一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置，包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器、键盘、上位机及以DSP或单片机为核心的全数字控制器，所述四相不对称半桥式功率变换器各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器和电流检测器，转子位置检测器和电流检测器分别与全数字控制器相连；所述四相不对称半桥式功率变换器的上、下管的控制端分别与全数字控制器与相连，所述键盘和上位机分别与全数字控制器相连。本实用新型专利技术结构简单、造价低、维护方便、使用寿命长、可靠性高、可直接传动电动汽车。

A switched reluctance motor control device for electric vehicle

The utility model relates to a switch reluctance motor control device for electric cars, including four phase 16/12 pole switched reluctance motor M, four phase asymmetrical half bridge power converter, keyboard, PC and DSP or microcontroller as the core of the digital controller, the four phase asymmetric half bridge power converter is on tube and pipe are respectively connected with the four phase 16/12 phase winding pole switched reluctance motor M corresponding to the connected; the four phase 16/12 pole switched reluctance motor with M rotor position detector and current detector, rotor position detector and current detector are respectively connected with the digital controller; the four phase asymmetrical half bridge power converter. Under the control, pipe is connected with the digital controller is connected with the keyboard, and the upper computer is connected with the digital controller. The utility model has the advantages of simple structure, low cost, convenient maintenance, long service life and high reliability, and can directly drive the electric vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置
本技术涉及一种开关磁阻电机控制装置，具体涉及一种可直接传动电动汽车的开关磁阻电机控制装置。
技术介绍
当前，传动电动机系统正逐渐趋向于无级变速、高可靠性、数字化的方向发展。研究并开发可实现无级变速运行、高可靠性、数字化调速来直接驱动电动汽车的新型电动机系统，已成为电气传动领域前沿性创新研究工作的新发展趋势和重要方向。环境问题日益严重的今天，发展绿色交通成为一个重要的课题，电动汽车具有无污染、低噪音等特点，成为比较理想的交通工具。目前国内外广泛应用的电动机传动系统为感应电动机，不能无级变速。若由直流调速电动机实现无级变速传动，其直流电动机的结构复杂、造价偏高、维护困难且寿命较短。若由感应电动机变频调速系统实现无级变速传动，其系统控制方案采用矢量变换控制或直接转矩控制，但实现矢量变换或直接转矩控制计算复杂，且其低速力矩小、低速性能不佳。因此，急需设计一种结构简单、造价低、维护方便、使用寿命长、可靠性高、可直接传动电动汽车的控制装置。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种结构简单、造价低、维护方便、使用寿命长、可靠性高、实现可直接传动电动汽车的电动汽车用开关磁阻电机控制装置，以克服现有技术的不足。为了达到上述目的，本技术的技术方案是：一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置，其创新点在于：包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器、键盘、上位机及以DSP或单片机为核心的全数字控制器，所述四相不对称半桥式功率变换器各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器，且所述转子位置检测器的输出端经电气隔离与全数字控制器相应的输入捕捉端口相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有电流检测器，且电流检测器的输出端经电气隔离与全数字控制器相应的ADC采样端口相连；所述全数字控制器输出的绕组逻辑信号经电气隔离与四相不对称半桥式功率变换器的上管的控制端相连，全数字控制器的OC输出比较端口输出PWM信号，且全数字控制器输出的绕组逻辑信号和PWM信号进行逻辑相与后经电气隔离再与四相不对称半桥式功率变换器的下管的控制端相连，所述键盘与全数字控制器的输入输出端口相连，所述上位机与全数字控制器的USB通信端口通信。在上述技术方案中，所述电气隔离采用光耦隔离芯片。在上述技术方案中，所述四相16/12极开关磁阻电机M包括A、B、C、D四相绕组，其中：A相绕组包含A1、A2、A3、A4四个定子凸极，且A1、A2、A3、A4四个定子凸极上的集中绕组串联构成A相绕组，B相绕组包含B1、B2、B3、B4四个定子凸极，且B1、B2、B3、B4四个定子凸极上的集中绕组串联构成B相绕组，C相绕组包含C1、C2、C3、C4四个定子凸极，且C1、C2、C3、C4四个定子凸极上的集中绕组串联构成C相绕组，D相绕组包含D1、D2、D3、D4四个定子凸极，且D1、D2、D3、D4四个定子凸极上的集中绕组串联构成D相绕组。在上述技术方案中，四相不对称半桥式功率变换器的主开关型号为MOSFET或IGBT。本技术所具有的积极效果是：由于本技术包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器、键盘、上位机及以DSP或单片机为核心的全数字控制器，所述四相16/12极开关磁阻电机M包括A、B、C、D四相绕组，所述四相不对称半桥式功率变换器各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器，且所述转子位置检测器的输出端经电气隔离与全数字控制器相应的输入捕捉端口相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有电流检测器，且电流检测器的输出端经电气隔离与全数字控制器相应的ADC采样端口相连；所述全数字控制器输出的绕组逻辑信号经电气隔离与四相不对称半桥式功率变换器的上管的控制端相连，全数字控制器的OC输出比较端口输出PWM信号，且全数字控制器输出的绕组逻辑信号和PWM信号进行逻辑相与后经电气隔离再与四相不对称半桥式功率变换器的下管的控制端相连，所述键盘与全数字控制器的输入输出端口相连，所述上位机与全数字控制器的USB通信端口通信；本技术的四相16/12极开关磁阻电机的各相绕组相互独立，具有启动转矩大，传动效率高，转矩脉动小，功耗小等优点，又由于四相16/12极开关磁阻电机的定子凸极上只有简单的集中绕组，使其具有绝缘结构简单，制造简便，成本低的优势，且发热大部分在定子，也易于冷却，在恶劣条件下具有调速性能良好、控制灵活、工作可靠性高、容错性好、使用寿命长的特点。由本技术单极性的四相不对称半桥式功率变换器供单方向电流激励，且每个功率开关器件均直接与四相16/12极开关磁阻电机相串联，避免了直通短路现象，具有较高的运行可靠性和容错能力，本技术的设计方案是当下急需的一种结构简单、造价低、维护方便、使用寿命长、可靠性高、可直接传动电动汽车的控制装置。附图说明图1是本技术一种具体实施方式的原理方框示意图；图2是本技术的四相16/12极开关磁阻电机M的控制结构框图。具体实施方式以下结合附图以及给出的实施例，对本技术作进一步的说明，但并不局限于此。如图1、2所示，一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置，包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器1、键盘2、上位机3及以DSP或单片机为核心的全数字控制器4，所述四相16/12极开关磁阻电机M包括A、B、C、D四相绕组，所述四相不对称半桥式功率变换器1各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器5，且所述转子位置检测器5的输出端经电气隔离与全数字控制器4相应的输入捕捉端口相连，提供电机转子的位置信息以决定绕组的开通与关断；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有电流检测器6，且电流检测器6的输出端经电气隔离与全数字控制器4相应的ADC采样端口相连，用来检测相绕组实时电流，提供电流信息完成电流斩波控制或采取相应的保护措施以防止过电流；所述全数字控制器4输出的绕组逻辑信号经电气隔离与四相不对称半桥式功率变换器1的上管的控制端相连，全数字控制器4的OC输出比较端口输出PWM信号，且全数字控制器4输出的绕组逻辑信号和PWM信号进行逻辑相与后经电气隔离再与四相不对称半桥式功率变换器1的下管的控制端相连，所述键盘2与全数字控制器4的输入输出端口相连，实现控制参数的给定与输入，所述上位机3与全数字控制器4的USB通信端口通信，实现转速、电流、电压等信息的显示功能。本技术所述电气隔离采用光耦隔离芯片，实现电压转换功能，以防止高低电压相互影响。为了使得本技术四相16/12极开关磁阻电机M具有低速转矩大、转矩脉动小等优点，本技术所述四相16/12极开关磁阻电机M包括A、B、C、D四相绕组，其中：A相绕组包含A1、A2、A3、A4四个定子凸极，且A1、A2、A3、A4四个定子凸极上的集中绕组串联构成A相绕组，B相绕组包含B1、B2、B3、B4四个定子凸极，且B1、B2、B3、B4四个定子凸极上的集中绕组串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置，其特征在于：包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器（1）、键盘（2）、上位机（3）及以DSP或单片机为核心的全数字控制器（4），所述四相不对称半桥式功率变换器（1）各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器（5），且所述转子位置检测器（5）的输出端经电气隔离与全数字控制器（4）相应的输入捕捉端口相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有电流检测器（6），且电流检测器（6）的输出端经电气隔离与全数字控制器（4）相应的ADC采样端口相连；所述全数字控制器（4）输出的绕组逻辑信号经电气隔离与四相不对称半桥式功率变换器（1）的上管的控制端相连，全数字控制器（4）的OC输出比较端口输出PWM信号，且全数字控制器（4）输出的绕组逻辑信号和PWM信号进行逻辑相与后经电气隔离再与四相不对称半桥式功率变换器（1）的下管的控制端相连，所述键盘（2）与全数字控制器（4）的输入输出端口相连，所述上位机（3）与全数字控制器（4）的USB通信端口通信。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用开关磁阻电机控制装置，其特征在于：包括四相16/12极开关磁阻电机M、四相不对称半桥式功率变换器（1）、键盘（2）、上位机（3）及以DSP或单片机为核心的全数字控制器（4），所述四相不对称半桥式功率变换器（1）各相的上管和下管分别与四相16/12极开关磁阻电机M相对应的相绕组相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有转子位置检测器（5），且所述转子位置检测器（5）的输出端经电气隔离与全数字控制器（4）相应的输入捕捉端口相连；所述四相16/12极开关磁阻电机M设有电流检测器（6），且电流检测器（6）的输出端经电气隔离与全数字控制器（4）相应的ADC采样端口相连；所述全数字控制器（4）输出的绕组逻辑信号经电气隔离与四相不对称半桥式功率变换器（1）的上管的控制端相连，全数字控制器（4）的OC输出比较端口输出PWM信号，且全数字控制器（4）输出的绕组逻辑信号和PWM信号进行逻辑相与后经电气隔离再与四相不对称半桥式功率变换器（1）的下管的控制端相连，所述键盘（2）与全数字控制器（4）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，徐彤，沈金华，王韶华，
申请(专利权)人：常州市裕成富通电机有限公司，中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32