电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器制造技术

电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器。电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器是电动汽车驱动电机——永磁同步电动机的驱动控制器，电气驱动系统是电动汽车的核心，要使电动汽车具有良好的使用性能，其驱动电机应具有调速范围宽、启动转矩大、体积小和效率高等特点。本产品其组成包括：油门(1)、档位(2)，所述的油门和所述的档位同时连接主控制器(3)，所述的主控制器连接电机驱动控制系统(4)，所述的电机驱动控制系统连接变速器(5)和减速器(6)，所述的变速器和所述的减速器连接车轮(7)。本实用新型专利技术用于电动汽车。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种永磁同步电动机的驱动控制器，具体涉及一种电动汽车用永 磁同步电动机驱动控制器。技术背景电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器是电动汽车驱动电机——永磁同步电动 机的驱动控制器，电气驱动系统是电动汽车的核心，要使电动汽车具有良好的使用性能，其 驱动电机应具有调速范围宽、启动转矩大、体积小和效率高等特点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种控制电路以TI公司的数字信号处理器 TMS320LFM07A为核心，实现数字式速度、电流双闭环控制，产生空间电压矢量脉宽调制 (SVP丽)波等。上述的目的通过以下的技术方案实现一种电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，其组成包括油门、档位，所述的油 门和所述的档位同时连接主控制器，所述的主控制器连接电机驱动控制系统，所述的电机 驱动控制系统连接变速器和减速器，所述的变速器和所述的减速器连接车轮。所述的电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，所述的电机驱动控制系统包括控 制器，所述的控制器连接蓄电池、传感器和驱动器主电路，所述的驱动器主电路连接永磁同 步电机，所述的驱动器主电路连接传感器。所述的电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，所述的油门与所述的档位与所述 的主控制器组成控制及保护单元；所述的电机驱动控制系统的内部各组件组成功率驱动及 主电路；所述的变速器与所述的减速器与所述的车轮组成反馈单元。有益效果1.本技术采用矢量控制策略实现定子绕组电流直、交轴分量的解耦，通过对 直、交轴电流的控制，以得到和直流有刷电机相似的特性，使电机系统具有较好的动、静态 性能。2.本技术采用最大转矩/电流控制策略，充分地利用凸极式永磁同步电动机 的磁阻转矩，在电机输出电磁转矩相同的前提下使电机定子绕组电流最小，从而大大提高 了电动机的效率。3.本技术采用SVPWM控制策略提高了蓄电池的利用率，提高了驱动电动机的 调速范围。同时，控制器具有完备的保护功能，保证了系统能够安全可靠地运行。4.本技术采用空间电压矢量脉宽调制SVPWM控制策略以提高蓄电池的电压 利用率，从而提高了电动机的调速范围。5.本技术采用大功率IGBT逆变电路(集成式智能功率模块IPM)实现功率驱 动及主电路。控制单元与大功率IGBT逆变电路的接口采用光耦HCPL4504进行隔离，从而大大地提高了系统的抗干扰能力。6.本技术采用差分处理芯片DS3487进行位置信号处理，每一路信号处理为 两路差分型式的位置信号，在控制器侧由接收芯片DS3486进行接收，并将处理结果送至数 字信号处理器TMS320LFM07A的捕获口。电机侧定子绕组电流ia、ib经过电流采样(由磁 平衡式电流霍尔传感器实现)，实现了主电路与控制电路之间的电气隔离，提高了系统的抗 干扰能力。附图说明附图1是本技术的结构示意图。附图2是附图1的整体硬件框图。附图3是位置信号差分接收处理电路图。附图4是电流检测电路图。附图5是主电路、驱动及保护电路图。附图6是主电路充电软起动电路图。附图7是主程序流程图。附图8是定时器Tl中断服务子程序图。附图9是转速调节子程序图。附图10是PDPINTA中断子程序流程图。具体实施方式实施例1 一种电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，其组成包括油门1、档位2，所述的 油门1和所述的档位2同时连接主控制器3，所述的主控制器3连接电机驱动控制系统4， 所述的电机驱动控制系统4连接变速器5和减速器6，所述的变速器5和所述的减速器6连 接车轮7。所述的电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，所述的电机驱动控制系统4包括 控制器8，所述的控制器8连接蓄电池9、传感器10和驱动器主电路11，所述的驱动器主电 路11连接永磁同步电机12，所述的驱动器主电路11连接传感器10。所述的电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，所述的油门与所述的档位与所述 的主控制器组成控制及保护单元；所述的电机驱动控制系统的内部各组件组成功率驱动及 主电路；所述的变速器与所述的减速器与所述的车轮组成反馈单元。实施例2 实施例1所述的电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，所述的电动机驱动控制 器为转速和电流双闭环控制系统，以数字信号处理器TMS320LFM07A为核心。转速环由正 交编码处理(QEP)单元、转速给定η*和速度控制器组成。电机转速由光电码盘进行检测， 经数字信号处理器TMS320LFM07A处理后得到转子位置Gr和转子速度η。通过电流采样 得到定子绕组电流ia、ib，经数字信号处理器TMS320LFM07A的A/D模块转换成数字量，经 坐标变换后得到直、交轴电流id、iq，与最大转矩/电流分配输出的给定电流id*和iq*经 电流控制器、空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)变换得到6路PWM输出，经过光电隔离、驱动保护处理后输出大功率IGBT逆变电路，实现电机转速、电流(力矩)控制。电动机驱动控制器的位置检测，高性能的电机控制器需要高精度、高分辨率的位 置传感器进行转子位置检测，本系统采用增量光电编码器。同时，为了提高装置的抗干扰能 力，采用差分芯片DS3486来消除共模干扰。经DS3486处理后输出的位置信号经7407后 上拉至3. 3V送到数字信号处理器TMS320LFM07A的相应管脚。A、B信号接到数字信号处 理器TMS320LF2407A的QEP3和QEP4引脚，Z信号接到数字信号处理器TMS320LF2407A的 CAP6引脚。电动机驱动控制器的电流检测，电机定子绕组采用三相星接型式，满足ia+ib+ic =0，故只需检测两相电流ia、ib即可。电流采样单元采用LEM公司的磁平衡式霍尔电流 传感器LA50进行检测，并由取样电阻将电流信号转换为电压信号。由于R2采样电流为交 流，则采样电压也为交流，而数字信号处理器TMS320LFM07A的A/D引脚上的输入电压必须 为0 3. 3V，因此须经电压变换电路将采样电压变至0 3V。如图4所示，采样电流信号 经过电阻采样、分压及偏置处理，在LF353的1脚输出为U1 = 0. 5U2+U3，由数字信号处理器 TMS320LF2407A的A/D 口进行采样，并由D1, D2对输入进行限幅处理，防止过高电压击穿数 字信号处理器TMS320LF2407A的A/D 口。电动机驱动控制器的主电路、驱动及保护电路，系统主电路、驱动及保护电路如图 5所示，图中只画出1路控制信号PWMl。(1)为了减小系统体积，提高系统可靠性，采用大功率IGBT逆变电路(智能功 率模块IPM)实现功率驱动和主电路。控制单元与大功率IGBT逆变电路的接口采用光耦 HCPL4504实现，从而提高了系统的抗干扰能力。(2)保护电路的作用是保证功率开关管能够安全、可靠地运行，当系统出现异常情 况时能够检测故障状态并封锁系统输出，使系统停止工作，从而保护功率器件不受损坏。本 系统具有充电软起功能，此外还具有过流、过载、过温以及驱动系统保护等功能。1)过温保护过温保护是指温度传感器在检测到功率开关器件工作温度过高时，由 软件产生中断来禁止PWM输出，本系统采用温度开关(工作点为75°C)实现过温保护。幻过流、欠压保护图5的FO为系统过流、欠压时的故障信号输出引脚，输出的过流 信号经过光耦TLP521隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用永磁同步电动机驱动控制器，其组成包括：油门、档位，其特征是：所述的油门和所述的档位同时连接主控制器，所述的主控制器连接电机驱动控制系统，所述的电机驱动控制系统连接变速器和减速器，所述的变速器和所述的减速器连接车轮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘端增，高晗璎，周美兰，李喜平，王玉龙，王吉涛，王旭峰，宋红明，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：实用新型
国别省市：93