电动汽车用永磁同步电机控制系统技术方案

电动汽车用永磁同步电机控制系统，属于永磁同步电机控制系统。本实用新型专利技术提供了一种无需位置传感器、运行效率高、效率密度高、可靠性高的电动汽车用永磁同步电机控制系统。本实用新型专利技术中，动力电池组合通过电源开关分别与控制电路和驱动电路连接，控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与逆变整流电路的输入端连接，逆变整流电路的输出端与永磁同步电机的输入端连接，驱动电路的输出端与功率变换器的输入端连接；开关磁阻电机的输入端与功率变换器的输出端连接，开关磁阻电机通过检测电路与控制电路连接；控制电路通过检测电路与永磁同步电机反馈连接。本实用新型专利技术主要用于控制永磁同步电机。

Permanent Magnet Synchronous Motor Control System for Electric Vehicle

The permanent magnet synchronous motor control system for electric vehicles belongs to the permanent magnet synchronous motor control system. The utility model provides a permanent magnet synchronous motor control system for electric vehicles, which does not need position sensors, has high operation efficiency, high efficiency density and high reliability. In the utility model, the power battery combination is connected with the control circuit and the driving circuit respectively by the power switch, the output end of the control circuit is connected with the input end of the driving circuit, the output end of the driving circuit is connected with the input end of the inverting rectifier circuit, the output end of the inverting rectifier circuit is connected with the input end of the permanent magnet synchronous motor, and the output end of the driving circuit is connected with the input end of the power converter. The input end of the switched reluctance motor is connected with the output end of the power converter, the switched reluctance motor is connected with the control circuit through the detection circuit, and the control circuit is connected with the permanent magnet synchronous motor feedback through the detection circuit. The utility model is mainly used for controlling permanent magnet synchronous motor.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车用永磁同步电机控制系统
本技术属于永磁同步电机控制系统，具体涉及一种电动汽车用永磁同步电机控制系统。
技术介绍
随着科学技术的发展，面对环境污染和能源危机，发展以电动汽车为代表的新能源汽车成为必然。电机及其控制系统作为电动汽车的核心，直接影响着整车的性能指标。永磁同步电机(PMSM)凭借其高运行效率和高功率密度，被广泛的应用于电动汽车上。在目前高性能的永磁同步电机调速系统中最成熟的当属矢量控制技术，通常要在电机主轴侧安装位置传感器，用以检测转子的实时位置和速度信息。但位置传感器的存在不但增加量整个系统的成本，也降低了系统的可靠性，所以无位置传感器控制技术成为当今重要的研究方向。因此，就需要一种无需位置传感器、运行效率高、功率密度高、可靠性高的电动汽车用永磁同步电机控制系统。
技术实现思路
本技术针对现有的一种的电动汽车用永磁同步电机控制系统依赖位置传感器、运行效率低、功率密度低、可靠性低的缺陷，提供了一种无需位置传感器、运行效率高、效率密度高、可靠性高的电动汽车用永磁同步电机控制系统。本技术所涉及的电动汽车用永磁同步电机控制系统的技术方案如下：本技术所涉及的电动汽车用永磁同步电机控制系统，它包括动力电池组合、电源开关、控制电路、驱动电路、检测电路、逆变整流电路、功率变换器、开关磁阻电机和永磁同步电机，所述动力电池组合通过电源开关分别与控制电路和驱动电路连接，用于供给控制电路和驱动电路的电能，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与逆变整流电路的输入端连接，所述逆变整流电路的输出端与永磁同步电机的输入端连接，所述驱动电路的输出端与功率变换器的输入端连接，用于驱动功率变换器；所述开关磁阻电机的输入端与功率变换器的输出端连接，所述开关磁阻电机通过检测电路与控制电路连接；所述控制电路通过检测电路与永磁同步电机反馈连接，用于接收永磁同步电机的检测信号。进一步地：所述检测电路包括电流检测模块和位置计算模块，所述控制电路分别通过电流检测模块和位置计算模块与永磁同步电机反馈连接，所述位置计算模块与控制电路之间设有光耦和施密特反相器。进一步地：所述光耦的型号为TLP521，所述施密特反相器的型号为74HC14。进一步地：所述控制系统还包括仪表显示器，所述控制电路包括微控制单元DSP，所述微控制单元DSP内置的PWM模块输出六路PWM信号，所述PWM模块与驱动电路连接，所述微控制单元DSP内置的A/D转换模块与电流检测模块反馈连接，所述微控制单元DSP内置的捕捉模块与位置计算模块反馈连接，所述微控制单元DSP内置的串行通信接口SCI通过通信总线、数字量IO模块和模拟量IO模块与仪表显示器连接。进一步地：所述电流检测模块依次通过同相比例放大电路和嵌位电路与A/D转换模块连接，所述电流检测模块采用开环式霍尔电流传感器，其型号为CS01G，所述同相比例放大电路包括放大器LM393，所述嵌位电路包括3.3V直流电压和两个二极管，所述两个二极管串联，所述3.3V直流电压与两个串联二极管的负极连接。本技术所涉及的电动汽车用永磁同步电机控制系统及其控制方法的有益效果是：本技术所涉及的电动汽车用永磁同步电机控制系统及其控制方法，分别通过位置计算模块和电流检测模块对永磁同步电机PMSM的转速和电流进行检测，并分别将检测后得到的数字信号传递给微控制单元DSP，经微控制单元DSP计算后与给定转速值和给定转矩值进行比较，相比较后，微控制单元DSP将输出六路PWM信号，PWM信号经过驱动电路来驱动功率变换器的开关通断，进而实时地调控开关磁阻电机SRM运行时的转速，使开关磁阻电机SRM可以更好地驱动永磁同步电机动作，实现调速性能优越、高精度带速调节、节能、高效的目的；且开关磁阻电机SRM没有电刷，不会产生火花，转子没有铜耗，运行效率高；本技术中的开关磁阻电机SRM的控制系统具有过载能力强、调速范围宽等优点；可以实现无级调速，控制简单方便。附图说明图1为电动汽车用永磁同步电机控制系统的结构框图；图2为图1的位置计算模块的电路图；图3为图1的控制电路的结构框图；图4为图1的位置检测模块的电路图；图5为图1的控制系统的保护电路的结构框图；图6为功率变换器驱动电路图。具体实施方式下面结合实施例对本技术的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本技术的保护范围中。实施例1结合图1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的电动汽车用永磁同步电机控制系统，它包括动力电池组合、电源开关、控制电路、驱动电路、检测电路、逆变整流电路、功率变换器、开关磁阻电机和永磁同步电机，所述动力电池组合通过电源开关分别与控制电路和驱动电路连接，用于供给控制电路和驱动电路的电能，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与逆变整流电路的输入端连接，所述逆变整流电路的输出端与永磁同步电机的输入端连接，所述驱动电路的输出端与功率变换器的输入端连接，用于驱动功率变换器；所述开关磁阻电机的输入端与功率变换器的输出端连接，所述开关磁阻电机通过检测电路与控制电路连接；所述控制电路通过检测电路与永磁同步电机反馈连接，用于接收永磁同步电机的检测信号；所述控制电路采用微控制单元DSP是TI公司的浮点型数字信号处理器，其型号为TMS320F28335；通过驱动电路驱动功率变换器与永磁同步电机PMSM连接，控制电路输出的PWM信号传递给驱动电路，由驱动电路对其进行电压和功率的放大，并隔离控制电路和功率变换器；驱动电路将放大的PWM信号传递给功率变换器再传递给电机，从而控制电机运行；整流电路采用三相桥式整流电路，整流桥输出端接有熔断器，以防止过流而引起开路；微控制单元DSP的串行通信接口SCI连接有仪表显示器。微控制单元DSP是一个具有捕捉模块、PWM模块、A/D转换模块及串行通信接口SCI的数字信号处理器；微控制单元DSP的PWM模块输出六路PWM信号，经过驱动电路来驱动功率变换器的开关通断。为了给功率变换器提供可靠的直流电，首先将直流电源经过整流桥进行整流；所采用的整流电路为三相桥式整流电路，将整流后的直流电采用电容滤波的方式来消除动力电池组合的波纹；将熔断器接在整流桥的输出端以防止过流而引起开路；所述微控制单元DSP是浮点型数字信号处理器TMS320F28335，它在本控制电路中发挥如下作用：(1)与数字量信号I/O电路接口，接受来自驾驶者的电机启动，停车等命令；检测过电流，过温等保护电路的故障信号，并封锁PWM输出关闭功率器件，控制继电器输出报警信号等；(2)与模拟量I/O电路接口，通过F28335的片上ADC采集模拟量；如检测电机三相电流，母线电流及母线电压等参数；检测来自驾驶者的脚踏板给定；(3)与功率变换器电路接口，采集电机转子的实时位置，并计算电机速度；(4)根据采集到的电机电流，电压实现滑模观测器算法，估算出转子位置和速度信息，通过矢量控制算法，产生PWM波输出到电机驱动电路，控制电机的运行；(5)提供SCI总线，CAN总线的通信电路接口。实施例2结合图2、图3和实施例1说明本实施例，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动汽车用永磁同步电机控制系统，其特征在于，它包括动力电池组合、电源开关、控制电路、驱动电路、检测电路、逆变整流电路、功率变换器、开关磁阻电机和永磁同步电机，所述动力电池组合通过电源开关分别与控制电路和驱动电路连接，用于供给控制电路和驱动电路的电能，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与逆变整流电路的输入端连接，所述逆变整流电路的输出端与永磁同步电机的输入端连接，所述驱动电路的输出端与功率变换器的输入端连接，用于驱动功率变换器；所述开关磁阻电机的输入端与功率变换器的输出端连接，所述开关磁阻电机通过检测电路与控制电路连接；所述控制电路通过检测电路与永磁同步电机反馈连接，用于接收永磁同步电机的检测信号。

【技术特征摘要】
1.电动汽车用永磁同步电机控制系统，其特征在于，它包括动力电池组合、电源开关、控制电路、驱动电路、检测电路、逆变整流电路、功率变换器、开关磁阻电机和永磁同步电机，所述动力电池组合通过电源开关分别与控制电路和驱动电路连接，用于供给控制电路和驱动电路的电能，所述控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与逆变整流电路的输入端连接，所述逆变整流电路的输出端与永磁同步电机的输入端连接，所述驱动电路的输出端与功率变换器的输入端连接，用于驱动功率变换器；所述开关磁阻电机的输入端与功率变换器的输出端连接，所述开关磁阻电机通过检测电路与控制电路连接；所述控制电路通过检测电路与永磁同步电机反馈连接，用于接收永磁同步电机的检测信号。2.根据权利要求1所述的电动汽车用永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述检测电路包括电流检测模块和位置计算模块，所述控制电路分别通过电流检测模块和位置计算模块与永磁同步电机反馈连接，所述位置计算模块与控制电路之间设有光耦和施密特反相器。3.根据权利要求2所述的电动汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁迪，李中元，朱东柏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23