本發(fā)明屬于島際交通運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的島際小型交通船大多采用柴油機(jī)作為動(dòng)力，柴油機(jī)在運(yùn)行過程中，不僅會產(chǎn)生巨大的噪聲，而且會排出大量的廢氣，破壞海洋環(huán)境。此外，柴油機(jī)船舶的缺點(diǎn)還包括操縱性能低、空間布局較差、輪機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜、效率低等。然而，以蓄電池為供電來源的純電動(dòng)船舶能夠克服柴油機(jī)船舶的缺點(diǎn)，其環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益前景不可估量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)；本發(fā)明與其他推進(jìn)電機(jī)相比，不僅具有高效率、高比功率等顯性優(yōu)勢，而且環(huán)保節(jié)能，是電力推進(jìn)船舶推進(jìn)電機(jī)最理想的選擇；可以避免柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣和噪聲對海洋環(huán)境造成的污染，極大提高推進(jìn)系統(tǒng)效率。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，包括DSP數(shù)字信號處理器、PWM驅(qū)動(dòng)電路、母線電壓檢測電路、繼電器控制電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、蓄電池組、增量式光電編碼器、仿真接口、串行通訊接口、狀態(tài)指示模塊、外部時(shí)鐘、逆變電路、無刷電機(jī)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述DSP數(shù)字信號處理器的JTAG連接仿真接口，所述DSP數(shù)字信號處理器的SCI連接串行通訊接口，所述DSP信號處理器的I/O連接狀態(tài)指示模塊，所述DSP數(shù)字信號處理器的PLL連接外部時(shí)鐘，所述溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器同時(shí)連接DSP信號處理器內(nèi)部的A/D端口；所述繼電器控制電路連接DSP數(shù)字信號處理器的I/O，所述PWM驅(qū)動(dòng)電路連接逆變電路，所述逆變電路的輸入端連接蓄電池組，所述逆變電路的輸出端分別連接無刷電機(jī)溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述DSP數(shù)字信號處理器采用TMS320F2812。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述逆變電路為IGBT型逆變電路。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明提供的電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，以DSP數(shù)字信號處理器為控制核心，結(jié)合PWM驅(qū)動(dòng)電路、母線電壓檢測電路、繼電器控制電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器、蓄電池組；采用蓄電池組取代柴油機(jī)提供動(dòng)力，可以避免柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣和噪聲對海洋環(huán)境造成的污染，極大提高推進(jìn)系統(tǒng)效率。而影響電力推進(jìn)系統(tǒng)效率的關(guān)鍵之一就是電機(jī)控制器的性能，由于永磁同步電機(jī)與其他推進(jìn)電機(jī)相比，具有優(yōu)越的整體性能。

2、本發(fā)明具有高效率、高比功率環(huán)保節(jié)能等顯性優(yōu)勢，是電力推進(jìn)船舶推進(jìn)電機(jī)最理想的選擇，電動(dòng)船的永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)，并在Matlab /Simulink平臺下搭建了仿真模型，進(jìn)行了仿真試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)靜態(tài)性能。

附圖說明

圖 1是本發(fā)明電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)連接圖。

圖2 是本發(fā)明電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的主程序流程圖。

具體實(shí)施方式

參見附1圖所示，本發(fā)明電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，包括DSP數(shù)字信號處理器、PWM驅(qū)動(dòng)電路、母線電壓檢測電路、繼電器控制電路、溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器、仿真接口、串行通訊接口、狀態(tài)指示模塊、外部時(shí)鐘、逆變電路、無刷電機(jī)；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述DSP數(shù)字信號處理器的JTAG連接仿真接口，所述DSP數(shù)字信號處理器的SCI連接串行通訊接口，所述DSP信號處理器的I/O連接狀態(tài)指示模塊，所述DSP數(shù)字信號處理器的PLL連接外部時(shí)鐘，所述溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器同時(shí)連接DSP信號處理器內(nèi)部的A/D端口；所述繼電器控制電路連接DSP數(shù)字信號處理器的I/O，所述PWM驅(qū)動(dòng)電路連接逆變電路，所述逆變電路的輸入端連接蓄電池組，所述逆變電路的輸出端分別連接無刷電機(jī)溫度檢測電路、電流檢測電路、增量式光電編碼器。

所述永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)控制，由一個(gè)速度外環(huán)和一個(gè)電流內(nèi)環(huán)回路構(gòu)成；控制流程的描述如下: 首先位置傳感器( 光電碼盤) 采樣PMSM的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子所處的位置，然后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與給定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n_ref進(jìn)行比較。

所述DSP數(shù)字信號處理器采用TMS320F2812；所述TMS320F2812片內(nèi)內(nèi)置了一個(gè)128K×16位的Flash 存儲器，利用仿真器和RS－232串口可以把用戶自己編寫程序燒寫到里面去，同時(shí)Flash存儲器是可以加設(shè)密碼以增加其安全性，阻止別人把內(nèi)容寫進(jìn)Flash。片內(nèi)還內(nèi)置了一個(gè)18K×16位的SRAM存儲器和一個(gè)4K×16位的BOOT ROM，一個(gè)1K×16位OTPROM，并擴(kuò)展了一個(gè)型號為IS61LV25616的256K×16位的SRAM。它的運(yùn)算速度非?？?，計(jì)算能力強(qiáng)，可運(yùn)用在對要求速度響應(yīng)時(shí)間和精確度要求比較挑剔的PMSM的控制系統(tǒng)中；DSP的高速的特性使得它能夠自我過濾到一些高頻噪聲、錯(cuò)誤輸入和反饋的信號。

所述逆變電路為IGBT型逆變電路。

如圖2 所示，為本發(fā)明電動(dòng)船舶永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的主程序流程圖；本發(fā)明主程序部分主要包括DSP參數(shù)、各模塊的初始化，轉(zhuǎn)子位置檢測，中斷子程序；主要功能是對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，同時(shí)對寄存器、時(shí)間管理器、PWM 發(fā)生器初始化程序、變量、控制系統(tǒng)參數(shù)賦值等進(jìn)行初始化。

結(jié)合附圖1和本發(fā)明的技術(shù)方案闡述工作過程：首先對增量式光電編碼器反饋回來的六路信號進(jìn)行處理和分析，得到PMSM輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置，同時(shí)DSP的AD模塊通過霍爾傳感器采樣蓄電池組的母線電壓、母線電流以及PMSM的定子電流信號，DSP將這些采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量參與控制運(yùn)算，通過SVPWM 算法輸出六路PWM波去控制逆變電路模塊中的IGBT的關(guān)斷，最終達(dá)到控制PMSM的目的；此外，還可以通過RS232串口與PC機(jī)進(jìn)行通信等。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。