一种电动车电机起动控制装置的制造方法

文档序号:10141730阅读:524来源:国知局
一种电动车电机起动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动车技术领域,尤其涉及一种电动车电机起动控制装置。
【背景技术】
[0002]电机的启动就是将电机开起来,在电机启动初始瞬间,转子转速等于0,此时转差率等于1,由于旋转磁场相对于静止的转子具有很大的相对转速,由定子电流而形成的旋转磁场以很大的速度切割转子导体,此时转子导体产生很大的感应电动势和感应电流,由于转子电流的增大,此时定子电流也很大,通常采用额定电压启动时电机的启动电流为额定电流的7倍左右,过大的启动电流使得线路的压降增大,同时提高了线路器件的通流要求,影响线路上其他电器设备的正常工作,在电机频繁启动的情况下,很容易造成电机过热,而减小启动时电压虽然可以降低启动电流,但是启动转矩却平方比下降,因此三相异步电机的启动问题实际上就时在减小启动电流的情况下,如何保证具有较大的启动转矩,在满足这两个条件下,尽量使得电机的启动平稳,噪声小,这是三相异步电机启动要重点解决的问题。
[0003]通常电机的启动方式有一下几种:
[0004]—是直接启动,这种启动方式直接将电机的额定电压接在电机的三相定子绕组上,这种启动方式的启动电路电流大,启动过程具有较大的冲击性,同时起动时电机运行不平稳,产生一定的颤动。
[0005]二是降压启动,其基本原理在启动时降低加载定子绕组上的电压,以减小启动电流这种方法虽然能够降低启动时的电流,由于启动转矩与定子绕组上的电压的平方成正比,因此启动转矩大大减小,因此这种方法只适用于轻载启动的情况,对于重载的情况可能导致无法启动电机。
[0006]三是转子绕组中串电阻启动,在启动时直接将额定电压加载定子绕组上,能够满足启动转矩的要求,同时由于在转子绕组中串联了电阻,在启动时可以显著减小转子绕组的电流,启动完成后通过外部电路将转子绕组中串联的电阻直接短路。这种方式虽然能够解决启动时存在的问题,但是要增加额外的串联的电阻以及控制电路,体积大、成本高,不适宜空间和成本要求较高的场合。
[0007]上述可知,有必要对现有技术作进一步完善。

【发明内容】

[0008]针对以上问题,本实用新型提供了一种结构设计简单、合理,在保证具有较大启动转矩的情况下能减小启动电流,启动过程中噪音小,启动速度快,能够满足对启动过程有着较高性能要求的场合,成本低,可靠性高的电动车电机起动控制装置。
[0009]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0010]上述的电动车电机起动控制装置,主要由预制参数启动单元、电机启动参数整定单元、定子电压频率自适应单元、定子电压调节单元和电压与频率控制单元组成;所述预制参数启动单元一端电连接所述电机启动参数整定单元,其主要由转速检测电路和定子电流检测电路组成;所述电机启动参数整定单元分别与所述定子电压频率自适应单元和定子电压调节单元电连接;所述电压与频率控制单元一端电连接所述定子电压频率自适应单元,另一端电连接所述定子电压调节单元。
[0011]所述电动车电机起动控制装置,其中:所述转速检测电路是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Q1、光电耦合器U1和施密特触发器U2连接组成;所述电阻R1 —端连接+12V电源,另一端通过所述电阻R2连接所述共模抑制电感T其中一个输入端,所述电阻R1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C1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Q1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 —端接地,另一端连接所述电压比较器Q1的输出端;所述光电耦合器U1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Q1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U1的集电极;所述电容C3一端连接于所述光电耦合器U1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、光电耦合器U1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,所述电阻R8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。
[0012]所述电动车电机起动控制装置,其中:所述定子电流检测电路是由霍尔芯片A1、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A1的1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A1的3号引脚;所述电容C10 —端接地,另一端连接+5V电源;所述电容C11 一端连接所述霍尔芯片A1的3号引脚,另一端接地;所述电容C12 —端连接所述霍尔芯片A1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IN1 ;所述电阻R18—端接地,另一端连接于所述霍尔芯片A1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 一端连接所述芯片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,阴极端连接端子ADCIN5 ;所述电容C20 —端连接+5V电源,另一端接地。
[0013]有益效果:
[0014]本实用新型电动车电机起动控制装置结构设计简单、合理,在启动时,将加在定子绕组上的电压频率从低频开始按照一定的规律进行变化,逐步进行升频,同时加在定子绕组上的电压也按照一定规律进行变化,但是该电压在维持一个基础补偿电压的基础上,整个启动过程中电压和频率的比值为一个常数。本发明实质就是变频变压启动,不需要额外增加任何硬件成本,完全通过软件的方式进行实现,成本低、可靠性高具有极大的实际应用价值。同时,保证具有较大启动转矩的情况下还能能减小启动电流,能够克服传统电机起动技术中存在的问题,该电机起动控制技术启动电流小、启动转矩可以根据负载的情况进行自适应调节,启动过程中噪音小,启动速度快,能够满足对启动过程有着较高性能要求的场合,成本低,可靠性高,具有很强的应用价值。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型电动车电机起动控制装置的结构原理图;
[0016]图2为本实用新型电动车电机起动控制装置的预制参数启动单元的转速检测电路图;
[0017]图3为本实用新型电动车电机起动控制装置的预制参数启动单元的定子电流检测电路图;
[0018]图4为本实用新型电动车电机起动控制装置的定子电压频率自适应单元的控制特性图;
[0019]图5为本实用新型电动车电机起动控制装置的定子电压调节单元的控制特性图。
【具体实施方式】
[0020]如图1至5所示,本实用新型电动车电机起动控制装置,主要由预制参数启动单元
1、电机启动参数整定单元2、定子电压频率自适应单元3、定子电压调节单元4和电压与频率控制单元5组成。
[0021]该预制参数启动单元1 一端电连接电机启动参数整定单元2,其主要功能为根据系统设定的预定参数施加在定子绕组上,同时将检测到的定子绕组的电流和转子转速等参数传递给电机启动参数整定单元2。
[0022]其中,该预制参数启动单元1主要由转速检测电路和定子电流检测电路组成。
[0023]如图2所示,该转速检测电路是由电阻R1~R8、电容C1~C6、共模抑制电感T、电压比较器Q1、光电耦合器U1和施密特触发器U2连接组成;该电阻R1 —端连接+12V电源,另一端通过电阻R2连接共模抑制电感T其中一个输入端,该电阻R1与电阻R2的连接点还连接有端子BMB并通过端子BMB连接在电机的正交编码器的转速脉冲输出端;电容C1并联于共模抑制电感T的两个输入端之间且一端还接地;电容C2并联于共模抑制电感T的两个输出端之间且一端还接地;该电压比较器Q1的电源正极端连接+12V电源,电源负极端接地,同相输入端连接共模抑制电感T其中一个输出端,反相输入端连接电阻R3并通过电阻R3连接+6V的电源;电阻R4 —端接地,另一端连接电压比较器Q1的输出端;该光电耦合器U1的阴极端接地,阳极端通过电阻R5连接至电压比较器Q1的输出端,基极连接+
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