一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器的制作方法

文档序号:7479346阅读:303来源:国知局
专利名称:一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器的制作方法
技术领域
本实用新型属于动力装置领域,特别涉及一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器。
背景技术
交流异步电机控制器是动力蓄电池组与电机之间能量转换装置,它由外部控制信号接口电路、功率变换电路、控制电路和驱动电路等组成。为了保证电动汽车运行过程的安全,需要对驱动系统过电压、过电流、过温度及IGBT故障进行实时监测,并进行停机处理。传统的处理方法是通过实时读取电流、电压、温度及IGBT故障信号,在软件中根据AD采样计算出电压、电流、温度值,以及I/O采样的IGBT故障信号,通过判断进行故障保护,而由于软件处理会造成一定的延时,会出现保护失效等不良情况。
实用新型内容本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足,提供一种硬件上实现过电压、过电流、过温和IGBT故障保护功能的新型纯电动轿车用交流异步电机控制器。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,它包括控制芯片、总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路、电机、过压信号产生电路、过流信号产生电路、过温信号产生电路、IGBT故障信号、AND门和传感器组;传感器组包括一个或多个速度传感器、一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器和一个或多个电流传感器;控制芯片的PWM输出信号端口依次通过总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路与电机连接;速度传感器的信号采集端采集电机速度,速度传感器的信号输出端与控制芯片的CAP端口连接;电流传感器的信号采集端采集电机定子电流,电流传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路I与控制芯片的AD端口 I连接,控制芯片的AD端口 I还依次通过运算放大器处理电路I、过流信号产生电路与AND门连接;电压传感器的信号采集端采集电机母线电压,电压传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路II与控制芯片的AD端口 II连接,控制芯片的AD端口 II还依次通过运算放大器处理电路II、过压信号产生电路与AND门连接;温度传感器的信号采集端采集控制器和电机温度,温度传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路III与控制芯片的AD端口III连接,控制芯片的AD端口III还依次通过运算放大器处理电路III、过温信号产生电路与AND门连接;驱动电路与AND门之间的线路上连有IGBT故障信号,AND门的输出端与总线驱动器的片选信号控制端连接。本实用新型的有益效果是本实用新型提供一种硬件上实现过电压、过电流、过温和IGBT故障保护功能的新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,从硬件上进行改变,将原本采用软件进行处理的功能通过硬件实现,解决了处理延时、保护失效等问题,采用控制芯片自动控制,从信号采集到信号控制全过程均为非人工操作,避免了人为因素影响。

[0007]图I为本实用新型的结构框图;图2为本实用新型定子电流过流信号产生电路;图3为本实用新型母线电压过压信号产生电路;图4为本实用新型温度过温信号产生电路;图5为本实用新型PWM锁存电路一;图6为本实用新型PWM锁存电路二。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述,但本实用新型的保护范围不局限于 以下所述。如图I所示,一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,它包括控制芯片、总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路、电机、过压信号产生电路、过流信号产生电路、过温信号产生电路、IGBT故障信号、AND门和传感器组;传感器组包括一个或多个速度传感器、一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器和一个或多个电流传感器;控制芯片的PWM输出信号端口依次通过总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路与电机连接;速度传感器的信号采集端采集电机速度,速度传感器的信号输出端与控制芯片的CAP端口连接;电流传感器的信号采集端采集电机定子电流,电流传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路I与控制芯片的AD端口 I连接,控制芯片的AD端口 I还依次通过运算放大器处理电路I、过流信号产生电路与AND门连接;电压传感器的信号采集端采集电机母线电压,电压传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路II与控制芯片的AD端口 II连接,控制芯片的AD端口II还依次通过运算放大器处理电路II、过压信号产生电路与AND门连接;温度传感器的信号采集端采集控制器和电机温度信号,温度传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路III与控制芯片的AD端口 III连接,控制芯片的AD端口 III还依次通过运算放大器处理电路III、过温信号产生电路与AND门连接;驱动电路与AND门之间的线路上连有IGBT故障信号,AND门的输出端与总线驱动器的片选信号控制端连接。本实用新型的工作过程在进行电机控制时检测方向信号、保护信号及脚踏板的深度,与电机目标转矩值建立对应关系,根据这些数据输出d、q轴电流给定值,即目标电流;把当前电机的三相电流经过park变化和clark变换计算出电机实际的d、q轴电流;把目标电流与实际电流差值作为电流环的输入,经PI调节输出d、q轴电压;同时检测电动机转子速度信号并计算出转子位置,用于逆park变换,最后经过SVPWM调制转化为占空比输出,控制电机旋转。控制芯片TMS320LF2407A输出的PWM信号依次通过总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路与电机连接;电流传感器采集到电机定子电流后,经过运算放大器处理电路I处理后连接至控制芯片的AD端口 I,运算放大器处理电路I还经过流信号产生电路连接至与门(AND门);电压传感器采集到母线电压后,经过运算放大器处理电路II连接至控制芯片的AD端口 II,运算放大器处理电路II还经过压信号产生电路连接至与门(AND门);温度传感器采集到控制器和电机温度后,经过运算放大器处理电路III连接至控制芯片的AD端口III,运算放大器处理电路III还经过温信号产生电路连接至与门(AND门);IGBT故障信号经过驱动电路连接至与门(AND门);这些故障信号经过与门(AND门)后,形成一个总的保护信号连接至总线驱动器的片选信号脚,从而控制PWM信号的输出。定子电流过流信号产生电路如图2所示。当定子电流大于IH时,比较器U15A输出低电平;当定子电流小于IL时,比较器U15B输出低电平。当定子电流大于IH或者小于IL时,比较器输出一个低电平信号,即定子电流绝对值大于一定值后,比较器输出一个低电平信号送至与门74ALS30的12脚,如图5所示。与门74ALS30的12脚接一个上拉电阻,无故障时与门74ALS30的12脚上输入高电平。母线电压过压信号产生电路如图3所示。母线电压采样值大于VU_REF时,比较器U19A输出低电平,当母线电压大于一定值后,比较器输出一个低电平信号,并发送至与门74ALS30的6脚,如图5所示。与门74ALS30的6脚接一个上拉电阻,无故障时与门74ALS30的6脚上输入高电平。控制器或电机温度过压信号产生电路如图4所示。温度采样值大于TEMP_REF时,比较器U18A输出低电平。当控制器或电机温度大于一定值后,比较器输出一个低电平信号
送至与门74ALS30的5脚,如图5所示。与门74ALS30的5脚接一个上拉电阻,无故障时与门74ALS30的5脚上输入高电平。如图5所示,三路IGBT故障信号是通过驱动板采集传输至与门74ALS30的1、2、3脚,与门74ALS30的1、2、3脚接一个上拉电阻,无故障时与门74ALS30的1、2、3脚上输入高电平。如图6所示,上述经过与门74ALS30的信号合成一个总的故障保护信号,输出到总线驱动器74ACT245片选信号引脚,来控制PWM信号的输出。
权利要求1.一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,其特征在于它包括控制芯片、总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路、电机、过压信号产生电路、过流信号产生电路、过温信号产生电路、IGBT故障信号、AND门和传感器组;传感器组包括一个或多个速度传感器、一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器和一个或多个电流传感器;控制芯片的PWM输出信号端口依次通过总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路与电机连接;速度传感器的信号采集端采集电机速度,速度传感器的信号输出端与控制芯片的CAP端口连接;电流传感器的信号采集端采集电机定子电流,电流传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路I与控制芯片的AD端口 I连接,控制芯片的AD端口 I还依次通过运算放大器处理电路I、过流信号产生电路与AND门连接;电压传感器的信号采集端采集电机母线电压,电压传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路II与控制芯片的AD端口 II连接,控制芯片的AD端口II还依次通过运算放大器处理电路II、过压信号产生电路与AND门连接;温度传感器的信号采集端采集控制器和电机温度,温度传感器的信号输出端通过运算放大器处理电路III与控制芯片的AD端口 III连接,控制芯片的AD端口 III还依次通过运算放大器处理电路III、过温信号产生电路与AND门连接;驱动电路与AND门之间的线路上连有IGBT故障信号,AND门的输出端与总线驱动器的片选信号控制端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,它包括控制芯片、总线驱动器、驱动电路、三相逆变电路、电机、过压信号产生电路、过流信号产生电路、过温信号产生电路、IGBT故障信号、AND门和传感器组;传感器组包括一个或多个速度传感器、一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器和一个或多个电流传感器。本实用新型提供一种硬件上实现过电压、过电流、过温和IGBT故障保护功能的新型纯电动轿车用交流异步电机控制器,从硬件上进行改变,将原本采用软件进行处理的功能通过硬件实现,解决了处理延时、保护失效等问题,采用控制芯片自动控制,从信号采集到信号控制全过程均为非人工操作,避免了人为因素影响。
文档编号H02P25/02GK202565223SQ201220234358
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者袁维蓉, 郑曙光, 彭朝钊, 陈平, 唐小春, 王鹏 申请人:东方电气集团东风电机有限公司
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