专利名称：一种交通工具的马达控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及马达控制领域，尤其涉及ー种交通工具的马达控制器。
背景技术：
由于地球石油资源危机及环境污染问题越来越严重，发展新能源交通工具已经成为全球共同关注的焦点问题，燃油助力车在一定程度上減少了石油的消耗，降低了废弃的排放，但是燃油助力车终究还是要消耗石油资源，而且其工作效率低下，运行噪音大，同样也给环境带来了很多问题，在人口密度较高的地方的影响尤为严重。为了解决燃油助力车存在的一系列问题，发展电动的交通工具取代燃油助力车是市场所需，例如电动摩托车，但是电动摩托车要达到燃油助力车的行驶效果，就必须要求电动摩托车具有快速启动、高行驶速度和一定的续航能力的特性，具备这些性能的电动摩托车至少要满足以下三点要求第一、要有运行高效、出力大的马达；第二、要有工作稳定、效率高及不同工作模式的马达控制系统；第三、要有高比能量、高比功率及轻型大容量的电能储存装置电池。目前，马达控制器最通用的有两种，一种是采用120度控制技术的方波控制方法的马达控制器，另ー种是采用180度控制技术的正弦波控制方法的马达控制器；方波控制方法的特点是启动カ矩大，但运行噪音也大，尤其是在大负载情况下噪音问题更严重；正弦波控制方法的特点是运行效率高，行驶噪音很小，但启动カ矩小，整车启动速度慢。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供ー种交通工具的马达控制器，其根据交通工具工作状况的不同，控制电机自动调整输出等效方波的相电流波或正弦波的相电流，完成交通工具大启动カ矩和低运行噪音的要求。为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的ー种交通工具的马达控制器，其包括行驶状态判断単元及空间矢量控制单元，所述空间矢量控制单元包括电角度计算单元和空间矢量算法控制单元；所述行驶状态判断单元与空间矢量控制单元连接，所述电角度计算单元与空间矢量算法控制单元连接。特别的，所述空间矢量控制单元还包括转子位置计算单元，所述转子位置计算单元与行使状态判断单元连接。特别的，所述空间矢量控制单元还包括霍尔状态检测単元，所述霍尔状态检测单元与转子位置计算单元和电角度计算单元连接。本实用新型的有益效果为，所述ー种交通工具的马达控制器通过行驶状态判断单元实时判断交通工具处于启动状态，低速大负载运行状态，还是正常行驶状态，空间矢量控制单元根据行驶状态判断单元的判断结果，输出等效方波或正弦波的相电流，达到大启动カ矩和低运行噪音的目的，避免了马达长时间被方波驱动而引起的机械振动，延长马达使用寿命。
下面根据附图和实施例对本实用新型作进ー步详细说明。图I为本实用新型应用于电动摩托车上的马达控制器结构图；图2为霍尔状态关系示意图；图3为等效方波的相电流示意图；图4为正弦波的相电流示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步说明。请參照图I至图4所示。规定P为电机极对数，电机转子机械旋转一周有P个旋转周；n为霍尔状态，其有六个状态，分别命名为0、1、2、3、4、5，同时n还表示霍尔状态变化的次数。本实施例中，一种电动摩托车的马达控制器，其包括行驶状态判断単元及空间矢量控制单元，所述空间矢量控制单元包括转子位置计算单元、霍尔状态检测単元、电角度计算单元及空间矢量算法控制单元。所述行驶状态判断単元，与空间矢量控制单元连接，驱动马达控制软件以判断电动摩托车处于启动状态、低速大负载运行状态或是正常行驶状态。所述低速大负载运行状态为电动摩托车行驶速度低于每小时10公里的行驶状态；若电动摩托车既不处于启动状态，又不处于低速大负载运行状态，则电动摩托车处于正常行驶状态。所述转子位置计算单元，与行驶状态判断单元连接，实时计算当前电机转子的位置，并将电机转子的位置信息发给霍尔状态检测单元。所述霍尔状态检测単元，与转子位置计算单元连接，根据电机转子的当前位置检测电机输出的霍尔状态变化，并将霍尔状态变化信息传入电角度计算单元。如图2所示，图2为霍尔状态关系示意图，U、V、W分别表示三个相位，其中0、1、2、3、4、5为六个不同的霍尔状态，电机转子一个旋转周期内的霍尔状态依此从0变化到5，经历六个霍尔状态。所述电角度计算单元，与霍尔状态检测单元连接，根据电机输出的霍尔状态变化，自动调整电角度计算方法，计算电机转子位置的电角度。在行驶状态判断単元判断出电动摩托车处于启动状态或低速大负载运行状态时，通过转子位置计算单元实时计算出的电机转子的位置，以及霍尔状态检测单元根据电机转子的当前位置检测出的电机输出的霍尔状态变化，所述电角度计算单元调用公式(I)计算电机转子位置的电角度；。与电角度计算单元连接的空间矢量算法控制单元把计算得到的电机转子位置的电角度用于空间矢量算法的cIark变换、park变换、dark逆变换和park逆变换，电机转子位置的电角度以步长值设定単元设定的固定步长增加，输出等效方波的相电流，电机提供大的启动カ矩，减少电动摩托车启动的时间；wt=2pi*n/6+k*wt_add+wt_offset (I)其中，pi为常数3. 14, n为霍尔状态的变化次数，k为电机转子位置的计算次数，wt_add为电机转子位置的电角度增加的固定步长值，wt_offset为电机转子位置的电角度补偿量。在行驶状态判断单元判断出电动摩托车处于正常行驶状态时，所述电角度计算单元调用公式(2)计算电机转子位置的电角度。与电角度计算单元连接的空间矢量算法控制単元把计算得到的电机转子位置的电角度用于空间矢量算法的clark变换、park变换、dark逆变换及park逆变换，输出等效方波的相电流，电动摩托车以低噪音行驶；wt=2*pi*n/6+t*times*wt_speed+wt_offset (2)其中，pi为常数3. 14, n为霍尔状态的变化次数，t为定时器计数一次的时间；times为同一霍尔状态内定时器计数次数；wt_speed为电机转子旋转的电角速度；wt_offset为电机转子位置的电角度补偿量。 所述电动摩托车的马达控制器根据马达控制软件判断出的电动摩托车的行驶状态的不同，电角度计算单元使用不同的电角度计算方法；在电动摩托车处于启动状态或低速大负载运行状态时，电角度増加使用固定步长，空间矢量算法控制单元控制电机输出近似方波的相电流，电机提供大的启动カ矩，缩短启动时间；当电动摩托车顺利启动，速度达到一定值，处于正常行驶状态时，电角度计算单元自动更正为正规的空间矢量算法电角度计算方法，空间矢量算法控制单元控制电机输出正弦波的相电流，使电动摩托车以低噪音行驶；避免了马达长时间被方波驱动而引起的机械振动，延长马达的使用寿命。上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.ー种交通工具的马达控制器，其特征在于，包括行驶状态判断単元及空间矢量控制単元，所述空间矢量控制单元包括电角度计算单元和空间矢量算法控制单元；所述行驶状态判断単元与空间矢量控制单元连接，所述电角度计算单元与空间矢量算法控制单元连接。
2.根据权利要求I所述的交通工具的马达控制器，其特征在于，所述空间矢量控制单元还包括转子位置计算单元，所述转子位置计算单元与行使状态判断单元连接。
3.根据权利要求2所述的交通工具的马达控制器，其特征在于，所述空间矢量控制单元还包括霍尔状态检测単元，所述霍尔状态检测単元与转子位置计算单元和电角度计算单元连接。
专利摘要本实用新型公开一种交通工具的马达控制器，应用于马达控制领域，包括行驶状态判断单元和空间矢量控制单元，所述空间矢量控制单元包括电角度计算单元和空间矢量算法控制单元；所述行驶状态判断单元与空间矢量控制单元连接，所述电角度计算单元与空间矢量算法控制单元连接。本实用新型使交通工具以最低的噪音行驶，避免了马达长时间被方波驱动而引起的机械振动，延长了马达使用寿命。
文档编号H02P21/05GK202395717SQ201120435898
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者凌刚, 岳强, 张海清, 杨仲庆 申请人:无锡迈为电子技术有限公司