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：
本发明属于动カ装置领域，特别涉及ー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カ蓄电池组与电机之间能量转换装置，它由外部控制信号接ロ电路、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況。
发明内容
本发明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。本发明的目的通过以下技术方案来实现ー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、ー个或多个电压传感器、ー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输出信号端ロ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端ロ连接；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端ロ I连接，控制芯片的AD端ロ 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端ロ II连接，控制芯片的AD端ロ 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端ロIII连接，控制芯片的AD端ロ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。本发明的有益效果是本发明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。
图I为本发明的结构框 图2为本发明定子电流过流信号产生电路；
图3为本发明母线电压过压信号产生电路；
图4为本发明温度过温信号产生电路；
图5为本发明PWM锁存电路ー；
图6为本发明PWM锁存电路ニ。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进ー步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所 述。如图I所示，ー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；传感器组包括ー个或多个速度传感器、ー个或多个电压传感器、ー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输出信号端ロ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端ロ连接；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端ロ I连接，控制芯片的AD端ロ 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端ロ II连接，控制芯片的AD端ロ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端ロ III连接，控制芯片的AD端ロ 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。本发明的工作过程
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端ロ 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端ロ 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端ロ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，形成ー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吋，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脚接ー个上拉电阻，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吋，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脚接ー个上拉电阻，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吋，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脚接ー个上拉电阻，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脚接ー个上拉电阻，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的信号合成ー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。
全文摘要
本发明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。本发明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H02P25/02GK102684596SQ20121016207
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者唐小春, 彭朝钊, 王鹏, 袁维蓉, 郑曙光, 陈平 申请人:东方电气集团东风电机有限公司