一种电动车用电机电子换相控制系统的制作方法_2

文档序号:9977400阅读:来源:国知局
以无扰动的退出换相过程,成本低、可靠性高、无扰动且具有极大实际应用价值。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型电动车用电机电子换相控制系统的结构示意图;
[0017]图2为本实用新型电动车用电机电子换相控制系统的电子换相识别单元的转速检测硬件处理电路图;
[0018]图3为本实用新型电动车用电机电子换相控制系统的电子换相识别单元的油门信号检测硬件处理电路图;
[0019]图4为本实用新型电动车用电机电子换相控制系统的电子换相识别单元的电流检测硬件处理电路图;
[0020]图5为本实用新型电动车用电机电子换相控制系统的电子换相识别单元的油门开关信号检测硬件处理电路图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示,本实用新型电动车用电机电子换相控制系统,包括电子换相识别单元1、转向识别单元2、状态过渡控制单元3、模式切换控制单元4、状态恢复单元5和电子换相控制单元6。
[0022]该电子换相识别单元I的基本功能主要是判断是否要进行电子换相(因为电子换相时如果电机的转速很高,此时如果立刻进行换相就会产生很大的冲击,因此要对当前状态进行识别),其是根据电机当前运行的参数,主要是油门信号、转子转速、转子电流和油门开关信号,来判断电机当前是否进行电子换相;该电子换相识别单元I 一端连接于转向识别单元2并与转向识别单元2集成为一体。
[0023]其中,该电子换相识别单元I具体包括转速检测硬件处理电路、油门信号检测硬件处理电路、电流检测硬件处理电路和油门开关信号检测硬件处理电路。
[0024]如图2所示,该转速检测硬件处理电路是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Ql、光电耦合器Ul和施密特触发器U2连接组成;该电阻Rl —端连接+12V电源,另一端通过电阻R2连接共模抑制电感T其中一个输入端,该电阻Rl与电阻R2的连接点还连接有端子BMB并通过端子BMB连接在电机的正交编码器的转速脉冲输出端;电容Cl并联于共模抑制电感T的两个输入端之间且一端还接地;电容C2并联于共模抑制电感T的两个输出端之间且一端还接地;该电压比较器Ql的电源正极端连接+12V电源,电源负极端接地,同相输入端连接共模抑制电感T其中一个输出端,反相输入端连接电阻R3并通过电阻R3连接VCC (+6V)的电源;电阻R4 —端连接+12V的电源,另一端连接电压比较器Ql的输出端;该光电耦合器Ul的阴极端接地,阳极端通过电阻R5连接至电压比较器Ql的输出端,基极连接+3.3V电源,发射极接地,集电极通过电阻R7连接至施密特触发器U2的端口A ;电阻R6 —端连接+3.3V电源,另一端连接光电耦合器Ul的集电极;电容C3 —端连接于光电耦合器Ul的集电极与电阻R6、R7的连接点,另一端接地;电容C4 一端接地,另一端连接于电阻R6、光电耦合器Ul的基极与+3.3V电源的连接点;该施密特触发器U2通过端子GND接地,通过端子VCC连接+3.3V电源;电容C5 —端连接+3.3V电源,另一端接地;电容C6 一端连接施密特触发器U2的端子Y,另一端接地;电阻R8 —端连接于电容C6与施密特触发器U2的端子Y之间的连接点,另一端连接有输出端子CAP2并通过输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。
[0025]如图3所示,该油门信号检测硬件处理电路是由电阻R9~R17、瞬态抑制二极管TVSl、运算放大器Q2和Q3、电容C7~C9以及连接端子Jl连接组成,该连接端子Jl具有引脚TIA01、引脚VIN和引脚KI ;瞬态抑制二极管TVSl的阳极端接地,阴极端连接有端子ADCINA4 ;该电阻R9 —端连接瞬态抑制二极管TVSl的阴极端,另一端连接运算放大器Q2的输出端;运算放大器Q2的反相输入端连接至输出端,同相输入端依次通过串接电阻R10、Rl2连接至运算放大器Q3的输出端;电阻Rll —端接地,另一端连接于电阻RlO与电阻R12的连接点;电容C7并联于该电阻Rll两端;运算放大器Q3的电源正极端连接+5V电源,负极端接地,同相输入端通过电阻R16连接至连接端子Jl的引脚TIA01,反相输入端通过电阻R15接地;电阻R17 —端接地,另一端连接于连接端子Jl的引脚TIAOl ;电阻R13 —端连接于运算放大器Q3的输出端,另一端连接电容CS并通过电容CS连接至运算放大器Q3的反相输入端;电阻R14 —端连接运算放大器Q3的输出端,另一端连接运算放大器Q3的反相输入端。
[0026]如图4所示,该电流检测硬件处理电路是由霍尔芯片Al、瞬态抑制二极管TVS2和TVS3、电容C10~C20、电阻R18~R28、芯片U4、运算放大器Q4和Q5连接组成;其中,该霍尔芯片Al的I号引脚连接+5V电源,2号引脚接地;该瞬态抑制二极管TVS2的阳极端接地,阴极端连接霍尔芯片Al的3号引脚;该电容ClO —端接地,另一端连接+5V电源;该电容Cll一端连接霍尔芯片Al的3号引脚,另一端接地;该电容C12—端连接霍尔芯片Al的3号引脚,另一端连接电阻R20并通过电阻R20连接至芯片U3的引脚INl ;该电阻R18 —端接地,另一端连接于霍尔芯片Al的3号引脚与电容C12的连接点;该电阻R19 —端接地,另一端连接于电容C12与电阻R20的连接点;该芯片U4通过引脚IN2接地,通过引脚V+连接+5V电源;电容C13 —端连接+5V电源,另一端接地;该电容C14为极性电容,其正极端连接芯片U3的引脚Vout,负极端分别连接芯片U3的引脚0UTRIN、引脚EN和引脚GND ;电阻R21 —端连接芯片U3的引脚Vout,另一端连接电阻R23并通过电阻R23连接运算放大器Q4的同相输入端;电容C15 —端连接电阻R21与电阻R23的连接点,另一端接地;电阻R22 —端连接电阻R21与电阻R23的连接点,另一端接地;该运算放大器Q4的正极端连接+5V电源,负极端接地,反相输入端连接电阻R24并通过电阻R24接地;该电容C16 —端连接于运算放大器Q4的同相输入端与反相输入端之间;该电阻R25连接于运算放大器Q4的反相输入端与输出端之间;该电容C17并联于电阻R25两端;电容C18 —端连接于运算放大器Q4的输出端,另一端接地;该电阻R26并联于该电容C18两端;该电阻R27 —端连接于运算放大器Q4的输出端,另一端连接于运算放大器Q5的同相输入端;该运算放大器Q4的反相输入端与输出端相连;该电阻R28 —端连接运算放大器Q4的输出端,另一端连接有端子ADCIN5 ;该电容C19 一端连接端子ADCIN5,另一端接地;该瞬态抑制二极管TVS3的阳极端接地,阴极端连接端子ADCIN5 ;电容C20 —端连接+5V电源,另一端接地。
[0027]如图5所示,该油门开关信号检测硬件处理电路是由连接端子J2、电容C21和C22、电阻R29~R31和芯片U4连接组成;其中,该连接端子J2的I号端子通过电阻R30连接于芯片U4的引脚DAl ;该电容C21 —端连接于连接端子J2的I号端子,另一端接地;该电阻R29 —端连接于连接端子J2的I号端子,另一端接地;该芯片U4通过引脚DKl接地,通过端子TCl连接电阻R31并通过电阻R31连接+3.3V电源,通过引脚TEl接地;该电容C22一端接地,另一端连接芯片U4的引脚TCl。
[0028]该转向识别单元2是判断电机转子的转向是顺时针旋转还是逆时针旋转,同时结合电机的转向模式进行分析,当前转子的转向要与电机设定的转向模式一致(电子换相模式中,电动车有可能是前进模式,也可能是后退模式)。
[0029]该状态过渡控制单元3是对从当前状态(此时有可能是前进模式,也可能是后退模式,对应的电机有可能是正转,有可能是反转,注意的是电动车调速时,没有换挡机构,是无极调速。)即车辆正在运行时的状态过渡到换相后的状态的过渡过程进行控制,保证电子换相过程的平滑和无抖动(为了防止在当前状态到换相后的状态产生冲击,该状态过渡控制单元3使得核心控制参数能够平滑的进行切换);其中,该状态过渡控制单元3 —端连接于该电子换相识别单元I和转向识别单元2的集成体,另一端连接于模式切换控制单元4。
[0030]该模式切换控制单元4是在电子换相过渡过程中或者切换时间控制中如果模式发生改变,保证能够无扰动的退出换相开始直至换相结束的过渡状态,如果没有发生状态改变就维持该状态;其中,该模式切换控制单元4 一端连接于状态恢复单元5并通过状态恢复单元5连接电子换相识别单元I和转向识别单元2的集成体。
[0031]该状态恢复单元5是在换相过程结束后,对状态切换过程中的变量进行恢复和控制,保证系统在下一次启动运行时能够和第一次启动运行的状态一致。
[0032]该电子换相控制单元6用于实现电子换相,使得电机旋转磁场(它是通过在电机定子绕组中输入三相对称的交流电压,该电压形成电流,该三相对称的交流电流形成磁场,由于电流时按照周期性进行变化,该磁场也与电流角频率相同的速度进行恒速旋转,所以称之为旋转磁场。)的转向与当前转子的转向相反;其中,该电子换相控制单元6 —端连接于模式切换控制单元4。
[0033]本实用新型的工作原理:
[0034]在周期上溢中断入口,首先由电子换相识别单元I判断是否要进行换相处理,如果不
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