电动船舶永磁同步电机控制系统的制作方法

本发明属于岛际交通运输技术领域，具体地涉及电动船舶永磁同步电机控制系统。

背景技术：

现有的岛际小型交通船大多采用柴油机作为动力，柴油机在运行过程中，不仅会产生巨大的噪声，而且会排出大量的废气，破坏海洋环境。此外，柴油机船舶的缺点还包括操纵性能低、空间布局较差、轮机系统复杂、效率低等。然而，以蓄电池为供电来源的纯电动船舶能够克服柴油机船舶的缺点，其环境效益和经济效益前景不可估量。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供电动船舶永磁同步电机控制系统；本发明与其他推进电机相比，不仅具有高效率、高比功率等显性优势，而且环保节能，是电力推进船舶推进电机最理想的选择；可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染，极大提高推进系统效率。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、蓄电池组、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其结构要点是：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O，所述PWM驱动电路连接逆变电路，所述逆变电路的输入端连接蓄电池组，所述逆变电路的输出端分别连接无刷电机温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器。

作为本发明的一种优选方案，所述DSP数字信号处理器采用TMS320F2812。

作为本发明的另一种优选方案，所述逆变电路为IGBT型逆变电路。

本发明的有益效果是。

1、本发明提供的电动船舶永磁同步电机控制系统，以DSP数字信号处理器为控制核心，结合PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器、蓄电池组；采用蓄电池组取代柴油机提供动力，可以避免柴油机产生的废气和噪声对海洋环境造成的污染，极大提高推进系统效率。而影响电力推进系统效率的关键之一就是电机控制器的性能，由于永磁同步电机与其他推进电机相比，具有优越的整体性能。

2、本发明具有高效率、高比功率环保节能等显性优势，是电力推进船舶推进电机最理想的选择，电动船的永磁同步电机调速控制系统，并在Matlab /Simulink平台下搭建了仿真模型，进行了仿真试验，实验证明系统可以实现良好的动静态性能。

附图说明

图 1是本发明电动船舶永磁同步电机控制系统的总体结构连接图。

图2 是本发明电动船舶永磁同步电机控制系统的主程序流程图。

具体实施方式

参见附1图所示，本发明电动船舶永磁同步电机控制系统，包括DSP数字信号处理器、PWM驱动电路、母线电压检测电路、继电器控制电路、温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器、仿真接口、串行通讯接口、状态指示模块、外部时钟、逆变电路、无刷电机；其结构要点是：所述DSP数字信号处理器的JTAG连接仿真接口，所述DSP数字信号处理器的SCI连接串行通讯接口，所述DSP信号处理器的I/O连接状态指示模块，所述DSP数字信号处理器的PLL连接外部时钟，所述温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器同时连接DSP信号处理器内部的A/D端口；所述继电器控制电路连接DSP数字信号处理器的I/O，所述PWM驱动电路连接逆变电路，所述逆变电路的输入端连接蓄电池组，所述逆变电路的输出端分别连接无刷电机温度检测电路、电流检测电路、增量式光电编码器。

所述永磁同步电机控制系统，采用双环结构控制，由一个速度外环和一个电流内环回路构成；控制流程的描述如下: 首先位置传感器( 光电码盘) 采样PMSM的转子转速和转子所处的位置，然后转子转速与给定的转子转速n_ref进行比较。

所述DSP数字信号处理器采用TMS320F2812；所述TMS320F2812片内内置了一个128K×16位的Flash 存储器，利用仿真器和RS－232串口可以把用户自己编写程序烧写到里面去，同时Flash存储器是可以加设密码以增加其安全性，阻止别人把内容写进Flash。片内还内置了一个18K×16位的SRAM存储器和一个4K×16位的BOOT ROM，一个1K×16位OTPROM，并扩展了一个型号为IS61LV25616的256K×16位的SRAM。它的运算速度非常快，计算能力强，可运用在对要求速度响应时间和精确度要求比较挑剔的PMSM的控制系统中；DSP的高速的特性使得它能够自我过滤到一些高频噪声、错误输入和反馈的信号。

所述逆变电路为IGBT型逆变电路。

如图2 所示，为本发明电动船舶永磁同步电机控制系统的主程序流程图；本发明主程序部分主要包括DSP参数、各模块的初始化，转子位置检测，中断子程序；主要功能是对系统进行初始化，同时对寄存器、时间管理器、PWM 发生器初始化程序、变量、控制系统参数赋值等进行初始化。

结合附图1和本发明的技术方案阐述工作过程：首先对增量式光电编码器反馈回来的六路信号进行处理和分析，得到PMSM输出的实际转速和转子的实际位置，同时DSP的AD模块通过霍尔传感器采样蓄电池组的母线电压、母线电流以及PMSM的定子电流信号，DSP将这些采集来的数据进行处理，将其转化为数字量参与控制运算，通过SVPWM 算法输出六路PWM波去控制逆变电路模块中的IGBT的关断，最终达到控制PMSM的目的；此外，还可以通过RS232串口与PC机进行通信等。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。