用于汽車的異步電機電動控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于汽車的異步電機電動控制器，低通濾波電路的輸入端與蓄電池組的負極連接，低通濾波電路的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接，電壓檢測電路并聯(lián)在濾波電容C1的兩端，預(yù)充電電阻R1并聯(lián)在接觸器K2的兩端，吸收電容C2的兩端分別于IPM模塊的輸入端連接，IPM模塊的輸出端與電機連接，電機上設(shè)置光電編碼器，該光電編碼器的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接，低通濾波電路包括運放器U28。實現(xiàn)了對異步電機轉(zhuǎn)速進行精確控制的目的。
【專利說明】用于汽車的異步電機電動控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于汽車的異步電機電動控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國社會的進步及經(jīng)濟的發(fā)展，燃油汽車逐步進入家庭，我國個人家庭擁有的汽車保有量逐年攀升，截止2011年年底，我國汽車保有量已經(jīng)突破一億輛，汽車在提供人們便利的同時，也帶來了環(huán)境污染和石油資源的匱乏等一系列的問題。汽車的大量使用使得大氣污染的42%污染是由汽車的燃氣排放所造成的，而且城市中的噪音污染80%也是由車輛產(chǎn)生的，以及隨著石油資源的日益匱乏以及居高不下的油價，而且由于電動汽車具有先天性的低污染、零排放等優(yōu)點，新能源電動汽車新技術(shù)的研發(fā)成為汽車發(fā)展的趨勢。并且在清潔能源的利用方面電動汽車有著先天的優(yōu)勢，隨著光伏，風(fēng)能等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其所產(chǎn)生的電力能源可以直接用于電動汽車的驅(qū)動，達到了節(jié)能減排的目的。
[0003]雖然電機應(yīng)用的歷史已經(jīng)超過了 100年，但是電機調(diào)速理論一直處于發(fā)展的過程當中。由于直流電機只需要簡單的變流器就能實現(xiàn)良好的速度和轉(zhuǎn)矩調(diào)控特性，因此直流電機早期電機應(yīng)用領(lǐng)域中曾經(jīng)占了主導(dǎo)地位。但是早期的直流電機也有其自身的缺點，如電機需要電刷和換向器等特殊結(jié)構(gòu)，使得其維護成本較高，可靠性較低等不足之處；而交流電機特別是鼠籠型異步電機則不存在這些問題，其具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可靠性高，適用于惡劣環(huán)境以及更能有效地實現(xiàn)能量回收等特點。只是其對速度調(diào)控的要求要依賴于較復(fù)雜的調(diào)速控制系統(tǒng)，因此其在早期的應(yīng)用范圍有限。但是，隨著近幾十年來電力電子技術(shù)的以及電機控制理論的發(fā)展，為高性能交流調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了有力的支撐。特別是基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制使得交流傳動系統(tǒng)具備了與直流相媲美的調(diào)速性能，因而在當前電動汽車驅(qū)動電機中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]交流電機具有諸多的優(yōu)點，但是長期以來由于受到科技發(fā)展的限制，把交流電機應(yīng)用于調(diào)速電機領(lǐng)域作為調(diào)速電機的困難未能得到很好的解決。在早期只有一些調(diào)速性能差，低效耗能的方法。如繞線式異步電機外串電阻及機械式串級調(diào)速法以及籠型異步電機定子調(diào)壓調(diào)速方法。這些方法的明顯增加電機調(diào)速控制的成本，并且速度控制性能較低，這都使得異步電機的調(diào)速性能無法與直流電機相提并論。
[0005]變頻調(diào)速的主要特征是通過控制電機定子的供電幅度以及頻率來達到控制電機轉(zhuǎn)矩和速度的目的，這種控制方案帶來了明顯的好處:一方面可以充分利用電機的鐵心，另一方面變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能表現(xiàn)也優(yōu)于直流調(diào)速系統(tǒng)。最初的變頻調(diào)速方案是通過保持定子通電電壓與通電頻率的比率保持近似不變來達到保持磁鏈的幅值恒定，從本質(zhì)上講，恒壓頻比控制的只是三相交流電的電壓和頻率大小，屬于開環(huán)控制。因而控制方案實現(xiàn)簡單，通用性強，主要用于速度精度要求不十分嚴格或負載變動較小的場合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種用于汽車的異步電機電動控制器，以實現(xiàn)對異步電機轉(zhuǎn)速進行精確控制的優(yōu)點。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種用于汽車的異步電機電動控制器，包括DSP控制芯片、主電路開關(guān)K1、接觸器K2、預(yù)充電電阻R1、電壓檢測電路、濾波電容C1、吸收電容C2、IPM模塊、蓄電池組、低通濾波電路和光電編碼器，所述主電路開關(guān)K1、接觸器K2和濾波電容C1組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在蓄電池組的兩端，所述低通濾波電路的輸入端與蓄電池組的負極連接，低通濾波電路的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接，所述電壓檢測電路并聯(lián)在濾波電容C1的兩端，且吸收電容C2并聯(lián)在濾波電容C1的兩端，所述預(yù)充電電阻R1并聯(lián)在接觸器K2的兩端，所述吸收電容C2的兩端分別于IPM模塊的輸入端連接，所述IPM模塊的輸出端與電機連接，所述電機上設(shè)置光電編碼器，該光電編碼器的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接；所述低通濾波電路包括運放器U28，所述運放器U28的反相輸入端和輸出端間串聯(lián)電阻R80，所述電阻R80的兩端并聯(lián)電容C57，所述運放器U28的反相輸入端上串聯(lián)電阻R85和電阻R83，所述電阻R85和電阻R83間的節(jié)點與地間串聯(lián)電阻C61，所述運放器U28的輸出端串聯(lián)電阻R86。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
本發(fā)明的技術(shù)方案，引入DSP控制芯片，通過光電編碼器，電壓檢測電路對電機轉(zhuǎn)速和供電電壓的采集，并通過DSP控制芯片技術(shù)，因DSP控制芯片具有高精度的雙浮點計算方式，技術(shù)速度快，從而減少了信號的滯后性，而對電機轉(zhuǎn)速和供電電壓的精確采集，實現(xiàn)了對異步電機轉(zhuǎn)速進行精確控制的目的。
[0009]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實施例所述的用于汽車的異步電機電動控制器原理框圖；
圖2為本發(fā)明實施例所述的低通濾波電路的電子電路圖。

【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]如圖1所示，一種用于汽車的異步電機電動控制器，包括DSP控制芯片(簡稱DSP)、主電路開關(guān)K1、接觸器K2、預(yù)充電電阻R1、電壓檢測電路、濾波電容C1、吸收電容C2、IPM模塊、蓄電池組、低通濾波電路和光電編碼器，主電路開關(guān)K1、接觸器K2和濾波電容C1組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在蓄電池組的兩端，低通濾波電路的輸入端與蓄電池組的負極連接，低通濾波電路的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接，電壓檢測電路并聯(lián)在濾波電容C1的兩端，且吸收電容C2并聯(lián)在濾波電容C1的兩端，預(yù)充電電阻R1并聯(lián)在接觸器K2的兩端，吸收電容C2的兩端分別于IPM模塊的輸入端連接，IPM模塊的輸出端與電機連接，電機上設(shè)置光電編碼器，該光電編碼器的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接。低通濾波電路如圖2所示，包括運放器U28，運放器U28的反相輸入端和輸出端間串聯(lián)電阻R80，電阻R80的兩端并聯(lián)電容C57，運放器U28的反相輸入端上串聯(lián)電阻R85和電阻R83，電阻R85和電阻R83間的節(jié)點與地間串聯(lián)電阻C61運放器U28的輸出端串聯(lián)電阻R86。
[0013]檔位信號、剎車信號和倒車信號燈接入DSP的數(shù)字I/O接口。為了避免IPM模塊對DSP的干擾，在DSP和IPM模塊間采用光耦隔離措施。另外，為了實現(xiàn)人機通信以及控制器與系統(tǒng)其它設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，DSP中配置了 CAN總線控制器。
[0014]光電編碼器包括光柵盤、光電傳感器和LED,在電動機的主軸上安裝有光柵盤，其主要工作原理為，光柵盤隨電機主軸旋轉(zhuǎn)時，當LED發(fā)出的光線被光柵盤遮擋時，光電傳感器就會輸出邏輯0，也就是低電平；當LED光透光柵盤上的孔被傳感器接收到時，光電傳感器就輸出邏輯1，也就是高電平。因此通過計數(shù)不斷電平高低切換的脈沖數(shù)就能通過計算得到電機當前的轉(zhuǎn)速。DSP內(nèi)的事件管理器有正交編碼電路可以實現(xiàn)脈沖計數(shù)的功能。
[0015]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽車的異步電機電動控制器，其特征在于，包括DSP控制芯片、主電路開關(guān)Kl、接觸器K2、預(yù)充電電阻Rl、電壓檢測電路、濾波電容Cl、吸收電容C2、IPM模塊、蓄電池組、低通濾波電路和光電編碼器，所述主電路開關(guān)K1、接觸器K2和濾波電容Cl組成的串聯(lián)電路并聯(lián)在蓄電池組的兩端，所述低通濾波電路的輸入端與蓄電池組的負極連接，低通濾波電路的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接，所述電壓檢測電路并聯(lián)在濾波電容Cl的兩端，且吸收電容C2并聯(lián)在濾波電容Cl的兩端，所述預(yù)充電電阻Rl并聯(lián)在接觸器K2的兩端，所述吸收電容C2的兩端分別于IPM模塊的輸入端連接，所述IPM模塊的輸出端與電機連接，所述電機上設(shè)置光電編碼器，該光電編碼器的輸出端與DSP控制芯片的輸入端連接；所述低通濾波電路包括運放器U28，所述運放器U28的反相輸入端和輸出端間串聯(lián)電阻R80，所述電阻R80的兩端并聯(lián)電容C57，所述運放器U28的反相輸入端上串聯(lián)電阻R85和電阻R83，所述電阻R85和電阻R83間的節(jié)點與地間串聯(lián)電阻C61，所述運放器U28的輸出端串聯(lián)電阻R86。
【文檔編號】H02P23/00GK104467606SQ201410761151
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】張彥會, 張群 申請人:廣西科技大學(xué)