，是电力推进船舶推进电机最理想的选择；可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染，极大提高推进系统效率。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、蓄电池组、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其结构要点是：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O，所述PWM驱动电路连接逆变电路，所述逆变电路的输入端连接蓄电池组，所述逆变电路的输出端分别连接无刷电机温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器。作为本专利技术的一种优选方案，所述DSP数字信号处理器采用TMS320F2812。作为本专利技术的另一种优选方案，所述逆变电路为IGBT型逆变电路。本专利技术的有益效果是。1、本专利技术提供的电动船舶永磁同步电机控制系统，以DSP数字信号处理器为控制核心，结合PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器、蓄电池组；采用蓄电池组取代柴油机提供动力，可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染，极大提高推进系统效率。而影响电力推进系统效率的关键之一就是电机控制器的性能，由于永磁同步电机与其他推进电机相比，具有优越的整体性能。2、本专利技术具有高效率、高比功率环保节能等显性优势，是电力推进船舶推进电机最理想的选择，电动船的永磁同步电机调速控制系统，并在Matlab/Simulink平台下搭建了仿真模型，进行了仿真试验，实验证明系统可以实现良好的动静态性能。附图说明图1是本专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统的总体结构连接图。图2是本专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统的主程序流程图。具体实施方式参见附1图所示，本专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其结构要点是：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O，所述PWM驱动电路连接逆变电路，所述逆变电路的输入端连接蓄电池组，所述逆变电路的输出端分别连接无刷电机温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器。所述永磁同步电机控制系统，采用双环结构控制，由一个速度外环和一个电流内环回路构成；控制流程的描述如下:首先位置传感器(光电码盘)采样PMSM的转子转速和转子所处的位置，然后转子转速与给定的转子转速nref进行比较。所述DSP数字信号处理器采用TMS320F2812；所述TMS320F2812片内内置了一个128K×16位的Flash存储器，利用仿真器和RS－232串口可以把用户自己编写程序烧写到里面去，同时Flash存储器是可以加设密码以增加其安全性，阻止别人把内容写进Flash。片内还内置了一个18K×16位的SRAM存储器和一个4K×16位的BOOTROM，一个1K×16位OTPROM，并扩展了一个型号为IS61LV25616的256K×16位的SRAM。它的运算速度非常快，计算能力强，可运用在对要求速度响应时间和精确度要求比较挑剔的PMSM的控制系统中；DSP的高速的特性使得它能够自我过滤到一些高频噪声、错误输入和反馈的信号。所述逆变电路为IGBT型逆变电路。如图2所示，为本专利技术电动船舶永磁同步电机控制系统的主程序流程图；本专利技术主程序部分主要包括DSP参数、各模块的初始化，转子位置检测，中断子程序；主要功能是对系统进行初始化，同时对寄存器、时间管理器、PWM发生器初始化程序、变量、控制系统参数赋值等进行初始化。结合附图1和本专利技术的技术方案阐述工作过程：首先对增量式光电编码器反馈回来的六路信号进行处理和分析，得到PMSM输出的实际转速和转子的实际位置，同时DSP的AD模块通过霍尔传感器采样蓄电池组的母线电压、母线电流以及PMSM的定子电流信号，DSP将这些采集来的数据进行处理，将其转化为数字量参与控制运算，通过SVPWM算法输出六路PWM波去控制逆变电路模块中的IGBT的关断，最终达到控制PMSM的目的；此外，还可以通过RS232串口与PC机进行通信等。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、蓄电池组、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其特征在于：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O，所述PWM驱动电路连接逆变电路，所述逆变电路的输入端连接蓄电池组，所述逆变电路的输出端分别连接无刷电机温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器。

【技术特征摘要】
1.电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、蓄电池组、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其特征在于：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俭，
申请(专利权)人：赵俭，
类型：发明
国别省市：辽宁,21