一种电机智能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机智能控制装置，包括MCU(1)以及与分别所述MCU(1)连接的电机控制模块(2)和检测模块(3)，其中，所述检测模块(3)包括依次连接的传感器单元(301)、信号调理电路(302)、信号放大电路(303)和AD转换电路(304)，所述传感器单元(301)包括用于连接电机(4)的电压传感器、电流传感器和温度传感器以及用于连接车轮(5)的车轮转速传感器。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有监控性能强、整体功耗低，可拓展性强等优点，满足设计中需要的实时监控的要求的同时，保证了采样数据的精准。

An intelligent control device for motor

The utility model relates to an electric motor intelligent control device, including an MCU (1) and a motor control module (2) and a detection module (3) connected to the MCU (1), wherein the detection module (3) includes a sequentially connected sensor unit (301), a signal conditioning circuit (302), a signal amplifying circuit (303) and a AD conversion circuit (304), which are described in detail. The sensor unit (301) includes a voltage sensor, a current sensor and a temperature sensor for connecting the motor (4), and a wheel speed sensor for connecting the wheel (5). Compared with the existing technology, the utility model has the advantages of strong monitoring performance, low overall power consumption, strong expansibility and so on. It meets the requirements of real-time monitoring needed in the design, and ensures the precision of sampling data.

【技术实现步骤摘要】
一种电机智能控制装置
本技术属于电机控制
，特别是涉及新能源电动汽车的一种电机智能控制装置。
技术介绍
在应对全球能源消耗巨大、油价攀升和环境污染等问题时，使用新能源的电动汽车逐渐在汽车领域成为热门话题。除了动力电池性能对电动汽车动力的影响外，替代燃油车发动机的对电机的控制能力的控制装置性能也直接决定了电动汽车的质量。永磁同步电机采用性能较高的永磁体，可以旋转伺服电机在运动形式转化过程中的传动链影响，并且具有高精度的推力、较低的损耗、短的电气时间的优点；同时其在爬坡、加速、最高速度等状态时可以具有适合的扭矩：低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围。但现有方法及装置无法精确控制电机运行，因此，需要设计并实现一种新的电机控制装置。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电机智能控制装置。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电机智能控制装置，包括MCU以及与分别所述MCU连接的电机控制模块和检测模块，其中，所述检测模块包括依次连接的传感器单元、信号调理电路、信号放大电路和AD转换电路，所述传感器单元包括用于连接电机的电压传感器、电流传感器和温度传感器以及用于连接车轮的车轮转速传感器。进一步地，所述电机控制模块包括永磁矢量控制器和空间矢量脉宽调制驱动电路，所述永磁矢量控制器与MCU连接，所述空间矢量脉宽调制驱动电路与逆变器连接，所述逆变器与电机连接。进一步地，所述MCU设置有与整车控制器连接的CAN芯片。进一步地，所述MCU连接有显示与设定模块。进一步地，所述显示与设定模块包括液晶显示屏，该液晶显示屏上设置有用于实现设定功能的触摸按键。进一步地，所述MCU设置有与远程监控终端连接的LTE芯片。进一步地，所述MCU为STM32F103ZET6芯片。进一步地，所述MCU、电机控制模块电压传感器、电流传感器、温度传感器和信号调理电路、信号放大电路和AD转换电路均安装于电机上。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、本技术可以监控电动汽车行车过程中电机的有效参数，包括电压传感器和电流传感器的采样值、温度传感器检测到的电机温度值以及车轮传感器检测到的车速值，监控参数多样，监控性能强，从而提高电机控制精度。2、电机到达车轮的扭矩会有一定的损耗，本技术设置有车轮传感器，可实时对车辆车轮的速度进行实时监测，根据油门踏板的深度的信号，确定电动汽车需要的速度，然后对电机输出的扭矩信号进行调整，来满足电动汽车的实际速度接近于需要的目标速度，进一步提高电机控制精度。3、本技术可实现远程监控和数据存储，便于对电机状态进行分析对比。4、本技术设置有显示与设定模块，可以实时显示电机状态。5、本技术采用STM32F103ZET6芯片作为MCU，整体功耗低，且预留额多个外设接口，支持多种通讯协议，包括IIC、SPI、USB、SDIO接口等，可扩展性强。6、本技术具有采样精度高，转换速度快等特点，满足设计中需要的实时监控的要求的同时，保证了采样数据的精准。7、本技术结构简单。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的详细硬件结构示意图；图3为本技术的控制过程示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例提一种电机智能控制装置，包括MCU1以及与分别MCU1连接的电机控制模块2和检测模块3，电机控制模块2和检测模块3均与电机4连接。其中，如图2所示，检测模块3包括依次连接的传感器单元301、信号调理电路302、信号放大电路303和AD转换电路304，传感器单元301包括用于连接电机4的电压传感器、电流传感器和温度传感器以及用于连接车轮5的车轮转速传感器，车轮转速传感器与车轮同轴设置。AD转换电路304把模拟信号转化为数据采集、控制过程、执行计算等目的的数字信号电路。信号放大电路303把采集到的较小的模拟量通过电路把信号放大为可检测的信号的电路。电机控制模块2包括永磁矢量控制器201和空间矢量脉宽调制驱动(SVPWM)电路202，永磁矢量控制器201与MCU1连接，空间矢量脉宽调制驱动电路202与逆变器6连接，逆变器6与电机4连接。永磁矢量控制器201用于建模和坐标变换，目的是找出和电机转矩直接相关的“状态量”。空间矢量脉宽调制驱动电路202用于生成PWM波，实现三相逆变器的不同开关模式的切换。本实施例中，MCU1为STM32F103ZET6芯片。某些实施例中，MCU1设置有与整车控制器9连接的CAN芯片101。某些实施例中，MCU1连接有显示与设定模块8。显示与设定模块8包括液晶显示屏，该液晶显示屏上设置有用于实现设定功能的触摸按键。本实施例中，液晶显示屏为LCD液晶显示屏。某些实施例中，MCU1设置有与远程监控终端7连接的LTE芯片102。本实施例中，LTE通信单元包括广泛应用的具有100Mbps下载能力的4G网络。某些实施例中，MCU1、电机控制模块2电压传感器、电流传感器、温度传感器和信号调理电路302、信号放大电路303和AD转换电路304均安装于电机4上。如图3所示，整车控制器通过整车通讯接口发送控制指令到MCU，使电机进入运行模式，同时MCU可以给电机控制模块发送指令，控制电机的速度和扭矩以适应不同的路况。电机与电压传感器和电流传感器调节电路相连，电压和电流的传感器的数据采集端安装在电机上，检测模块的输出端与MCU相连，空间电压脉宽调制驱动电路与逆变器的输入端相连，逆变器将电池包的直流电逆变成交流电输送给电机。电机的D相电流和Q相电流的信号可以通过电流传感器和电压传感器调节电路采集，再经过A/D转换电路可以得到电机的相电流信号、电机位置角、电机转速信号。再经MCU处理后通过CAN网络把电机的参数信息发送给整车控制器，同时把电机的参数信息发送给永磁电机矢量控制部分。永磁电机矢量控制部分会根据指令中电机的运行模式、速度要求和扭矩的要求，通过采用直轴和交轴电流的参考值，对电机的直轴和交轴电流进行比例积分运算，输出直轴和交轴电压值。所述的参考值包括根据每安培最大扭矩控制或者弱磁控制产生。永磁电机矢量控制部分通过算法逆变换产生空间电压矢量脉宽调制部分的输入信号，空间矢量脉宽调制部分的输出信号发送给逆变器，就可以驱动电机按照上述指令中速度、扭矩的要求旋转。车轮速度传感器可以检测车轮转动的角速度的值，然后把车轮转动的角速度的值发送给MCU。电机到达车轮的扭矩会有一定的损耗，所以需要实时的对车辆车轮的速度进行实时监测，根据油门踏板的深度的信号，确定电动汽车需要的速度，然后对电机输出的扭矩信号进行调整，来满足电动汽车的实际速度接近于需要的目标速度。以上详细描述了本技术的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本技术的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机智能控制装置，其特征在于，包括MCU(1)以及与分别所述MCU(1)连接的电机控制模块(2)和检测模块(3)，其中，所述检测模块(3)包括依次连接的传感器单元(301)、信号调理电路(302)、信号放大电路(303)和AD转换电路(304)，所述传感器单元(301)包括用于连接电机(4)的电压传感器、电流传感器和温度传感器以及用于连接车轮(5)的车轮转速传感器。

【技术特征摘要】
1.一种电机智能控制装置，其特征在于，包括MCU(1)以及与分别所述MCU(1)连接的电机控制模块(2)和检测模块(3)，其中，所述检测模块(3)包括依次连接的传感器单元(301)、信号调理电路(302)、信号放大电路(303)和AD转换电路(304)，所述传感器单元(301)包括用于连接电机(4)的电压传感器、电流传感器和温度传感器以及用于连接车轮(5)的车轮转速传感器。2.根据权利要求1所述的电机智能控制装置，其特征在于，所述电机控制模块(2)包括永磁矢量控制器(201)和空间矢量脉宽调制驱动电路(202)，所述永磁矢量控制器(201)与MCU(1)连接，所述空间矢量脉宽调制驱动电路(202)与逆变器(6)连接，所述逆变器(6)与电机(4)连接。3.根据权利要求1所述的电机智能控制装置，其特征在于，所述MCU(1)设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱维，曾凡帅，付帅，曾群欣，杜道昶，杨允，吴昊，解鹏，李鹏，孙顺亚，李敏，
申请(专利权)人：上海松岳电源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31