專利名稱：一種電動船用無刷直流電機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子電力傳動控制裝置，具體涉及一種電動船無刷直流電機控制裝置。
背景技術(shù)：
在能源緊缺，環(huán)境污染日趨嚴重的現(xiàn)實情況下，電力取代柴油、汽油作為船汽車的能源是不可阻擋的發(fā)展趨勢。無刷直流電機無轉(zhuǎn)子損耗，其效率比直流電機高，將無刷直流電動機作為船類驅(qū)動設(shè)備，取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機、直流電機結(jié)構(gòu)，需要在有效的控制條件下， 驅(qū)動船類負載完成所有功能，如快速啟動停止，調(diào)速，大轉(zhuǎn)矩慢速起動，正反轉(zhuǎn)等。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，本實用新型的目的是提供一種船用無刷直流電機控制裝置，該裝置可有效控制無刷直流電機驅(qū)動船類負載安全而有效地完成快速啟動停止、 調(diào)速、大轉(zhuǎn)矩慢速起動和正反轉(zhuǎn)等功能。為實現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種電動船用無刷直流電機控制裝置，其特征在于，該裝置包括輸入單元、控制單元、電勢過零檢測單元、集成光耦驅(qū)動模塊和三相逆變器，所述輸入單元、控制單元、集成光耦驅(qū)動模塊和三相逆變器依次連接，所述電勢過零檢測單元與控制單元連接，所述電勢過零檢測單元與三相逆變器輸出連接。本實用新型的其他技術(shù)特征為所述裝置還包括故障信號處理模塊和電流檢測單元以及電壓檢測單元，所述故障信號處理模塊、電流檢測單元和電壓檢測單元均與控制單元連接，所述故障信號處理模塊、 電流檢測單元和電壓檢測單元均與三相逆變器的輸出連接。所述控制單元采用TMS320F28335芯片。所述輸入單元為電位器。所述集成光耦驅(qū)動模塊采用光電耦合器。所述電勢過零檢測單元為阻容移相電路。所述三相逆變器采用智能功率模塊功率管(IPM功率管)。所述故障信號處理單元為或門電路，所述電流檢測單元采用霍爾電流傳感器，所述電壓檢測單元為霍爾電壓傳感器。本實用新型具有如下的技術(shù)效果本實用新型的控制裝置驅(qū)動船用無刷直流電機時，根據(jù)船的運行狀況，電流自然趨向最小，使裝置與電機效率最大；當船順水而下時，無刷直流電機轉(zhuǎn)換為永磁發(fā)電機，發(fā)出三相較高電勢，經(jīng)三相逆變器之續(xù)流二極管整流變?yōu)橹绷麟姡o蓄電池充電，實現(xiàn)了船的回饋節(jié)能；另外本裝置對環(huán)境無污染、無異味。本實用新型的裝置可驅(qū)動的是48v、5. 5kw、7. 5kw、llkw、150rpm-300rpm稀土永磁無刷直流電機，是用于公園等游樂場所之小型游船。本實用新型可控制無刷直流電機驅(qū)動船類負載的快速啟動停止，調(diào)速，大轉(zhuǎn)矩慢速起動，正反轉(zhuǎn)等功能。

圖1為本實用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中的阻容移相電路的電路圖。以下結(jié)合實施例與附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
具體實施方式
本實用新型的裝置包括輸入單元1、控制單元2、電勢過零檢測單元4、集成光耦驅(qū)動模塊3和三相逆變器5，所述輸入單元1、控制單元2、集成光耦驅(qū)動模塊3和三相逆變器 5依次連接，所述電勢過零檢測單元4與控制單元2和三相逆變器5輸出連接。該裝置還包括故障信號處理模塊8和電流檢測單元7以及電壓檢測單元10，所述故障信號處理模塊8、 電流檢測單元7和電壓檢測單元10均與控制單元2連接，所述故障信號處理模塊8、電流檢測單元7和電壓檢測單元10均與三相逆變器5的輸出連接。在硬件采用上，上述控制單元2采用TMS320F28335芯片；上述輸入單元1為電位器；上述集成光耦驅(qū)動模塊3采用光電耦合器；上述電勢過零檢測單元4為阻容移相電路， 該電路圖如圖2所示，其輸入端與永磁無刷直流電機輸出(三相逆變器的輸出)連接，輸出端與控制單元連接；上述三相逆變器5采用IPM功率管；上述故障信號處理單元8為或門電路；上述電流檢測單元7采用霍爾電流傳感器；上述電壓檢測單元10為霍爾電壓傳感器。上述裝置在工作時，三相逆變器5的與無刷直流電機9和蓄電池6連接，其中輸入單元輸入需求的轉(zhuǎn)速信息，并將操作信息傳輸給控制單元?？刂茊卧麄€裝置的控制中心，它承載程序，執(zhí)行程序。啟動時，根據(jù)操作單元 5提供的信息，輸出六路PWM脈沖信號傳輸至集成光耦驅(qū)動模塊，再經(jīng)過三相逆變器驅(qū)動無刷直流電機作升壓升頻起動；當電機轉(zhuǎn)速升至一定值，控制單元檢測到電勢過零檢測單元的過零信息，并判斷電勢與控制單元輸出的六路PWM脈沖信號是否同相位，如果同相位，則轉(zhuǎn)換為以電勢過零檢測單元為位置信號的無刷直流電機運行狀態(tài)。(無刷直流電機運行狀態(tài)電流自動趨向最小，電機效率最高，節(jié)電。)集成光耦驅(qū)動模塊放大、隔離六路PWM脈沖信號。電勢過零檢測單元無刷直流電機的感應(yīng)電勢比較大時，經(jīng)電勢過零檢測單元1 阻容移相，并將其檢測到的電勢過零點傳輸給控制單元，控制單元6判斷并將電機由有同步運行轉(zhuǎn)換到無刷直流電機運行狀態(tài)。由于電勢過零檢測單元代替了位置傳感器，電機不需要位置傳感器，電機引出線大大減少，無位置傳感器無刷直流電機因而得名。其優(yōu)點是電機引出線少，電機換向位置更準確。三相逆變器六路PWM脈沖信號控制下，輸出三相交流電，驅(qū)動無刷直流電機。蓄電池為電機和整個裝置提供電能，并儲存電機的回饋能量?？刂茊卧鶕?jù)操作單元的輸出指令開始同步變頻起動電機，電機轉(zhuǎn)速升高，控制單元輸出六路PWM波到集成光耦驅(qū)動模塊，經(jīng)集成光耦驅(qū)動模塊傳到三相逆變器，驅(qū)動三相逆變器，輸出三相PWM波，最終驅(qū)動無刷直流電機；轉(zhuǎn)換為直流無刷電機狀態(tài)后，也是通過三相逆變器4驅(qū)動電機。當船順水而下時，無刷直流電機轉(zhuǎn)換為永磁發(fā)電機，發(fā)出三相較高電勢，經(jīng)三相逆變器之續(xù)流二極管整流變?yōu)橹绷麟?，給蓄電池充電，實現(xiàn)了船的回饋節(jié)能。裝置中的故障信號處理單元與電流電壓檢測單元，經(jīng)控制單元處理，由六路PWM 信號控制逆變器，(封鎖6路脈沖或調(diào)節(jié)6路脈沖之占空比限制電流的大小)從而保護電機與 IPM。實施例該實施例中的裝置中的各個模塊之間的連接如上所述，其中的各個模塊中所采用的具體硬件為控制單元2采用TMS320F28335芯片；輸入單元1為電位器；電勢過零檢測單元4為阻容移相電路；集成光耦驅(qū)動模塊3采用HCPL316J光電耦合器；三相逆變器6采用IPM功率管；故障信號處理單元9為或門電路；電流檢測單元8采用BLF200-S7霍爾電流傳感器；電壓檢測單元11采用LV100霍爾電壓傳感器。
權(quán)利要求1.一種電動船用無刷直流電機控制裝置，其特征在于，該裝置包括輸入單元(1)、控制單元(2)、電勢過零檢測單元(4)、集成光耦驅(qū)動模塊(3)和三相逆變器(5)，所述輸入單元 (1)、控制單元(2)、集成光耦驅(qū)動模塊(3)和三相逆變器(5)依次連接，所述電勢過零檢測單元(4)與控制單元(2)連接，所述電勢過零檢測單元(4)與三相逆變器(5)輸出連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括故障信號處理模塊(8)和電流檢測單元(7)以及電壓檢測單元(10)，所述故障信號處理模塊(8)、電流檢測單元(7)和電壓檢測單元(10)均與控制單元(2)連接，所述故障信號處理模塊(8)、電流檢測單元(7) 和電壓檢測單元(10)均與三相逆變器(5)的輸出連接。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制單元(2)采用TMS320F28335芯片。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸入單元(1)為電位器。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述集成光耦驅(qū)動模塊(3)采用光電耦合ο
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電勢過零檢測單元(4)為阻容移相電路。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述三相逆變器(5)采用智能功率模塊功率管。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述故障信號處理單元(8)為或門電路，所述電流檢測單元(7)采用霍爾電流傳感器，所述電壓檢測單元(10)為霍爾電壓傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種電動船無刷直流電機控制裝置。該裝置包括輸入單元、控制單元、電勢過零檢測單元、集成光耦驅(qū)動模塊和三相逆變器，所述輸入單元、控制單元、集成光耦驅(qū)動模塊和三相逆變器依次連接，所述電勢過零檢測單元與控制單元連接，所述電勢過零檢測單元與三相逆變器輸出連接。裝置在工作時，三相逆變器與無刷直流電機和蓄電池連接。該裝置可控制無刷直流電機驅(qū)動船類負載的快速啟動停止，調(diào)速，大轉(zhuǎn)矩慢速起動，正反轉(zhuǎn)等功能。
文檔編號H02P6/00GK202085119SQ201120176009
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者李明, 王丁茂, 田春, 苗保剛 申請人:西安飛鷹科技有限責任公司