專利名稱：一種交通工具的馬達(dá)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及馬達(dá)控制領(lǐng)域，尤其涉及ー種交通工具的馬達(dá)控制器。
背景技術(shù)：
由于地球石油資源危機(jī)及環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，發(fā)展新能源交通工具已經(jīng)成為全球共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題，燃油助力車在一定程度上減少了石油的消耗，降低了廢棄的排放，但是燃油助力車終究還是要消耗石油資源，而且其工作效率低下，運(yùn)行噪音大，同樣也給環(huán)境帶來了很多問題，在人口密度較高的地方的影響尤為嚴(yán)重。為了解決燃油助力車存在的一系列問題，發(fā)展電動(dòng)的交通工具取代燃油助力車是市場所需，例如電動(dòng)摩托車，但是電動(dòng)摩托車要達(dá)到燃油助力車的行駛效果，就必須要求電動(dòng)摩托車具有快速啟動(dòng)、高行駛速度和一定的續(xù)航能力的特性，具備這些性能的電動(dòng)摩托車至少要滿足以下三點(diǎn)要求第一、要有運(yùn)行高效、出力大的馬達(dá)；第二、要有工作穩(wěn)定、效率高及不同工作模式的馬達(dá)控制系統(tǒng)；第三、要有高比能量、高比功率及輕型大容量的電能儲(chǔ)存裝置電池。目前，馬達(dá)控制器最通用的有兩種，一種是采用120度控制技術(shù)的方波控制方法的馬達(dá)控制器，另ー種是采用180度控制技術(shù)的正弦波控制方法的馬達(dá)控制器；方波控制方法的特點(diǎn)是啟動(dòng)カ矩大，但運(yùn)行噪音也大，尤其是在大負(fù)載情況下噪音問題更嚴(yán)重；正弦波控制方法的特點(diǎn)是運(yùn)行效率高，行駛噪音很小，但啟動(dòng)カ矩小，整車啟動(dòng)速度慢。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種交通工具的馬達(dá)控制器，其根據(jù)交通工具工作狀況的不同，控制電機(jī)自動(dòng)調(diào)整輸出等效方波的相電流波或正弦波的相電流，完成交通工具大啟動(dòng)カ矩和低運(yùn)行噪音的要求。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的ー種交通工具的馬達(dá)控制器，其包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括電角度計(jì)算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷單元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計(jì)算單元與空間矢量算法控制單元連接。特別的，所述空間矢量控制單元還包括轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元與行使?fàn)顟B(tài)判斷單元連接。特別的，所述空間矢量控制單元還包括霍爾狀態(tài)檢測(cè)単元，所述霍爾狀態(tài)檢測(cè)單元與轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元和電角度計(jì)算單元連接。本實(shí)用新型的有益效果為，所述ー種交通工具的馬達(dá)控制器通過行駛狀態(tài)判斷單元實(shí)時(shí)判斷交通工具處于啟動(dòng)狀態(tài)，低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，還是正常行駛狀態(tài)，空間矢量控制單元根據(jù)行駛狀態(tài)判斷單元的判斷結(jié)果，輸出等效方波或正弦波的相電流，達(dá)到大啟動(dòng)カ矩和低運(yùn)行噪音的目的，避免了馬達(dá)長時(shí)間被方波驅(qū)動(dòng)而引起的機(jī)械振動(dòng)，延長馬達(dá)使用壽命。
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。圖I為本實(shí)用新型應(yīng)用于電動(dòng)摩托車上的馬達(dá)控制器結(jié)構(gòu)圖；圖2為霍爾狀態(tài)關(guān)系示意圖；圖3為等效方波的相電流示意圖；圖4為正弦波的相電流示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明。請(qǐng)參照?qǐng)DI至圖4所示。規(guī)定P為電機(jī)極對(duì)數(shù)，電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械旋轉(zhuǎn)一周有P個(gè)旋轉(zhuǎn)周；n為霍爾狀態(tài)，其有六個(gè)狀態(tài)，分別命名為0、1、2、3、4、5，同時(shí)n還表示霍爾狀態(tài)變化的次數(shù)。本實(shí)施例中，一種電動(dòng)摩托車的馬達(dá)控制器，其包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元、霍爾狀態(tài)檢測(cè)単元、電角度計(jì)算單元及空間矢量算法控制單元。所述行駛狀態(tài)判斷単元，與空間矢量控制單元連接，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制軟件以判斷電動(dòng)摩托車處于啟動(dòng)狀態(tài)、低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)或是正常行駛狀態(tài)。所述低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)為電動(dòng)摩托車行駛速度低于每小時(shí)10公里的行駛狀態(tài)；若電動(dòng)摩托車既不處于啟動(dòng)狀態(tài)，又不處于低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，則電動(dòng)摩托車處于正常行駛狀態(tài)。所述轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元，與行駛狀態(tài)判斷單元連接，實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信息發(fā)給霍爾狀態(tài)檢測(cè)單元。所述霍爾狀態(tài)檢測(cè)単元，與轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元連接，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置檢測(cè)電機(jī)輸出的霍爾狀態(tài)變化，并將霍爾狀態(tài)變化信息傳入電角度計(jì)算單元。如圖2所示，圖2為霍爾狀態(tài)關(guān)系示意圖，U、V、W分別表示三個(gè)相位，其中0、1、2、3、4、5為六個(gè)不同的霍爾狀態(tài)，電機(jī)轉(zhuǎn)子一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的霍爾狀態(tài)依此從0變化到5，經(jīng)歷六個(gè)霍爾狀態(tài)。所述電角度計(jì)算單元，與霍爾狀態(tài)檢測(cè)單元連接，根據(jù)電機(jī)輸出的霍爾狀態(tài)變化，自動(dòng)調(diào)整電角度計(jì)算方法，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度。在行駛狀態(tài)判斷単元判斷出電動(dòng)摩托車處于啟動(dòng)狀態(tài)或低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元實(shí)時(shí)計(jì)算出的電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，以及霍爾狀態(tài)檢測(cè)單元根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位置檢測(cè)出的電機(jī)輸出的霍爾狀態(tài)變化，所述電角度計(jì)算單元調(diào)用公式(I)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度；。與電角度計(jì)算單元連接的空間矢量算法控制單元把計(jì)算得到的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度用于空間矢量算法的cIark變換、park變換、dark逆變換和park逆變換，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度以步長值設(shè)定単元設(shè)定的固定步長增加，輸出等效方波的相電流，電機(jī)提供大的啟動(dòng)カ矩，減少電動(dòng)摩托車啟動(dòng)的時(shí)間；wt=2pi*n/6+k*wt_add+wt_offset (I)其中，pi為常數(shù)3. 14, n為霍爾狀態(tài)的變化次數(shù)，k為電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的計(jì)算次數(shù)，wt_add為電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度增加的固定步長值，wt_offset為電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度補(bǔ)償量。在行駛狀態(tài)判斷單元判斷出電動(dòng)摩托車處于正常行駛狀態(tài)時(shí)，所述電角度計(jì)算單元調(diào)用公式(2)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度。與電角度計(jì)算單元連接的空間矢量算法控制単元把計(jì)算得到的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度用于空間矢量算法的clark變換、park變換、dark逆變換及park逆變換，輸出等效方波的相電流，電動(dòng)摩托車以低噪音行駛；wt=2*pi*n/6+t*times*wt_speed+wt_offset (2)其中，pi為常數(shù)3. 14, n為霍爾狀態(tài)的變化次數(shù)，t為定時(shí)器計(jì)數(shù)一次的時(shí)間；times為同一霍爾狀態(tài)內(nèi)定時(shí)器計(jì)數(shù)次數(shù)；wt_speed為電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電角速度；wt_offset為電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的電角度補(bǔ)償量。 所述電動(dòng)摩托車的馬達(dá)控制器根據(jù)馬達(dá)控制軟件判斷出的電動(dòng)摩托車的行駛狀態(tài)的不同，電角度計(jì)算單元使用不同的電角度計(jì)算方法；在電動(dòng)摩托車處于啟動(dòng)狀態(tài)或低速大負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電角度増加使用固定步長，空間矢量算法控制單元控制電機(jī)輸出近似方波的相電流，電機(jī)提供大的啟動(dòng)カ矩，縮短啟動(dòng)時(shí)間；當(dāng)電動(dòng)摩托車順利啟動(dòng)，速度達(dá)到一定值，處于正常行駛狀態(tài)時(shí)，電角度計(jì)算單元自動(dòng)更正為正規(guī)的空間矢量算法電角度計(jì)算方法，空間矢量算法控制單元控制電機(jī)輸出正弦波的相電流，使電動(dòng)摩托車以低噪音行駛；避免了馬達(dá)長時(shí)間被方波驅(qū)動(dòng)而引起的機(jī)械振動(dòng)，延長馬達(dá)的使用壽命。上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種交通工具的馬達(dá)控制器，其特征在于，包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制単元，所述空間矢量控制單元包括電角度計(jì)算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷単元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計(jì)算單元與空間矢量算法控制單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的交通工具的馬達(dá)控制器，其特征在于，所述空間矢量控制單元還包括轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元，所述轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元與行使?fàn)顟B(tài)判斷單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交通工具的馬達(dá)控制器，其特征在于，所述空間矢量控制單元還包括霍爾狀態(tài)檢測(cè)単元，所述霍爾狀態(tài)檢測(cè)単元與轉(zhuǎn)子位置計(jì)算單元和電角度計(jì)算單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種交通工具的馬達(dá)控制器，應(yīng)用于馬達(dá)控制領(lǐng)域，包括行駛狀態(tài)判斷單元和空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括電角度計(jì)算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷單元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計(jì)算單元與空間矢量算法控制單元連接。本實(shí)用新型使交通工具以最低的噪音行駛，避免了馬達(dá)長時(shí)間被方波驅(qū)動(dòng)而引起的機(jī)械振動(dòng)，延長了馬達(dá)使用壽命。
文檔編號(hào)H02P21/05GK202395717SQ201120435898
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者凌剛, 岳強(qiáng), 張海清, 楊仲慶 申請(qǐng)人:無錫邁為電子技術(shù)有限公司