一種電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其主要由能耗制動狀態(tài)識別單元、制動模式互鎖單元、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元、過渡狀態(tài)控制單元以及制動電壓調(diào)節(jié)單元組成；能耗制動狀態(tài)識別單元與制動模式互鎖單元電連接且集成為一體；能耗制動狀態(tài)識別單元硬件電路部分主要由轉(zhuǎn)速檢測電路、油門信號檢測電路、定子電流檢測電路和油門開關(guān)信號檢測電路連接組成；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元一端電連接于能耗制動狀態(tài)識別單元與制動模式互鎖單元的集成體；過渡狀態(tài)控制單元一端電連接于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元；制動電壓調(diào)節(jié)單元一端電連接轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元。本實(shí)用新型在不額外增加直流電源的情況下，可有效對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行快速制動，成本低、可靠性高。
【專利說明】
一種電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電動車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分有慣性，因此將電源切斷后，電動機(jī)還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動一段時(shí)間而后停止，為了縮短電機(jī)由于慣性而轉(zhuǎn)動的時(shí)間，通常在電源切斷后要對電機(jī)進(jìn)行制動。
[0003]三相電機(jī)在切除電源以后，電機(jī)的轉(zhuǎn)子由于慣性總要轉(zhuǎn)動一段時(shí)間后才能停下來，而實(shí)際應(yīng)用中，很多時(shí)候總是希望電機(jī)能夠準(zhǔn)確的定位或者以最快的速度停下來，此時(shí)就需要對電機(jī)進(jìn)行制動，三相電機(jī)的制動方法基本上有兩大類:一是機(jī)械制動，二是電力制動；
[0004]機(jī)械制動裝置的作用是在電動機(jī)切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法，比如電磁抱閘、電磁離合器等電磁制動器，這種制動方法在起重機(jī)械或者電機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)下廣泛應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確定位，可防止電機(jī)突然斷電使重物自行墜落而造成事故。其缺點(diǎn)是如果電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度很高，此時(shí)突然采用機(jī)械制動，容易損壞電機(jī)，并且機(jī)械制動方式有時(shí)采用摩擦的方式使得電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，容易使得制動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大的磨損；
[0005]電力制動是在電機(jī)切斷電源的同時(shí)給電動機(jī)一個(gè)和實(shí)際轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩使電機(jī)迅速停止的方法，最常用的方法是:回饋制動、能耗制動以及反接制動。
[0006]反接制動是在電動機(jī)切斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)電源的同時(shí)改變電機(jī)定子繞組的電源相序，使之有反轉(zhuǎn)趨勢而產(chǎn)生較大的制動力矩來制動電機(jī)，反接制動的實(shí)質(zhì)是使電機(jī)欲反轉(zhuǎn)而制動，反接制動制動力強(qiáng)，制動迅速，但是制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊力強(qiáng)，容易損壞傳動部件。
[0007]能耗制動是當(dāng)電動機(jī)切斷電源的同時(shí)給定子繞組的任意二相施加一直流電源，以產(chǎn)生靜止磁場，依靠轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)動切割靜止磁場產(chǎn)生制動力矩的方法。能耗制動制動平穩(wěn)、準(zhǔn)確，能量消耗小，需要直流電源，制動力相對較弱。
[0008]回饋制動是當(dāng)電機(jī)切斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)電源后，由于電機(jī)此時(shí)具有動能，電機(jī)驅(qū)動裝置使得電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，電機(jī)發(fā)出的電能通過電機(jī)驅(qū)動裝置給電池充電，將電能回饋給儲能裝置?；仞佒苿拥膬?yōu)點(diǎn)是可以將電機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在儲能裝置中提高其利用率，缺陷是回饋制動的電壓或者電流可能超過儲能裝置的電壓和電流門限，從而降低儲能裝置的使用壽命或燒壞儲能裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對以上問題，本實(shí)用新型提到一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，在不額外增加直流電源的情況下，可有效對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行快速制動，成本低、可靠性高且具有極大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)。
[0010]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]上述的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，主要由能耗制動狀態(tài)識別單元、制動模式互鎖單元、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元、過渡狀態(tài)控制單元以及制動電壓調(diào)節(jié)單元組成;所述能耗制動狀態(tài)識別單元與所述制動模式互鎖單元電連接且集成為一體;所述能耗制動狀態(tài)識別單元主要由轉(zhuǎn)速檢測電路、油門信號檢測電路、定子電流檢測電路和油門開關(guān)信號檢測電路連接組成;所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元一端電連接于所述能耗制動狀態(tài)識別單元與制動模式互鎖單元的集成體;所述過渡狀態(tài)控制單元一端電連接于所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元;所述制動電壓調(diào)節(jié)單元一端電連接所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元。
[0012]所述電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其中:所述轉(zhuǎn)速檢測電路是由電阻RI~R8、電容C1~C6、共模抑制電感T、電壓比較器Ql、光電耦合器Ul和施密特觸發(fā)器U2連接組成;所述電阻Rl—端連接+12V電源，另一端通過所述電阻R2連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸入端，所述電阻RI與電阻R2的連接點(diǎn)還連接有端子BMB并通過所述端子BMB連接在電機(jī)的正交編碼器的轉(zhuǎn)速脈沖輸出端;所述電容Cl并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸入端之間且一端還接地;所述電容C2并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸出端之間且一端還接地;所述電壓比較器Ql的電源正極端連接+12V電源，電源負(fù)極端接地，同相輸入端連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸出端，反相輸入端連接所述電阻R3并通過所述電阻R3連接+6V的電源；所述電阻R4—端接地，另一端連接所述電壓比較器Ql的輸出端;所述光電耦合器Ul的陰極端接地，陽極端通過所述電阻R5連接至所述電壓比較器Ql的輸出端，基極連接+3.3V電源，發(fā)射極接地，集電極通過所述電阻R7連接至所述施密特觸發(fā)器U2的端口 A;所述電阻R6—端連接+3.3V電源，另一端連接所述光電耦合器Ul的集電極;所述電容C3—端連接于所述光電耦合器Ul的集電極與所述電阻R6、R7的連接點(diǎn)，另一端接地;所述電容C4一端接地，另一端連接于所述電阻R6、光電耦合器Ul的基極與+3.3V電源的連接點(diǎn)；所述施密特觸發(fā)器U2通過端子GND接地，通過端子VCC連接+3.3V電源;所述電容C5—端連接+3.3V電源，另一端接地；所述電容C6—端連接所述施密特觸發(fā)器U2的端子Y，另一端接地;所述電阻R8—端連接于所述電容C6與所述施密特觸發(fā)器U2的端子Y之間的連接點(diǎn)，所述電阻R8另一端連接有輸出端子CAP2并通過所述輸出端子CAP2連接到DSP的速度捕捉口。
[0013]所述電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其中:所述油門信號檢測電路是由電阻R9?R17、瞬態(tài)抑制二極管TVS1、運(yùn)算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及連接端子Jl連接組成;所述連接端子Jl具有引腳TIAOl、引腳VIN和引腳KI;所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4;所述電阻R9—端連接所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陰極端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q2的輸出端;所述運(yùn)算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接所述電阻R10、R12連接至所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端;所述電阻Rll—端接地，另一端連接于所述電阻RlO與電阻R12的連接點(diǎn)；所述電容C7并聯(lián)于所述電阻Rll兩端;所述運(yùn)算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，同相輸入端通過所述電阻R16連接至所述連接端子Jl的引腳TIAOl，反相輸入端通過所述電阻R15接地;所述電阻R17一端接地，另一端連接于所述連接端子Jl的引腳TIAOl;所述電阻R13—端連接于所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述電容CS并通過所述電容CS連接至所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端;所述電阻R14—端連接所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端。
[0014]所述電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其中:所述定子電流檢測電路是由霍爾芯片Al、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容ClO?C20、電阻R18~R28、芯片U4、運(yùn)算放大器Q4和Q5連接組成；所述霍爾芯片Al的I號引腳連接+5V電源，2號引腳接地；所述瞬態(tài)抑制二極管TVS2的陽極端接地，陰極端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳;所述電容ClO—端接地，另一端連接+5V電源;所述電容C11 一端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳，另一端接地;所述電容C12一端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳，另一端連接所述電阻R20并通過所述電阻R20連接至所述芯片U3的引腳INl;所述電阻R18—端接地，另一端連接于所述霍爾芯片Al的3號引腳與所述電容C12的連接點(diǎn)；所述電阻Rl9—端接地，另一端連接于所述電容C12與電阻R20的連接點(diǎn);所述芯片U4通過引腳IN2接地，通過引腳V+連接+5V電源;所述電容C13—端連接+5V電源，另一端接地;所述電容C14為極性電容，其正極端連接所述芯片U3的引腳Vout，負(fù)極端分別連接所述芯片U3的引腳0UTRIN、引腳EN和引腳GND;所述電阻R21—端連接所述芯片U3的引腳Vout，另一端連接所述電阻R23并通過所述電阻R23連接所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端;所述電容Cl5—端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地;所述電阻R22—端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地;所述運(yùn)算放大器Q4的正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，反相輸入端連接所述電阻R24并通過所述電阻R24接地;所述電容C16—端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端與反相輸入端之間；所述電阻R25連接于所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端之間;所述電容C17并聯(lián)于所述電阻R25兩端;所述電容C18一端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端接地;所述電阻R26并聯(lián)于所述電容C18兩端;所述電阻R27—端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接于所述運(yùn)算放大器Q5的同相輸入端;所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端相連;所述電阻R28—端連接所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接有端子ADCIN5;所述電容C19 一端連接端子ADCIN5，另一端接地;所述瞬態(tài)抑制二極管TVS3的陽極端接地，陰極端連接端子ADCIN5;所述電容C20一端連接+5V電源，另一端接地。
[0015]所述電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其中:所述油門開關(guān)信號檢測電路是由連接端子J2、電容C21和C22、電阻R29?R31和芯片U4連接組成;所述連接端子J2的I號端子通過所述電阻R30連接于所述芯片U4的引腳DA I;所述電容C21—端連接于所述連接端子J2的I號端子，另一端接地;所述電阻R29—端連接于所述連接端子J2的I號端子，另一端接地;所述芯片U4通過引腳DKl接地，通過端子TCl連接所述電阻R31并通過所述電阻R31連接+3.3V電源，通過引腳TEl接地;所述電容C22—端接地，另一端連接所述芯片U4的引腳TCl。
[0016]有益效果:
[0017]本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，在電機(jī)的轉(zhuǎn)速低于某一轉(zhuǎn)速時(shí)可以有效進(jìn)行快速制動，在電機(jī)的驅(qū)動電源切斷后，在兩相定子繞組中通入直流電源，電機(jī)由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動而切割直流電源形成的磁場，直流電源形成的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩的方向是相反的，從而起到制動作用，該方式能夠滿足三相電機(jī)能耗制動技術(shù)需求。在不額外增加直流電源的情況下，通過改變HVM的控制方式，實(shí)現(xiàn)在電機(jī)的兩相上形成一個(gè)直流電源，從而產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的制動轉(zhuǎn)矩，成本低、可靠性高具有極大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的能耗制動主回路原理圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速檢測電路原理圖；
[0021]圖4為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的油門信號檢測電路原理圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的定子電流檢測電路原理圖；
[0023]圖6為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的油門開關(guān)信號檢測電路原理圖；
[0024]圖7為本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)的能耗制動主回路的控制邏輯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1至7所示，本實(shí)用新型電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，主要由能耗制動狀態(tài)識別單元1、制動模式互鎖單元2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元3、過渡狀態(tài)控制單元4以及制動電壓調(diào)節(jié)單元5組成。
[0026]該能耗制動狀態(tài)識別單元I與制動模式互鎖單元2電連接且集成為一體;其中，該能耗制動狀態(tài)識別單元I主要功能是電機(jī)驅(qū)動裝置根據(jù)電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行的參數(shù)，主要是油門信號、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子電流，來判斷電機(jī)當(dāng)前是否進(jìn)入能耗制動模式，本發(fā)明中進(jìn)入能耗制動模式的條件為:沒有油門信號，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速小于250轉(zhuǎn)/分，但是大于30轉(zhuǎn)/分時(shí)，進(jìn)入能耗制動模式。
[0027]其中，該能耗制動狀態(tài)識別單元I的硬件電路部分主要由轉(zhuǎn)速檢測電路、油門信號檢測電路、定子電流檢測電路和油門開關(guān)信號檢測電路連接組成，硬件電路檢測到的輸出信號最終都要反饋到能耗制動狀態(tài)識別單元I中，該耗制動狀態(tài)識別單元I根據(jù)這些反饋的信號進(jìn)行分析，判斷電機(jī)是否進(jìn)入制動模式。
[0028]如圖3所示，該轉(zhuǎn)速檢測電路是由電阻R1~R8、電容C1~C6、共模抑制電感T、電壓比較器Ql、光電耦合器Ul和施密特觸發(fā)器U2連接組成;該電阻Rl —端連接+12V電源，另一端通過電阻R2連接共模抑制電感T其中一個(gè)輸入端，該電阻Rl與電阻R2的連接點(diǎn)還連接有端子BMB并通過端子BMB連接在電機(jī)的正交編碼器的轉(zhuǎn)速脈沖輸出端；電容Cl并聯(lián)于共模抑制電感T的兩個(gè)輸入端之間且一端還接地;電容C2并聯(lián)于共模抑制電感T的兩個(gè)輸出端之間且一端還接地;該電壓比較器Ql的電源正極端連接+12V電源，電源負(fù)極端接地，同相輸入端連接共模抑制電感T其中一個(gè)輸出端，反相輸入端連接電阻R3并通過電阻R3連接+6V的電源；電阻R4—端接地，另一端連接電壓比較器Ql的輸出端;該光電耦合器Ul的陰極端接地，陽極端通過電阻R5連接至電壓比較器Ql的輸出端，基極連接+3.3V電源，發(fā)射極接地，集電極通過電阻R7連接至施密特觸發(fā)器U2的端口A;電阻R6—端連接+3.3V電源，另一端連接光電耦合器UI的集電極；電容C3—端連接于光電耦合器UI的集電極與電阻R6、R7的連接點(diǎn)，另一端接地；電容C4一端接地，另一端連接于電阻R6、光電耦合器Ul的基極與+3.3V電源的連接點(diǎn)；該施密特觸發(fā)器U2通過端子GND接地，通過端子VCC連接+3.3V電源；電容C5—端連接+3.3V電源，另一端接地；電容C6—端連接施密特觸發(fā)器U2的端子Y，另一端接地；電阻R8—端連接于電容C6與施密特觸發(fā)器U2的端子Y之間的連接點(diǎn)，另一端連接有輸出端子CAP2并通過輸出端子CAP2連接到DSP的速度捕捉口。
[0029]如圖4所示，該油門信號檢測電路是由電阻R9?R17、瞬態(tài)抑制二極管TVSl、運(yùn)算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及連接端子Jl連接組成，該連接端子Jl具有引腳TIAOl、引腳VIN和引腳KI;瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4;該電阻R9—端連接瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陰極端，另一端連接運(yùn)算放大器Q2的輸出端;運(yùn)算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接電阻R10、R12連接至運(yùn)算放大器Q3的輸出端；電阻Rll—端接地，另一端連接于電阻RlO與電阻R12的連接點(diǎn)；電容C7并聯(lián)于該電阻Rll兩端；運(yùn)算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，同相輸入端通過電阻R16連接至連接端子Jl的引腳TIAOl，反相輸入端通過電阻R15接地；電阻R17—端接地，另一端連接于連接端子Jl的引腳TIAOl;電阻R13—端連接于運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接電容CS并通過電容CS連接至運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端；電阻R14—端連接運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端。
[0030]如圖5所示，該定子電流檢測電路是由霍爾芯片Al、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容ClO?C20、電阻R18~R28、芯片U4、運(yùn)算放大器Q4和Q5連接組成；其中，該霍爾芯片Al的I號引腳連接+5V電源，2號引腳接地;該瞬態(tài)抑制二極管TVS2的陽極端接地，陰極端連接霍爾芯片Al的3號引腳;該電容ClO—端接地，另一端連接+5V電源;該電容Cl I一端連接霍爾芯片AI的3號引腳，另一端接地;該電容C12—端連接霍爾芯片AI的3號引腳，另一端連接電阻R20并通過電阻R20連接至芯片U3的引腳INl;該電阻R18—端接地，另一端連接于霍爾芯片Al的3號引腳與電容C12的連接點(diǎn)；該電阻R19—端接地，另一端連接于電容C12與電阻R20的連接點(diǎn)；該芯片U4通過引腳IN2接地，通過引腳V+連接+5V電源；電容Cl3—端連接+5V電源，另一端接地;該電容C14為極性電容，其正極端連接芯片U3的引腳Vout，負(fù)極端分別連接芯片U3的引腳0UTRIN、引腳EN和引腳GND;電阻R21—端連接芯片U3的引腳Vout，另一端連接電阻R23并通過電阻R23連接運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端；電容C15—端連接電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地；電阻R22—端連接電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地;該運(yùn)算放大器Q4的正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，反相輸入端連接電阻R24并通過電阻R24接地;該電容C16—端連接于運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端與反相輸入端之間；該電阻R25連接于運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端之間；該電容C17并聯(lián)于電阻R25兩端；電容C18—端連接于運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端接地;該電阻R26并聯(lián)于該電容C18兩端;該電阻R27一端連接于運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接于運(yùn)算放大器Q5的同相輸入端；該運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端相連;該電阻R28—端連接運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接有端子ADCIN5 ；該電容C19 一端連接端子ADCIN5，另一端接地;該瞬態(tài)抑制二極管TVS3的陽極端接地，陰極端連接端子ADCIN5 ；電容C20—端連接+5V電源，另一端接地。
[0031]如圖6所示，該油門開關(guān)信號檢測電路是由連接端子J2、電容C21和C22、電阻R29?R31和芯片U4連接組成；其中，該連接端子J2的I號端子通過電阻R30連接于芯片U4的引腳DAl;該電容C21—端連接于連接端子J2的I號端子，另一端接地;該電阻R29—端連接于連接端子J2的I號端子，另一端接地;該芯片U4通過引腳DKl接地，通過端子TCl連接電阻R31并通過電阻R31連接+3.3V電源，通過引腳TEl接地;該電容C22—端接地，另一端連接芯片U4的引腳TCl ο
[0032]該制動模式互鎖單元2主要功能是對電機(jī)的不同的制動方式進(jìn)行互鎖，保證電機(jī)當(dāng)前只能工作在一種制動模式，即同一時(shí)刻只能工作在一種制動模式。其中，該制動模式互鎖單元2的實(shí)現(xiàn)方法為:電機(jī)制動系統(tǒng)中其制動方式一共有四種，一是回饋制動，二是能耗制動，三是反接制動，四是機(jī)械制動，在某一時(shí)刻電機(jī)只能進(jìn)入這四種制動模式中的一種，即制動工作模式互鎖單元2—旦判別控制系統(tǒng)進(jìn)入能耗制動模式，那么制動模式互鎖單元2就必須保證當(dāng)前的狀態(tài)只能進(jìn)入該制動模式，系統(tǒng)不可能進(jìn)入其他的制動工作模式或者加減速狀態(tài)。
[0033]該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元3—端電連接于該能耗制動狀態(tài)識別單元I與制動模式互鎖單元2的集成體，其中，該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元3的主要功能是檢測轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，同時(shí)對轉(zhuǎn)速進(jìn)行防擾動判斷，識別250轉(zhuǎn)/分和30轉(zhuǎn)/分兩個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速點(diǎn)。
[0034]該過渡狀態(tài)控制單元4一端電連接于該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元3，其主要功能是做好回饋制動到能耗制動狀態(tài)的平滑過渡以及從能耗制動到反接制動狀態(tài)的平滑過渡。其中，該過渡狀態(tài)控制單元4具體實(shí)現(xiàn)方法為:當(dāng)進(jìn)入能耗制動工作時(shí)，根據(jù)檢測到的電流的大小，緩慢的增加制動電壓，不斷的增加制動力矩;退出能耗制動模式時(shí)，根據(jù)當(dāng)前電流的大小決定退出模式，如果電流很小，直接進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，如果電流很大，則先減小能耗制動制動的制動電壓，當(dāng)電壓減小到某一數(shù)值時(shí)才進(jìn)入另一個(gè)狀態(tài)。
[0035]該制動電壓調(diào)節(jié)單元5—端電連接該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元3，其主要功能是調(diào)節(jié)能耗制動時(shí)的電壓，保證制動時(shí)產(chǎn)生的電流在驅(qū)動器安全可靠的工作范圍內(nèi)并且具備足夠的制動力矩。
[0036]如圖2、7所示，本發(fā)明的能耗制動主回路原理為:
[0037]能耗制動時(shí)通過控制功率M0SFET管的柵極驅(qū)動脈沖信號G1、G2、G3、G4、G5、G6使得在電機(jī)兩相繞組上形成一個(gè)直流電源，具體控制方式為:功率開關(guān)Ql、Q2的脈沖占空比為
0.5，但功率開關(guān)Ql、Q2的相位相差180*3 ；功率開關(guān)Q3、Q4的脈沖占空比為0.4，但功率開關(guān)Q3、Q4的相位相差180*3;功率開關(guān)Q5、Q6的脈沖占空比為0.3，但功率開關(guān)05、06的相位相差180Q;三個(gè)橋臂的脈沖信號之間沒有相位差，通過這種方式就使得在電機(jī)的兩相繞組之間形成了一個(gè)直流電源，控制邏輯圖見附圖7，當(dāng)脈沖信號為高電平I時(shí)，代表對應(yīng)的開關(guān)管導(dǎo)通，為(低電平)0時(shí)關(guān)斷。
[0038]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，在不額外增加直流電源的情況下，可有效對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行快速制動，成本低、可靠性高且具有極大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)主要由能耗制動狀態(tài)識別單元、制動模式互鎖單元、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元、過渡狀態(tài)控制單元以及制動電壓調(diào)節(jié)單元組成； 所述能耗制動狀態(tài)識別單元與所述制動模式互鎖單元電連接且集成為一體;所述能耗制動狀態(tài)識別單元的硬件電路部分主要由轉(zhuǎn)速檢測電路、油門信號檢測電路、定子電流檢測電路和油門開關(guān)信號檢測電路連接組成； 所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元一端電連接于所述能耗制動狀態(tài)識別單元與制動模式互鎖單元的集成體； 所述過渡狀態(tài)控制單元一端電連接于所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元； 所述制動電壓調(diào)節(jié)單元一端電連接所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測單元。2.如權(quán)利要求1所述的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速檢測電路是由電阻R1~R8、電容C1~C6、共模抑制電感T、電壓比較器Q1、光電耦合器Ul和施密特觸發(fā)器U2連接組成； 所述電阻Rl —端連接+12V電源，另一端通過所述電阻R2連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸入端，所述電阻Rl與電阻R2的連接點(diǎn)還連接有端子BMB并通過所述端子BMB連接在電機(jī)的正交編碼器的轉(zhuǎn)速脈沖輸出端;所述電容Cl并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸入端之間且一端還接地;所述電容C2并聯(lián)于所述共模抑制電感T的兩個(gè)輸出端之間且一端還接地;所述電壓比較器Ql的電源正極端連接+12V電源，電源負(fù)極端接地，同相輸入端連接所述共模抑制電感T其中一個(gè)輸出端，反相輸入端連接所述電阻R3并通過所述電阻R3連接+6V的電源;所述電阻R4—端接地，另一端連接所述電壓比較器Ql的輸出端;所述光電耦合器Ul的陰極端接地，陽極端通過所述電阻R5連接至所述電壓比較器Ql的輸出端，基極連接+3.3V電源，發(fā)射極接地，集電極通過所述電阻R7連接至所述施密特觸發(fā)器U2的端口 A;所述電阻R6一端連接+3.3V電源，另一端連接所述光電耦合器Ul的集電極;所述電容C3—端連接于所述光電耦合器UI的集電極與所述電阻R6、R7的連接點(diǎn)，另一端接地;所述電容C4一端接地，另一端連接于所述電阻R6、光電耦合器Ul的基極與+3.3V電源的連接點(diǎn);所述施密特觸發(fā)器U2通過端子GND接地，通過端子VCC連接+3.3V電源;所述電容C5—端連接+3.3V電源，另一端接地;所述電容C6—端連接所述施密特觸發(fā)器U2的端子Y，另一端接地;所述電阻R8—端連接于所述電容C6與所述施密特觸發(fā)器U2的端子Y之間的連接點(diǎn)，所述電阻R8另一端連接有輸出端子CAP2并通過所述輸出端子CAP2連接到DSP的速度捕捉口。3.如權(quán)利要求1所述的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述油門信號檢測電路是由電阻R9?R17、瞬態(tài)抑制二極管TVS1、運(yùn)算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及連接端子Jl連接組成;所述連接端子Jl具有引腳TIA01、引腳VIN和引腳KI; 所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4;所述電阻R9—端連接所述瞬態(tài)抑制二極管TVSl的陰極端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q2的輸出端;所述運(yùn)算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接所述電阻R10、R12連接至所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端;所述電阻Rll—端接地，另一端連接于所述電阻RlO與電阻R12的連接點(diǎn)；所述電容C7并聯(lián)于所述電阻Rl I兩端;所述運(yùn)算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，同相輸入端通過所述電阻R16連接至所述連接端子Jl的引腳TIA01，反相輸入端通過所述電阻R15接地;所述電阻R17—端接地，另一端連接于所述連接端子Jl的引腳TIAOl;所述電阻R13—端連接于所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述電容CS并通過所述電容CS連接至所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端;所述電阻R14—端連接所述運(yùn)算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述運(yùn)算放大器Q3的反相輸入端。4.如權(quán)利要求1所述的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述定子電流檢測電路是由霍爾芯片Al、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容ClO?C20、電阻R18~R28、芯片U4、運(yùn)算放大器Q4和Q5連接組成； 所述霍爾芯片Al的I號引腳連接+5V電源，2號引腳接地;所述瞬態(tài)抑制二極管TVS2的陽極端接地，陰極端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳;所述電容Cl O—端接地，另一端連接+5V電源;所述電容Cl I一端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳，另一端接地;所述電容C12—端連接所述霍爾芯片Al的3號引腳，另一端連接所述電阻R20并通過所述電阻R20連接至所述芯片U3的引腳INl;所述電阻R18—端接地，另一端連接于所述霍爾芯片Al的3號引腳與所述電容C12的連接點(diǎn);所述電阻R19—端接地，另一端連接于所述電容C12與電阻R20的連接點(diǎn)；所述芯片U4通過弓丨腳IN2接地，通過引腳V+連接+5V電源;所述電容C13—端連接+5 V電源，另一端接地;所述電容C14為極性電容，其正極端連接所述芯片U3的引腳Vout，負(fù)極端分別連接所述芯片U3的引腳0UTRIN、引腳EN和引腳GND ；所述電阻R21—端連接所述芯片U3的引腳Vout，另一端連接所述電阻R23并通過所述電阻R23連接所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端；所述電容C15—端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地;所述電阻R22—端連接所述電阻R21與電阻R23的連接點(diǎn)，另一端接地;所述運(yùn)算放大器Q4的正極端連接+5V電源，負(fù)極端接地，反相輸入端連接所述電阻R24并通過所述電阻R24接地;所述電容C16—端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的同相輸入端與反相輸入端之間；所述電阻R25連接于所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端之間;所述電容C17并聯(lián)于所述電阻R25兩端;所述電容C18一端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端接地;所述電阻R26并聯(lián)于所述電容C18兩端;所述電阻R27—端連接于所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接于所述運(yùn)算放大器Q5的同相輸入端;所述運(yùn)算放大器Q4的反相輸入端與輸出端相連;所述電阻R28—端連接所述運(yùn)算放大器Q4的輸出端，另一端連接有端子ADCIN5;所述電容C19 一端連接端子ADCIN5，另一端接地;所述瞬態(tài)抑制二極管TVS3的陽極端接地，陰極端連接端子ADCIN5;所述電容C20一端連接+5V電源，另一端接地。5.如權(quán)利要求1所述的電動車用電機(jī)能耗制動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述油門開關(guān)信號檢測電路是由連接端子J2、電容C21和C22、電阻R29?R31和芯片U4連接組成;所述連接端子J2的I號端子通過所述電阻R30連接于所述芯片U4的引腳DAl;所述電容C21—端連接于所述連接端子J2的I號端子，另一端接地;所述電阻R29—端連接于所述連接端子J2的I號端子，另一端接地;所述芯片U4通過引腳DKl接地，通過端子TCl連接所述電阻R31并通過所述電阻R31連接+3.3V電源，通過引腳TEl接地;所述電容C22—端接地，另一端連接所述芯片U4的引腳TCl。
【文檔編號】B60L7/26GK205417209SQ201521056811
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月17日
【發(fā)明人】梅建偉, 周海鷹, 劉杰, 畢棟, 魏海波
【申請人】上唐投資有限公司