一种直流无刷电机控制装置的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种直流无刷电机控制装置。

背景技术：

目前汽车行业正在应用的电动机主要用直流励磁电动机，直流励磁电流电动机是通过励磁线圈建立磁场、电刷换向器实现换向，从而造成电动机起动、运行电流大，体积大、过载能力差、维护复杂、效率低，电池冲击严重寿命短。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种直流无刷电机控制装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括为单片机、控制模块和驱动模块，所述驱动模块包括为电机供电的蓄电池、电流采样电路和电压采样电路，所述单片机的输入端接有检测电动车车速的红外测速电路、用于检测电机转速的霍尔传感器、用于检测电机工作温度对的温度传感器，所述单片机的输出端接有报警电路、散热模块和用于驱动电机运转的电机驱动器；所述控制模块包括位置传感器、红外测速电路、PI模块、PWM模块；所述电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端均与单片机的输入端相接。

所述单片机型号为MSP430F149，所述蓄电池为24V蓄电池。所述霍尔传感器含有IR22136芯片的MOS管驱动电路、位置检测电路、测速传感器以及测速电路、PI调节电路，位置传感器电路含有LM393双电压比较器，均与霍尔传感器相连接，用来检测电机转子所处的位置，先由霍尔传感器确定直流无刷电机转子的位置信息，将信息发送给单片机控制电机的转子位置检测电路，采样除直流无刷电机转子的位置角度，当测速传感器采集电机的转速，将信息发送给微控制器中的PI调节模块，PI调节模块对于输入的转速值和所采集到的转速进行调制，并将调制后的转速输入给SPWM模块，SPWM模块根据调制后的转速和转子的位置角度，生成脉冲波，通过改变输入直流电机电枢两端的电压，改变直流电机转速，实现无极调速。

所述红外测速电路包括红外发射电路和红外接收电路，所述红外发射电路包括红外发射管TLN205和发光二极管DS4，所述红外发射管TLN205的阳极经电阻R12与5v电源输出端相接，所述发光二极管DS4的阳极分两路，一路与5V电源输出端相连接，另一路经电容C5接地；所述发光二极管DS4的阴极R15接地，所述红外发射管TLN205的阴极接地。

所述单片机的输出端接有报警电路、散热模块和用于驱动电机运转的电机驱动器。当电机温度超过预设温度时，连接报警电路和散热模块，保证电机的工作寿命和正常运行。

所述霍尔传感器包括传感器OH137，所述传感器的OH137的第1引脚分两路，一路经电阻R4与5V电源输出端相接，另一路与三极管Q1的基极相接；所述三极管Q1的集电极分两路，一路经电阻R2与5V电源输出端相接，另一路与单片机相接；所述三极管Q1的发射极接地。

所述霍尔元件设置在直流无刷点机绕组的端部，并超前于直流无刷电机其中一相绕组90°的电角度，且与直流无刷电机的铁芯和绕组设有间隔距离。所述驱动器型号为SD-208。采样电路作用是实时监测蓄电池的剩余电量状态，反馈给用户。所述PI模块包括比例调节单元和积分单元，所述比例调节单元用于调节控制系统产生的偏差；所述的积分调节单元用于消除控制系统的静态误差。所述PWM模块根据P调节模块调制后的转速和转子的位置角度，生成脉冲波，通过改变输入直流电机电枢两端的电压，改变直流电机转速，实现无极调速。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种直流无刷电机控制装置，与现有技术相比，本发明采用新型高效的无刷直流电机，可以达到对电动车电能高效的使用。另外电动车的控制系统是电动车的重要组成部分，是提高电动机效率、延长蓄电池使用寿命的关键。通过优化控制系统的结构，达到良好的控制方式。

附图说明

图1：一种电动车用无刷直流电机结构图；

图2：PI调节模块原理图和特性曲线图；

图3：MSP430F149原理图；

图4：红外测速电路原理图；

图5; LM393双电压比较器原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1至图5所示：本发明包括为单片机、控制模块和驱动模块，所述驱动模块包括为电机供电的蓄电池、电流采样电路和电压采样电路，所述单片机的输入端接有检测电动车车速的红外测速电路、用于检测电机转速的霍尔传感器、用于检测电机工作温度对的温度传感器，所述单片机的输出端接有报警电路、散热模块和用于驱动电机运转的电机驱动器；所述控制模块包括位置传感器、红外测速电路、PI模块、PWM模块；所述电流采样电路的输出端和电压采样电路的输出端均与单片机的输入端相接。

所述单片机型号为MSP430F149，所述蓄电池为24V蓄电池。所述霍尔传感器含有IR22136芯片的MOS管驱动电路、位置检测电路、测速传感器以及测速电路、PI调节电路，位置传感器电路含有LM393双电压比较器，均与霍尔传感器相连接，用来检测电机转子所处的位置，先由霍尔传感器确定直流无刷电机转子的位置信息，将信息发送给单片机控制电机的转子位置检测电路，采样除直流无刷电机转子的位置角度，当测速传感器采集电机的转速，将信息发送给微控制器中的PI调节模块，PI调节模块对于输入的转速值和所采集到的转速进行调制，并将调制后的转速输入给SPWM模块，SPWM模块根据调制后的转速和转子的位置角度，生成脉冲波，通过改变输入直流电机电枢两端的电压，改变直流电机转速，实现无极调速。

所述红外测速电路包括红外发射电路和红外接收电路，所述红外发射电路包括红外发射管TLN205和发光二极管DS4，所述红外发射管TLN205的阳极经电阻R12与5v电源输出端相接，所述发光二极管DS4的阳极分两路，一路与5V电源输出端相连接，另一路经电容C5接地；所述发光二极管DS4的阴极R15接地，所述红外发射管TLN205的阴极接地。

所述单片机的输出端接有报警电路、散热模块和用于驱动电机运转的电机驱动器。当电机温度超过预设温度时，连接报警电路和散热模块，保证电机的工作寿命和正常运行。

所述霍尔传感器包括传感器OH137，所述传感器的OH137的第1引脚分两路，一路经电阻R4与5V电源输出端相接，另一路与三极管Q1的基极相接；所述三极管Q1的集电极分两路，一路经电阻R2与5V电源输出端相接，另一路与单片机相接；所述三极管Q1的发射极接地。

所述霍尔元件设置在直流无刷点机绕组的端部，并超前于直流无刷电机其中一相绕组90°的电角度，且与直流无刷电机的铁芯和绕组设有间隔距离。所述驱动器型号为SD-208。采样电路作用是实时监测蓄电池的剩余电量状态，反馈给用户。所述PI模块包括比例调节单元和积分单元，所述比例调节单元用于调节控制系统产生的偏差；所述的积分调节单元用于消除控制系统的静态误差。所述PWM模块根据P调节模块调制后的转速和转子的位置角度，生成脉冲波，通过改变输入直流电机电枢两端的电压，改变直流电机转速，实现无极调速。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。