一种电动车用电机电子换相控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电动车用电机电子换相控制系统。
【背景技术】
[0002]电动车在前进运行与后退运行时，由于电机的转动方向在发生改变，对于异步电机而言，需要调换任意两相电压的方向，同时为了在将电源切断后，缩短电机由于惯性而转动的时间，通常在电源切断后要对电机进行反接制动。
[0003]电动车在实际运行时，存在前进和倒车的两种情况，对于纯电动汽车而言，这就需要对电机的控制进行换相，目前的换相方法主要有一下几种:
[0004]—种是依靠机械装置进行换相，对于有接触的换相装置，在高速旋转时存在振动大、换向火花大、电刷使用寿命短、噪声大等问题，用改变电动机槽的设计、提高轴承质量、优化电刷设计和提高装配工艺等方法来解决上述所存在的问题收到的效果很小，因此这种换相装置目前很少使用。
[0005]二种是依靠电子装置进行换相，这种换相方式可以避免机械装置进行换相带来的问题，该换相装置是由位置传感器和功率开关器件组成，增加专门的换相机构，其成本高。
[0006]三是根据电机驱动装置的特性，在不增加电子换相装置的情况下依靠软件进行换相，这种方法简单成本低，但是在换相过程中存在电流冲击和转矩脉动，影响电动车的舒适性。
【发明内容】
[0007]针对以上问题，本实用新型提供了一种结构设计简单、合理，成本低，电机电子换相稳定、可靠、无扰动且具有极大实际应用价值的电动车用电机电子换相控制系统。
[0008]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0009]上述的电动车用电机电子换相控制系统，所述控制系统包括电子换相识别单元、转向识别单元、状态过渡控制单元、模式切换控制单元、状态恢复单元和电子换相控制单元；所述电子换相识别单元一端连接于所述转向识别单元并与所述转向识别单元集成为一体；所述电子换相识别单元包括转速检测硬件处理电路、油门信号检测硬件处理电路、电流检测硬件处理电路和油门开关信号检测硬件处理电路；所述转速检测硬件处理电路是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Ql、光电耦合器Ul和施密特触发器U2连接组成；所述状态过渡控制单元一端连接于所述电子换相识别单元和转向识别单元的集成体，另一端连接于所述模式切换控制单元；所述状态过渡控制单元一端连接于所述电子换相识别单元和转向识别单元的集成体，另一端连接于所述模式切换控制单元；所述模式切换控制单元一端连接于所述状态恢复单元并通过所述状态恢复单元连接所述电子换相识别单元和转向识别单元的集成体；所述电子换相控制单元一端连接于所述模式切换控制单元。
[0010]所述的电动车用电机电子换相控制系统，其中:所述电阻Rl —端连接+12V电源，另一端通过所述电阻R2连接共模抑制电感T其中一个输入端，所述电阻Rl与电阻R2的连接点还连接有端子BMB并通过所述端子BMB连接在电机的正交编码器的转速脉冲输出端；所述电容Cl并联于所述共模抑制电感T的两个输入端之间且一端还接地；所述电容C2并联于所述共模抑制电感T的两个输出端之间且一端还接地；所述电压比较器Ql的电源正极端连接+12V电源，电源负极端接地，同相输入端连接所述共模抑制电感T其中一个输出端，反相输入端连接所述电阻R3并通过所述电阻R3连接+6V的电源；所述电阻R4 —端连接+12V电源，另一端连接所述电压比较器Ql的输出端；所述光电耦合器Ul的阴极端接地，阳极端通过所述电阻R5连接至所述电压比较器Ql的输出端，基极连接+3.3V电源，发射极接地，集电极通过所述电阻R7连接至所述施密特触发器U2的端口 A ;所述电阻R6 —端连接+3.3V电源，另一端连接所述光电耦合器Ul的集电极；所述电容C3 —端连接于所述光电耦合器Ul的集电极与所述电阻R6、R7的连接点，另一端接地；所述电容C4 一端接地，另一端连接于所述电阻R6、所述光电耦合器Ul的基极与+3.3V电源的连接点；所述施密特触发器U2通过端子GND接地，通过端子VCC连接+3.3V电源；所述电容C5 —端连接+3.3V电源，另一端接地；所述电容C6 —端连接所述施密特触发器U2的端子Y，另一端接地；所述电阻R8 —端连接于所述电容C6与所述施密特触发器U2的端子Y之间的连接点，另一端连接有输出端子CAP2并通过所述输出端子CAP2连接到DSP的速度捕捉口。
[0011]所述的电动车用电机电子换相控制系统，其中:所述油门信号检测硬件处理电路是由电阻R9~R17、瞬态抑制二极管TVS1、运算放大器Q2和Q3、电容C7~C9以及连接端子Jl连接组成；所述连接端子Jl具有引脚TIA01、引脚VIN和引脚KI ;所述瞬态抑制二极管TVSl的阳极端接地，阴极端连接有端子ADCINA4 ;所述电阻R9 —端连接所述瞬态抑制二极管TVSl的阴极端，另一端连接所述运算放大器Q2的输出端；所述运算放大器Q2的反相输入端连接至输出端，同相输入端依次通过串接所述电阻R10、R12连接至所述运算放大器Q3的输出端；所述电阻Rll —端接地，另一端连接于所述电阻RlO与电阻R12的连接点；所述电容C7并联于所述电阻Rll两端；所述运算放大器Q3的电源正极端连接+5V电源，负极端接地，同相输入端通过所述电阻R16连接至所述连接端子Jl的引脚TIAOl，反相输入端通过所述电阻R15接地；所述电阻R17—端接地，另一端连接于所述连接端子Jl的引脚TIAOl ;所述电阻R13 —端连接于所述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述电容CS并通过所述电容C8连接至所述运算放大器Q3的反相输入端；所述电阻R14 —端连接所述运算放大器Q3的输出端，另一端连接所述运算放大器Q3的反相输入端。
[0012]所述的电动车用电机电子换相控制系统，其中:所述电流检测硬件处理电路是由霍尔霍尔芯片Al、瞬态抑制二极管TVS2和TVS3、电容C10~C20、电阻R18~R28、芯片U4、运算放大器Q4和Q5连接组成；所述霍尔芯片Al的I号引脚连接+5V电源，2号引脚接地；所述瞬态抑制二极管TVS2的阳极端接地，阴极端连接所述霍尔芯片Al的3号引脚；所述电容ClO —端接地，另一端连接+5V电源；所述电容Cll 一端连接所述霍尔芯片Al的3号引脚，另一端接地；所述电容C12 —端连接所述霍尔芯片Al的3号引脚，另一端连接所述电阻R20并通过所述电阻R20连接至所述芯片U3的引脚INl ;所述电阻R18 —端接地，另一端连接于所述霍尔芯片Al的3号引脚与所述电容C12的连接点；所述电阻R19 —端接地，另一端连接于所述电容C12与电阻R20的连接点；所述芯片U4通过引脚IN2接地，通过引脚V+连接+5V电源；所述电容C13 —端连接+5V电源，另一端接地；所述电容C14为极性电容，其正极端连接所述芯片U3的引脚Vout，负极端分别连接所述芯片U3的引脚0UTRIN、引脚EN和引脚GND ;所述电阻R21 —端连接所述芯片U3的引脚Vout，另一端连接所述电阻R23并通过所述电阻R23连接所述运算放大器Q4的同相输入端；所述电容C15 —端连接所述电阻R21与电阻R23的连接点，另一端接地；所述电阻R22 —端连接所述电阻R21与电阻R23的连接点，另一端接地；所述运算放大器Q4的正极端连接+5V电源，负极端接地，反相输入端连接所述电阻R24并通过所述电阻R24接地；所述电容C16 —端连接于所述运算放大器Q4的同相输入端与反相输入端之间；所述电阻R25连接于所述运算放大器Q4的反相输入端与输出端之间；所述电容C17并联于所述电阻R25两端；所述电容C18 —端连接于所述运算放大器Q4的输出端，另一端接地；所述电阻R26并联于所述电容C18两端；所述电阻R27—端连接于所述运算放大器Q4的输出端，另一端连接于所述运算放大器Q5的同相输入端；所述运算放大器Q4的反相输入端与输出端相连；所述电阻R28 —端连接所述运算放大器Q4的输出端，另一端连接有端子ADCIN5 ;所述电容C19 一端连接所述端子ADCIN5，另一端接地；所述瞬态抑制二极管TVS3的阳极端接地，阴极端连接所述端子ADCIN5 ;所述电容C20 —端连接+5V电源，另一端接地。
[0013]所述的电动车用电机电子换相控制系统，其中:所述油门开关信号检测硬件处理电路是由连接端子J2、电容C21和C22、电阻R29~R31和芯片U4连接组成；所述连接端子J2的I号端子通过所述电阻R30连接于所述芯片U4的引脚DAl ;所述电容C21 —端连接于所述连接端子J2的I号端子，另一端接地；所述电阻R29 —端连接于所述连接端子J2的I号端子，另一端接地；所述芯片U4通过引脚DKl接地，通过端子TCl连接所述电阻R31并通过所述电阻R31连接+3.3V电源，通过引脚TEl接地；所述电容C22 —端接地，另一端连接所述芯片U4的引脚TCl。
[0014]有益效果:
[0015]本实用新型电动车用电机电子换相控制系统结构设计简单、合理，运行稳定，依靠电机驱动装置的功率器件作为主回路，在需要进行电子换相前，从当前状态经过一个过渡平滑状态后才进行电子换相，同时换相结束后恢复系统运行的初始状态，在换相过程中如果系统运行状态发生改变，也可