嵌入式電動客車變頻空調(diào)一體化控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及專用交流電機(jī)變頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種嵌入式電動客車變頻空調(diào)一體化控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動客車空調(diào)系統(tǒng)中，需要變轉(zhuǎn)速控制的電機(jī)主要為壓縮機(jī)、車外風(fēng)機(jī)和車內(nèi)風(fēng)機(jī)。這些電機(jī)都是變頻空調(diào)系統(tǒng)中的主要控制對象，也是主要耗能設(shè)備。目前一般采用的變頻空調(diào)控制系統(tǒng)是單變頻控制系統(tǒng)，即單獨通過控制器控制壓縮機(jī)的電機(jī)，這種方式難以達(dá)到很好的空調(diào)季節(jié)能效比(SEER)，在室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度或環(huán)境溫度不是很高時，變頻壓縮機(jī)多半以低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。這時電功率較低，如果此時的室外風(fēng)機(jī)仍使用單速風(fēng)機(jī)，往往風(fēng)機(jī)的功耗與壓縮機(jī)相當(dāng)、甚至超越壓縮機(jī)的功耗，從而嚴(yán)重影響電動客車空調(diào)季節(jié)能效比指標(biāo)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型目的就是提供一種嵌入式電動客車變頻空調(diào)一體化控制器，該控制器通過閉環(huán)控制交流電動機(jī)的電壓或電流，完成電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制，從而降低電動客車變頻空調(diào)的能耗。
[0004]本實用新型的提供一種嵌入式電動客車變頻空調(diào)一體化控制器，它包括空調(diào)風(fēng)機(jī)、三相電壓型變頻器、為三相電壓型變頻器供電的電池組，該三相電壓型變頻器的三相變頻信號接口連接空調(diào)風(fēng)機(jī)對應(yīng)的三相變頻信號接口，它還包括PWM(Pulse WidthModulat1n，脈沖寬度調(diào)制)信號隔離及驅(qū)動模塊、三相電流及變頻器溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊、直流母線電壓檢測模塊、電源模塊、嵌入式控制芯片和輔助電源，其中，電源模塊的第一電源接口連接直流母線電壓檢測模塊的輸入端，電源模塊的第二電源接口連接PWM信號隔離及驅(qū)動模塊的供電端，電源模塊的第三電源接口連接嵌入式控制芯片的主電源接口，輔助電源的電源接口連接嵌入式控制芯片的輔助電源接口，三相電流及變頻器溫度檢測模塊的三個三相電流檢測接口分別連接三相電壓型變頻器對應(yīng)的三相變頻信號接口，三相電流及變頻器溫度檢測模塊的溫度探頭設(shè)置在三相電壓型變頻器殼體上，電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入端連接空調(diào)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號輸出端，電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊的溫度探頭設(shè)置在空調(diào)風(fēng)機(jī)的殼體上，三相電流及變頻器溫度檢測模塊、電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊和直流母線電壓檢測模塊的信號輸出端均連接嵌入式控制芯片的控制參數(shù)輸入端，嵌入式控制芯片的控制信號輸出端連接PWM信號隔離及驅(qū)動模塊的控制信號輸入端，PWM信號隔離及驅(qū)動模塊的過壓過流保護(hù)信號輸出端連接嵌入式控制芯片的過壓過流保護(hù)信號輸入端，PWM信號隔離及驅(qū)動模塊的控制信號輸出端連接三相電壓型變頻器的控制端。
[0005]本實用新型設(shè)計的電動客車變頻空調(diào)一體化控制器為閉環(huán)控制形式，利用三相電流值反饋參數(shù)、變頻器溫度反饋參數(shù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋參數(shù)、電機(jī)溫度反饋參數(shù)和直流母線電壓反饋參數(shù)在嵌入式控制芯片、PWM信號隔離及驅(qū)動模塊、三相電壓型變頻器的控制下實現(xiàn)對空調(diào)風(fēng)機(jī)的精確控制，保證電動客車空調(diào)具有較好的空調(diào)季節(jié)能效比，降低了電動汽車的綜合能耗。另外，整個系統(tǒng)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、響應(yīng)快、調(diào)速范圍廣、保護(hù)功能強(qiáng)等特點。
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0007]其中，I一空調(diào)風(fēng)機(jī)、2—三相電壓型變頻器、3—PffM信號隔離及驅(qū)動模塊、4一三相電流及變頻器溫度檢測模塊、5—電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊、6—直流母線電壓檢測模塊、7—電池組、8—電源模塊、9 一嵌入式控制芯片、10—駕駛狀態(tài)信號輸出模塊、11 一電駕駛控制器控制信號輸入模塊、12—輔助電源、13—CAN總線通信模塊。
【具體實施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0009]如圖1所示的一種嵌入式電動客車變頻空調(diào)一體化控制器，它包括空調(diào)風(fēng)機(jī)1、三相電壓型變頻器2、為三相電壓型變頻器2供電的電池組7，該三相電壓型變頻器2的三相變頻信號接口連接空調(diào)風(fēng)機(jī)I對應(yīng)的三相變頻信號接口，它還包括PWM信號隔離及驅(qū)動模塊3、三相電流及變頻器溫度檢測模塊4、電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊5、直流母線電壓檢測模塊6、電源模塊8、嵌入式控制芯片9和輔助電源12，其中，電源模塊8的第一電源接口連接直流母線電壓檢測模塊6的輸入端，電源模塊8的第二電源接口連接PffM信號隔離及驅(qū)動模塊3的供電端，電源模塊8的第三電源接口連接嵌入式控制芯片9的主電源接口，輔助電源12的電源接口連接嵌入式控制芯片9的輔助電源接口，三相電流及變頻器溫度檢測模塊4的三個三相電流檢測接口分別連接三相電壓型變頻器2對應(yīng)的三相變頻信號接口，三相電流及變頻器溫度檢測模塊4的溫度探頭設(shè)置在三相電壓型變頻器2殼體上，電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊5的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入端連接空調(diào)風(fēng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速信號輸出端，電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊5的溫度探頭設(shè)置在空調(diào)風(fēng)機(jī)I的殼體上，三相電流及變頻器溫度檢測模塊4、電機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度檢測模塊5和直流母線電壓檢測模塊6的信號輸出端均連接嵌入式控制芯片9的控制參數(shù)輸入端，嵌入式控制芯片9的控制信號輸出端連接PffM信號隔離及驅(qū)動模塊3的控制信號輸入端，PWM信號隔離及驅(qū)動模塊3的過壓過流保護(hù)信號輸出端連接嵌入式控制芯片9的過壓過流保護(hù)信號輸入端(PWM信號隔離及驅(qū)動模塊3對嵌入式控制芯片9內(nèi)的晶體管進(jìn)行過壓過流保護(hù)，保證了嵌入式控制芯片9的安全穩(wěn)定運(yùn)行)，PWM信號隔離及驅(qū)動模塊3的控制信號輸出端連接三相電壓型變頻器2的控制端。
[0010]上述技術(shù)方案中，嵌入式控制芯片9選用是ST公司的32位定點電機(jī)調(diào)速專用ARM芯片STM32F103ZET6。由于該ARM芯片內(nèi)集成了串行通信接口、SPI接口，CAN總線接口，特別是集成了可編程死區(qū)功能的12路比較/脈寬調(diào)制通道的事件管理器模塊和測速用正交編碼模塊以及多達(dá)40個用戶可用的中斷源，使得控制系統(tǒng)硬件設(shè)計大大簡化，并且SVPffM波形的形成只需由矢量控制算法算出各空間電壓矢量的作