一种三相直流无刷电机代步车控制器的制作方法

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1.本实用新型涉及控制器技术领域，尤其涉及一种三相直流无刷电机代步车控制器。


背景技术：

2.目前市场上的电动代步车，基本采用有刷电机。有刷电机的优势就是结构简单，成本低，且起步与制动效果好。而在低速状态下，有刷电机的扭力性能优异、转矩大。不过其缺点非常明显，碳刷磨损快，需要经常维护。另外，噪音大、效能低。最后，其受环境影响更大，容易退磁，使用寿命相对较短。效率低、耗能大，影响整车使用效果和寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种三相直流无刷电机代步车控制器，以解决现有技术不足。
4.本实用新型由如下技术方案实施：一种三相直流无刷电机代步车控制器，包括dsp芯片、电源模块、电压/电流检测模块、速度及运动方向输入模块、车头显示模块、电机驱动模块、电机霍尔信号模块、电磁刹车控制模块和电机，所述dsp芯片与电源模块、电压/电流检测模块、速度及运动方向输入模块、车头显示模块、电机驱动模块、电机霍尔信号模块、电磁刹车控制模块电连接，所述电机驱动模块、电磁刹车控制模块的输出端均连接电机，所述电机输出端连接电机霍尔信号模块，所述电压/电流检测模块与电源模块、电机电连接。
5.进一步的，所述电源模块为dc-dc电源模块。
6.进一步的，所述电压/电流检测模块包括电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块采用电阻串联组成的分压检测电路，所述电流检测模块采用电流互感器。
7.进一步的，所述速度及运动方向输入模块采用加速度传感器。
8.进一步的，所述车头显示模块为液晶显示屏或数码管的控制平台。
9.进一步的，所述电机驱动模块采用基于电机驱动芯片的驱动电路。
10.进一步的，所述电机霍尔信号模块采用霍尔传感器。
11.进一步的，所述电磁刹车控制模块采用基于三极管q7、q8和mos管q6的开关控制电路，所述三极管q7基极通过电阻连接dsp芯片，所述三极管q7集电极连接mos管q6的栅极，所述mos管q6的栅极连接三极管q8基极，所述三极管q8集电极连接电机上的电磁制动器，所述三极管q7、q8的集电极和mos管q6的漏极连接电源，所述三极管q7、q8的发射极和mos管q6的源极接地。
12.本实用新型的优点：
13.本实用新型采用无刷电机，其工作原理是采用了foc的控制方式，建立电流环，通过直接控制无刷电机的相电流的相位与幅值达到控制电机调速的目的。而采用foc控制的无刷电机的优势就很多，包括抗干扰能力强、转矩脉动、动态响应快、运行噪音小、效能高等。此外无刷电机的使用寿命更长，基本不需要做什么维护。
附图说明：
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的原理框图；
16.图2为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电源模块电路原理图；
17.图3为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电压检测模块电路原理图；
18.图4为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电流检测模块电路原理图；
19.图5为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的速度及运动方向输入模块电路原理图；
20.图6为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电磁刹车控制模块电路原理图；
21.图7为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电机霍尔信号模块电路原理图；
22.图8为本实用新型实施例的一种三相直流无刷电机代步车控制器的电机驱动模块电路原理图。
具体实施方式：
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，一种三相直流无刷电机代步车控制器，包括dsp芯片1、电源模块2、电压/电流检测模块3、速度及运动方向输入模块4、车头显示模块5、电机驱动模块6、电机霍尔信号模块7、电磁刹车控制模块8和电机9，dsp芯片1与电源模块2、电压/电流检测模块3、速度及运动方向输入模块4、车头显示模块5、电机驱动模块6、电机霍尔信号模块7、电磁刹车控制模块8电连接，电机驱动模块6、电磁刹车控制模块8的输出端均连接电机9，电机9输出端连接电机霍尔信号模块7，电压/电流检测模块3与电源模块2、电机9电连接。
25.电源模块2为dc-dc电源模块，它的作用是把电池电压转换成dsp芯片、显示模块、电压/电流检测模块等需要的工作电压。
26.电压/电流检测模块3包括电压检测模块和电流检测模块，电压检测模块采用电阻串联组成的分压检测电路，电流检测模块采用电流互感器。如图3所示，为电压检测模块电路原理图，电压检测模块是检测代步车电池的电压值和电机的输出电压值。检测电池电压值是通过dsp计算出电池电量的消耗情况，通过显示模块提醒代步车使用者查看电池电量值来更好行驶代步车。检测电机的输出电压值是为了更好控制代步车的行驶。
27.如图4所示，为电流检测模块，是检测电池的释放电流值和电机的输出电流值。检测电流的释放值是通过dsp计算出电池电量的消耗情况，通过显示模块提醒代步车使用者查看电池电量值来更好行驶代步车。检测电机的输出电压值是为了更好控制代步车的行驶。随时监测代步车运行电流，根据需要对代步车的运行状态进行控制，能够控制代步车遇到小的障碍或上坡时能自动加大转矩输出越过障碍和通过斜坡等，还能够保护代步车电机因堵转烧坏电机或控制器。
28.如图5所示，速度及运动方向输入模块4采用加速度传感器，检测加速度(电子油门)的操作情况，通过dsp芯片继而实现对代步车的前进或后退行驶控制、代步车速度快或慢行驶控制和代步车停车驻车控制等。
29.车头显示模块5为液晶显示屏或数码管的控制平台，主要是显示代步车电池电量数据、代步车行驶速度和行驶总里程。
30.如图8所示，电机驱动模块6采用基于电机驱动芯片的驱动电路。
31.如图7所示，电机霍尔信号模块7采用霍尔传感器，图中ha、hb、hc三端连接霍尔传感器。电机霍尔信号检测模块检测到直流无刷电机的转子位置，通过dsp芯片控制电机驱动模块来控制电机的旋转角度和运转速度，从而控制代步车的运行方向和行驶速度。
32.如图6所示，电磁刹车控制模块8采用基于三极管q7、q8和mos管q6的开关控制电路，三极管q7基极通过电阻连接dsp芯片1，三极管q7集电极连接mos管q6的栅极，mos管q6的栅极连接三极管q8基极，三极管q8集电极连接电机9上的电磁制动器，三极管q7、q8的集电极和mos管q6的漏极连接电源，三极管q7、q8的发射极和mos管q6的源极接地。电磁刹车控制模块是代步车停车或出故障时，通过dsp芯片控制电机上的电磁制动器动作来控制代步车停车驻车。
33.该种代步车控制器控制方式简单快捷且精度高，能有效提高代步车的运行性能，且能快速检测代步车的速度信息、方向和行驶里程等信息，控制方便灵活，操作简单，实用性高；通过操作加速器(电子油门)，速度和运行方向输入模块通过dsp芯片继而实现对代步车的行驶控制和驻车控制等；通过设置电流检测模块，采用了随时监测代步车运行电流，根据需要对代步车的运行状态进行控制，能够控制代步车遇到小的障碍或上坡时能自动加大转矩输出越过障碍和通过斜坡，还能够保护代步车电机因堵转烧坏电机或控制器；代步车采用充电电池作为运行能源，通过设置电压检测模块，随时监测电池的电压和释放的电流，当电池电量低于设定的限值时及时提醒使用者充电，能够防止代步车耗尽电池能源而无法运行。
34.本实用新型采用无刷电机，其工作原理是采用了foc的控制方式，建立电流环，通过直接控制无刷电机的相电流的相位与幅值达到控制电机调速的目的。而采用foc控制的无刷电机的优势就很多，包括抗干扰能力强、转矩脉动、动态响应快、运行噪音小、效能高等。此外无刷电机的使用寿命更长，基本不需要做什么维护。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。