基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，它屬于汽車能量管理及無(wú)刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域。它為解決現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)不能有效的回收汽車在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量的問題。它包括驅(qū)動(dòng)隔離電路和控制器，它還包括電池模塊、保護(hù)電路和變流電路，所述變流電路為雙向變流電路；保護(hù)電路串聯(lián)在所述電池模塊的電源端與變流電路的兩個(gè)直流信號(hào)端之間，所述變流電路輸出無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器輸出的無(wú)刷直流電機(jī)的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離電路輸出給變流電路。它可用于純電動(dòng)汽車中。
【專利說明】基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域，屬于汽車能量管理及無(wú)刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是全球汽車消費(fèi)的第一大國(guó)，但隨著不可再生能源的日益枯竭和石油價(jià)格的不斷增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的環(huán)境也進(jìn)入到了大家的視野。如何讓汽車更環(huán)保，更節(jié)能，在這一要求下，新能源汽車逐步成為了汽車行業(yè)的發(fā)展方向。對(duì)于新能源汽車而言，純電動(dòng)汽車是目前的研究熱點(diǎn)。但是由于目前電池容量技術(shù)的受限，純電動(dòng)汽車的續(xù)航問題一直是業(yè)內(nèi)難以攻克的問題。再生制動(dòng)系統(tǒng)可以有效地回收汽車在制動(dòng)過程中所產(chǎn)生的能量，并將其儲(chǔ)存在汽車的電源模塊中。無(wú)刷直流電機(jī)由于其效率高、噪聲小、壽命長(zhǎng)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，我們選擇其為系統(tǒng)的主控電機(jī)，并為其設(shè)計(jì)了基于再生制動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)控制器。
[0003]現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)不能有效的回收汽車在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量的問題。(這句話說的太絕對(duì)，應(yīng)該刪去，現(xiàn)有純電動(dòng)汽車可以回收制動(dòng)能量，只是和我的方法不一樣)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)不能有效的回收汽車在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量的問題，而提出了基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0005]基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，它包括驅(qū)動(dòng)隔離電路和控制器，其特征在于，它還包括電池模塊、保護(hù)電路和變流電路，所述變流電路為雙向變流電路；
[0006]保護(hù)電路串聯(lián)在所`述電池模塊的電源端與變流電路的兩個(gè)直流信號(hào)端之間，所述變流電路輸出無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器輸出的無(wú)刷直流電機(jī)的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離電路輸出給變流電路。
[0007]本實(shí)用新型是在現(xiàn)有無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，將變流電路設(shè)計(jì)為雙向變流電路，即:在正常工作狀態(tài)，控制器控制變流電路將電池輸出的直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作的三相交流電信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作，在制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，控制器控制變流電路將無(wú)刷直流電機(jī)輸出的三相交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)給電池充電，實(shí)現(xiàn)能量回收。達(dá)到純電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)有效的回收汽車在制動(dòng)過程中產(chǎn)生的能量問題，能量回收率同比增加了 3倍以上。本實(shí)用新型可用于純電動(dòng)汽車中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是【具體實(shí)施方式】一所述的基于再生制動(dòng)系統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0009]圖2是【具體實(shí)施方式】四所述的保護(hù)電路的原理圖；
[0010]圖3是【具體實(shí)施方式】五所述的變流電路的原理圖；[0011]圖4是【具體實(shí)施方式】六所述的驅(qū)動(dòng)隔離電路的原理圖；
[0012]圖5是【具體實(shí)施方式】七所述的電流檢測(cè)電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]【具體實(shí)施方式】一、參見圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，它包括驅(qū)動(dòng)隔離電路4和控制器6，其特征在于，它還包括電池模塊9、保護(hù)電路I和變流電路2，所述變流電路2為雙向變流電路；
[0014]保護(hù)電路I串聯(lián)在所述電池模塊9的電源端與變流電路2的兩個(gè)直流信號(hào)端之間，所述變流電路2輸出無(wú)刷直流電機(jī)的三相交流電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器6輸出的無(wú)刷直流電機(jī)的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離電路4輸出給變流電路2。
[0015]本實(shí)施方式是在現(xiàn)有無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，將變流電路2設(shè)計(jì)為雙向變流電路，即:在正常工作狀態(tài)，控制器控制變流電路2將電池輸出的直流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作的三相交流電信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)工作，在制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，控制器控制變流電路2將無(wú)刷直流電機(jī)輸出的三相交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)給電池充電，實(shí)現(xiàn)能量回收?？刂谱兞麟娐返姆椒楝F(xiàn)有方法就能實(shí)現(xiàn)。
[0016]【具體實(shí)施方式】二、本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，它還包括電流檢測(cè)電路5，所述電流檢測(cè)電路5用于采集變流電路2輸出的無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流，并將采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送給控制器6。
[0017]本實(shí)施方式提供了采集無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電流值的電流檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的工作電流進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，進(jìn)而可以根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)際工作電流調(diào)整無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的實(shí)際工作電流調(diào)整無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的方法是現(xiàn)有方法。
[0018]【具體實(shí)施方式】三、本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，它還包括速度檢測(cè)電路7，該速度檢測(cè)電路7用于采集無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將采集結(jié)果發(fā)送給控制器6。
[0019]本實(shí)施方式提供的速度檢測(cè)電路7可以采用速度傳感器實(shí)現(xiàn)。
[0020]本實(shí)施方式增加了用于檢測(cè)速度的速度檢測(cè)電路7，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)。所述轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方法采用現(xiàn)有方法即可實(shí)現(xiàn)。
[0021]【具體實(shí)施方式】四、結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，保護(hù)電路I包括電路a和電路b，電路a包括溫度開關(guān)P1、5V電源、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、二極管D3、二極管D4、二極管D5、極性電容Cl、極性電容C2、電位器P2和運(yùn)算放大器U2，
[0022]溫度開關(guān)Pl的I接口連接5V電源，溫度開關(guān)Pl的3接口同時(shí)連接電阻R3的一端和二極管D3的陽(yáng)極，電阻R3的另一端連接電源地，二極管D3的陰極同時(shí)連接二極管D4的陰極、二極管D5的陽(yáng)極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端連接電源地，二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)連接電阻R4的一端和運(yùn)算放大器U2的輸出端，電阻R4的另一端連接5V電源，運(yùn)算放大器U2的雙相電源正極連接5V電源，運(yùn)算放大器U2的雙相電源負(fù)極連接電源地，運(yùn)算放大器U2的正相輸入端同時(shí)連接極性電容Cl的正極和電阻R2的一端，極性電容Cl的負(fù)極連接電源地，運(yùn)算放大器U2的負(fù)相輸入端同時(shí)連接極性電容C2的正極和電位器P2的2端口，極性電容C2的負(fù)極同時(shí)連接電源地和電位器P2的3端口，電位器P2的I端口連接5V電源，R2的另一端為電路a的輸入端,二極管D5的陰極為電路a的輸出端，
[0023]電路a和電路b結(jié)構(gòu)相同，電路a的輸入端連接電路b的輸出端，電路a的輸出端連接電路b的輸入端，
[0024]電路a的輸入端為保護(hù)電路I的電源信號(hào)輸入端，電路a的輸出端為保護(hù)電路I的直流信號(hào)輸出端。
[0025]本實(shí)施方式中的保護(hù)電路I包含了溫度保護(hù)和過流保護(hù)。如圖2所示，圖中的溫度開關(guān)Pl用來(lái)檢測(cè)運(yùn)算放大器U2的溫度，一旦溫度超過75°C，溫度開關(guān)閉合，輸出信號(hào)請(qǐng)求停車。當(dāng)系統(tǒng)過流時(shí)，檢測(cè)的電流信號(hào)經(jīng)過電阻轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)與電位器設(shè)定值進(jìn)行比較，超過設(shè)定的上限值，比較器輸出信號(hào)將系統(tǒng)掉電。保護(hù)電路I 一方面保證了系統(tǒng)的雙向運(yùn)行，一方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了雙向保護(hù)。
[0026]【具體實(shí)施方式】五、結(jié)合圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，所述變流電路2包括:一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ1、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ2、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ3、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ5、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ6、一號(hào)二極管D5、二號(hào)二極管D6、三號(hào)二極管D7、四號(hào)二極管D8、五號(hào)二極管D9、六號(hào)二極管DlO和電容C3 ；
[0027]—號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQl的柵極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ2的柵極、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ3的柵極、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4的柵極、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ5的柵極和六絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ6的柵極均為變流電路2的交流信號(hào)輸出端，
[0028]一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQl的集電極同時(shí)連接一號(hào)二極管D5的陰極、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ3的集電極、二號(hào)二極管D6的陰極、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ5的集電極、三號(hào)二極管D7的陰極和電容C3的一端，
[0029]四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4的發(fā)射極同時(shí)連接四號(hào)二極管D8的陽(yáng)極、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ6的發(fā)射極、五號(hào)二極管D9的陽(yáng)極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ2的發(fā)射極、六號(hào)二極管DlO的陽(yáng)極和電容C3的另一端，
[0030]一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQl的集電極和四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4的發(fā)射極連接，作為變流電路2的電源輸入/輸出端，
[0031]—號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQl的發(fā)射極同時(shí)與一號(hào)二極管D5的陽(yáng)極、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4的集電極和四號(hào)二極管D8的陰極連接，作為變流電路2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入/輸出端，
[0032]三號(hào)NPN型二極管Q3的發(fā)射極同時(shí)與二號(hào)二極管D6的陽(yáng)極、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ6的集電極和五號(hào)二極管D9的陰極連接，作為變流電路2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入/輸出端，
[0033]五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ5的發(fā)射極同時(shí)與三號(hào)二極管D7的陽(yáng)極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ2的集電極和六號(hào)二極管DlO的陰極連接，作為變流電路2的驅(qū)動(dòng)
信號(hào)輸入/輸出端。[0034]本實(shí)施方式中電路中的二極管是根據(jù)再生制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，因整流需要而進(jìn)行參數(shù)匹配的。這樣該電路就實(shí)現(xiàn)了逆變和整流兩種功能，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)共用一套裝置。其中，在逆變狀態(tài)下工作時(shí)，給絕緣柵雙極型晶體管IGBT發(fā)送的是SPWM波，在進(jìn)行整流時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管IGBT是關(guān)斷的，參見4所示。
[0035]【具體實(shí)施方式】六、結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路4采用型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul實(shí)現(xiàn)的，該電路包括:15V電源、十一號(hào)二極管D11、滑動(dòng)電阻R7、八號(hào)電阻R8、九號(hào)電阻R9、十號(hào)電阻R10、十一號(hào)電阻R11、十二號(hào)電阻R12、十三號(hào)電阻R13和十四號(hào)電阻R14，
[0036]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的I號(hào)引腳同時(shí)連接15V電源和^ 號(hào)二極管Dll的陽(yáng)極，
[0037]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的2號(hào)引腳、3號(hào)引腳、4號(hào)引腳、5號(hào)引腳、6號(hào)引腳和7號(hào)引腳均為驅(qū)動(dòng)隔離電路4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，
[0038]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的9號(hào)引腳連接滑動(dòng)電阻R7的第一端，
[0039]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的12號(hào)引腳同時(shí)連接滑動(dòng)電阻R7的第二端、八號(hào)電阻R8的一端和電源地，
[0040]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的13號(hào)引腳同時(shí)連接滑動(dòng)電阻R7的第三端和八號(hào)電阻R8的另一端，
[0041]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的14號(hào)引腳連接十四號(hào)電阻R14的一端，
[0042]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的15號(hào)引腳連接十三號(hào)電阻R13的一端，
[0043]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的16號(hào)引腳連接十二號(hào)電阻R12的一端，
[0044]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的19號(hào)引腳連接十一號(hào)電阻Rll的一端，
[0045]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的20號(hào)引腳同時(shí)連接24號(hào)引腳、28號(hào)引腳和十一號(hào)二極管Dll的陰極，
[0046]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的23號(hào)引腳連接十號(hào)電阻RlO的一端，
[0047]型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片Ul的27號(hào)引腳連接九號(hào)電阻R9的一端，
[0048]十三號(hào)電阻R9的另一端、十號(hào)電阻RlO的另一端、十一號(hào)電阻Rll的另一端、十二號(hào)電阻R12的另一端、十三號(hào)電阻R13的另一端和十四號(hào)電阻R14的另一端均為驅(qū)動(dòng)隔離電路4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。
[0049]本實(shí)施方式中的型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片，可以驅(qū)動(dòng)六個(gè)全部功率開關(guān)管。參見圖4。
[0050]【具體實(shí)施方式】七、結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)在于，所述電流檢測(cè)電路5采用型號(hào)為ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的，該電路包括:3.3V電源、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R21、運(yùn)算放大器U4和運(yùn)算放大器U5,
[0051]ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的I號(hào)引腳和3號(hào)引腳均連接電源地，
[0052]ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的4號(hào)引腳連接電阻R19的一端，R19的另一端同時(shí)連接電阻R17的一端和運(yùn)算放大器U5的輸出端，運(yùn)算放大器U5的雙相電源正極連接電源，運(yùn)算放大器U5的雙相電源負(fù)極同時(shí)連接電阻R18的一端和電源地，運(yùn)算放大器U5的負(fù)向輸入端連接電阻R18的另一端，運(yùn)算放大器U5的正向輸入端同時(shí)連接電阻R16的一端和電阻R17的另一端，電阻R16的另一端同時(shí)連接電阻R14的一端和運(yùn)算放大器U4的輸出端，運(yùn)算放大器U4的雙相電源正極連接電源，運(yùn)算放大器U4的雙相電源負(fù)極同時(shí)連接電源地和電阻R15的一端，運(yùn)算放大器U4的正相輸入端同時(shí)連接電阻R14的另一端和電阻R13的一端，運(yùn)算放大器U4的負(fù)相輸入端連接電阻R15的另一端，電阻R13的另一端為電流檢測(cè)電路5的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，
[0053]ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的8號(hào)引腳同時(shí)連接3.3V電源、電阻R20的一端和電阻R21的一端，
[0054]ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的9號(hào)引腳連接電阻R21的另一端，電阻R21的另一端為電流檢測(cè)電路5的控制信號(hào)輸出端，
[0055]ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的10號(hào)引腳連接電阻R20的另一端，電阻R20的另一端為電流檢測(cè)電路5的控制信號(hào)輸出端。
[0056]本實(shí)施方式中，電流檢測(cè)電路參見圖5所示，采用一個(gè)分流電阻間接測(cè)流。在直流側(cè)接相應(yīng)阻值和功率的分流電阻，通過測(cè)量電阻上的電壓，來(lái)獲取直流回路的電流。然后檢測(cè)三相繞組的相電壓，通過相電壓的相互關(guān)系確定采樣的直流側(cè)電流是哪一相的電流值。選用高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片ADSl 115進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過I2C總線與外接電路相連，完成電流閉環(huán)。
[0057]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):1、該系統(tǒng)是電機(jī)控制器和能量管理一體化設(shè)計(jì)，即電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下和發(fā)電狀態(tài)下共用一套電路，使得電源和電機(jī)之間的雙向能量傳輸通過一套裝置就可以實(shí)現(xiàn)。2、電機(jī)控制器部分采用了 SPWM控制策略，提高了電池的利用率，反饋方面采用電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)系統(tǒng)，使得電機(jī)調(diào)速響應(yīng)快，運(yùn)行穩(wěn)定，控制方便。電路中還設(shè)計(jì)了保護(hù)電路，保證了系統(tǒng)可以安全可靠地運(yùn)行。
[0058]工作原理:本實(shí)施方式中，當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)，把電能傳遞給變流電路，此時(shí)的變流電路工作在逆變狀態(tài)，電流檢測(cè)電路和速度檢測(cè)電路分別檢測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)上的電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速，把電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速傳送給信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路進(jìn)行調(diào)控通過驅(qū)動(dòng)隔離電路更好的驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行；當(dāng)汽車再生制動(dòng)時(shí)，電池模塊將發(fā)出的電能傳遞給變流電路，此時(shí)的變流電路工作在整流狀態(tài)，將無(wú)刷直流電機(jī)電動(dòng)時(shí)輸出的電能給電源模塊進(jìn)行充電。
【權(quán)利要求】
1.基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，它包括驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)和控制器(6 )，其特征在于，它還包括電池模塊(9 )、保護(hù)電路(I)和變流電路(2 )，所述變流電路(2 )為雙向變流電路； 保護(hù)電路(I)串聯(lián)在所述電池模塊(9)的電源端與變流電路(2)的兩個(gè)直流信號(hào)端之間，所述變流電路(2)輸出無(wú)刷直流電機(jī)的三相交流電驅(qū)動(dòng)信號(hào)；控制器(6)輸出的無(wú)刷直流電機(jī)的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)隔離電路(4 )輸出給變流電路(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括電流檢測(cè)電路(5 )，所述電流檢測(cè)電路(5 )用于采集變流電路(2 )輸出給無(wú)刷直流電機(jī)的電流，并將采集的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送給控制器(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括速度檢測(cè)電路(7 )，該速度檢測(cè)電路(7 )用于采集無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將采集結(jié)果發(fā)送給控制器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，保護(hù)電路I包括電路a和電路b，電路a包括溫度開關(guān)P1、5V電源、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、二極管D3、二極管D4、二極管D5、極性電容Cl、極性電容C2、電位器P2和運(yùn)算放大器U2， 溫度開關(guān)Pl的I接口連接5V電源，溫度開關(guān)Pl的3接口同時(shí)連接電阻R3的一端和二極管D3的陽(yáng)極，電阻R3的另一端連接電源地，二極管D3的陰極同時(shí)連接二極管D4的陰極、二極管D5的陽(yáng)極和電阻R5的一端，電阻R5的另一端連接電源地，二極管D4的陽(yáng)極同時(shí)連接電阻R4的一端和運(yùn)算放大器U2的輸出端，電阻R4的另一端連接5V電源，運(yùn)算放大器U2的雙相電源正極連接5V電源，運(yùn)算放大器U2的雙相電源負(fù)極連接電源地，運(yùn)算放大器U2的正相輸入 端同時(shí)連接極性電容Cl的正極和電阻R2的一端，極性電容Cl的負(fù)極連接電源地，運(yùn)算放大器U2的負(fù)相輸入端同時(shí)連接極性電容C2的正極和電位器P2的2端口，極性電容C2的負(fù)極同時(shí)連接電源地和電位器P2的3端口，電位器P2的I端口連接5V電源，R2的另一端為電路a的輸入端，二極管D5的陰極為電路a的輸出端， 電路a和電路b結(jié)構(gòu)相同，電路a的輸入端與電路b的輸出端連接，作為保護(hù)電路(I)的電源端， 電路a的輸出端與電路b的輸入端連接，作為保護(hù)電路(I)的直流信號(hào)輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變流電路(2)包括:一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q1)、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q2)、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q3)、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q4)、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q5)、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q6)、一號(hào)二極管(D5)、二號(hào)二極管(D6)、三號(hào)二極管(D7)、四號(hào)二極管(D8)、五號(hào)二極管(D9)、六號(hào)二極管(DlO)和電容C3 ； 一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Ql)的柵極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q2)的柵極、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q3)的柵極、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q4)的柵極、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q5)的柵極和六絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q6)的柵極均為變流電路(2)的交流信號(hào)輸出端， 一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Ql)的集電極同時(shí)連接一號(hào)二極管(D5)的陰極、三號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q3)的集電極、二號(hào)二極管(D6)的陰極、五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q5)的集電極、三號(hào)二極管(D7)的陰極和電容C3的一端， 四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q4)的發(fā)射極同時(shí)連接四號(hào)二極管(D8)的陽(yáng)極、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q6)的發(fā)射極、五號(hào)二極管(D9)的陽(yáng)極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q2)的發(fā)射極、六號(hào)二極管(DlO)的陽(yáng)極和電容C3的另一端， 一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Ql)的集電極和四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q4)的發(fā)射極連接，作為變流電路(2)的電源輸入/輸出端， 一號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Ql)的發(fā)射極同時(shí)與一號(hào)二極管(D5)的陽(yáng)極、四號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q4)的集電極和四號(hào)二極管(D8)的陰極連接，作為變流電路(2)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入/輸出端， 三號(hào)NPN型二極管(Q3)的發(fā)射極同時(shí)與二號(hào)二極管(D6)的陽(yáng)極、六號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q6)的集電極和五號(hào)二極管(D9)的陰極連接，作為變流電路(2)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入/輸出端， 五號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q5)的發(fā)射極同時(shí)與三號(hào)二極管(D7)的陽(yáng)極、二號(hào)絕緣柵雙極型晶體管IGBT (Q2)的集電極和六號(hào)二極管(DlO)的陰極連接，作為變流電路(2)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入/輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)采用型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)實(shí)現(xiàn)的，該電路包括:15V電源、十一號(hào)二極管(D11)、滑動(dòng)電阻(R7)、八號(hào)電阻(R8)、九號(hào)電阻(R9)、十號(hào)電阻(R10)、十一號(hào)電阻(R11)、十二號(hào)電阻(R12)、十三號(hào)電阻(R13)和十四號(hào)電阻(R14)， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)·芯片(Ul)的I號(hào)引腳同時(shí)連接15V電源和十一號(hào)二極管(Dll)的陽(yáng)極， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的2號(hào)引腳、3號(hào)引腳、4號(hào)引腳、5號(hào)引腳、6號(hào)引腳和7號(hào)引腳均為驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的9號(hào)引腳連接滑動(dòng)電阻(R7)的第一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的12號(hào)引腳同時(shí)連接滑動(dòng)電阻(R7)的第二端、八號(hào)電阻(R8)的一端和電源地， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的13號(hào)引腳同時(shí)連接滑動(dòng)電阻(R7)的第三端和八號(hào)電阻(R8)的另一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的14號(hào)引腳連接十四號(hào)電阻(R14)的一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的15號(hào)引腳連接十三號(hào)電阻(R13)的一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的16號(hào)引腳連接十二號(hào)電阻(R12)的一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的19號(hào)引腳連接十一號(hào)電阻(Rll)的一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的20號(hào)引腳同時(shí)連接24號(hào)引腳、28號(hào)引腳和^ 號(hào)二極管(Dll)的陰極， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的23號(hào)引腳連接十號(hào)電阻(RlO)的一端， 型號(hào)為IR2130的驅(qū)動(dòng)芯片(Ul)的27號(hào)引腳連接九號(hào)電阻(R9)的一端， 十三號(hào)電阻(R9)的另一端、十號(hào)電阻(RlO)的另一端、十一號(hào)電阻(Rll)的另一端、十二號(hào)電阻(R12)的另一端、十三號(hào)電阻(R13)的另一端和十四號(hào)電阻(R14)的另一端均為驅(qū)動(dòng)隔離電路(4)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于汽車再生制動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測(cè)電路(5)采用型號(hào)為ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)的，該電路包括:3.3V電源、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R21、運(yùn)算放大器U4和運(yùn)算放大器U5， ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的1號(hào)引腳和3號(hào)引腳均連接電源地， ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的4號(hào)引腳連接電阻R19的一端，R19的另一端同時(shí)連接電阻R17的一端和運(yùn)算放大器U5的輸出端，運(yùn)算放大器U5的雙相電源正極連接電源，運(yùn)算放大器U5的雙相電源負(fù)極同時(shí)連接電阻R18的一端和電源地，運(yùn)算放大器U5的負(fù)向輸入端連接電阻R18的另一端，運(yùn)算放大器U5的正向輸入端同時(shí)連接電阻R16的一端和電阻R17的另一端，電阻R16的另一端同時(shí)連接電阻R14的一端和運(yùn)算放大器U4的輸出端，運(yùn)算放大器U4的雙相電源正極連接電源，運(yùn)算放大器U4的雙相電源負(fù)極同時(shí)連接電源地和電阻R15的一端，運(yùn)算放大器U4的 正相輸入端同時(shí)連接電阻R14的另一端和電阻R13的一端，運(yùn)算放大器U4的負(fù)相輸入端連接電阻R15的另一端，電阻R13的另一端為電流檢測(cè)電路(5)的信號(hào)輸入端， ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的8號(hào)引腳同時(shí)連接3.3V電源、電阻R20的一端和電阻R21的一端， ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的9號(hào)引腳連接電阻R21的另一端，電阻R21的另一端為電流檢測(cè)電路(5)的控制信號(hào)輸出端， ADS1115的A/D轉(zhuǎn)換芯片的10號(hào)引腳連接電阻R20的另一端，電阻R20的另一端為電流檢測(cè)電路(5)的控制信號(hào)輸出端。
【文檔編號(hào)】H02P6/06GK203645588SQ201420027390
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】周美蘭, 蘇革航 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)