專利名稱：一種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動(dòng)カ裝置領(lǐng)域，特別涉及ー種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
交流異步電機(jī)控制器是動(dòng)カ蓄電池組與電機(jī)之間能量轉(zhuǎn)換裝置，它由外部控制信號(hào)接ロ電路、功率變換電路、控制電路和驅(qū)動(dòng)電路等組成。為了保證電動(dòng)汽車運(yùn)行過程的安全，需要對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)過電壓、過電流、過溫度及IGBT故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行停機(jī)處理。傳統(tǒng)的處理方法是通過實(shí)時(shí)讀取電流、電壓、溫度及IGBT故障信號(hào)，在軟件中根據(jù)AD采樣計(jì)算出電壓、電流、溫度值，以及I/O采樣的IGBT故障信號(hào)，通過判斷進(jìn)行故障保護(hù)，而由于軟件處理會(huì)造成一定的延時(shí)，會(huì)出現(xiàn)保護(hù)失效等不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硬件上實(shí)現(xiàn)過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護(hù)功能的新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)ー種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，它包括控制芯片、總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路、電機(jī)、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路、過流信號(hào)產(chǎn)生電路、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路、IGBT故障信號(hào)、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個(gè)或多個(gè)速度傳感器、ー個(gè)或多個(gè)電壓傳感器、ー個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和一個(gè)或多個(gè)電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號(hào)端ロ依次通過總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路與電機(jī)連接；速度傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)速度，速度傳感器的信號(hào)輸出端與控制芯片的CAP端ロ連接；電流傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)定子電流，電流傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路I與控制芯片的AD端ロ I連接，控制芯片的AD端ロ I還依次通過運(yùn)算放大器處理電路I、過流信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)母線電壓，電壓傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路II與控制芯片的AD端ロ II連接，控制芯片的AD端ロ II還依次通過運(yùn)算放大器處理電路II、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號(hào)采集端采集控制器和電機(jī)溫度，溫度傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路III與控制芯片的AD端ロIII連接，控制芯片的AD端ロIII還依次通過運(yùn)算放大器處理電路III、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；驅(qū)動(dòng)電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號(hào)，AND門的輸出端與總線驅(qū)動(dòng)器的片選信號(hào)控制端連接。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供一種硬件上實(shí)現(xiàn)過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護(hù)功能的新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，從硬件上進(jìn)行改變，將原本采用軟件進(jìn)行處理的功能通過硬件實(shí)現(xiàn)，解決了處理延時(shí)、保護(hù)失效等問題，采用控制芯片自動(dòng)控制，從信號(hào)采集到信號(hào)控制全過程均為非人工操作，避免了人為因素影響。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框 圖2為本發(fā)明定子電流過流信號(hào)產(chǎn)生電路；
圖3為本發(fā)明母線電壓過壓信號(hào)產(chǎn)生電路；
圖4為本發(fā)明溫度過溫信號(hào)產(chǎn)生電路；
圖5為本發(fā)明PWM鎖存電路ー；
圖6為本發(fā)明PWM鎖存電路ニ。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所 述。如圖I所示，ー種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，它包括控制芯片、總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路、電機(jī)、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路、過流信號(hào)產(chǎn)生電路、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路、IGBT故障信號(hào)、AND門和傳感器組；傳感器組包括ー個(gè)或多個(gè)速度傳感器、ー個(gè)或多個(gè)電壓傳感器、ー個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和一個(gè)或多個(gè)電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號(hào)端ロ依次通過總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路與電機(jī)連接；速度傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)速度，速度傳感器的信號(hào)輸出端與控制芯片的CAP端ロ連接；電流傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)定子電流，電流傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路I與控制芯片的AD端ロ I連接，控制芯片的AD端ロ I還依次通過運(yùn)算放大器處理電路I、過流信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)母線電壓，電壓傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路II與控制芯片的AD端ロ II連接，控制芯片的AD端ロII還依次通過運(yùn)算放大器處理電路II、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號(hào)采集端采集控制器和電機(jī)溫度信號(hào)，溫度傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路III與控制芯片的AD端ロ III連接，控制芯片的AD端ロ III還依次通過運(yùn)算放大器處理電路III、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；驅(qū)動(dòng)電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號(hào)，AND門的輸出端與總線驅(qū)動(dòng)器的片選信號(hào)控制端連接。本發(fā)明的工作過程
在進(jìn)行電機(jī)控制時(shí)檢測(cè)方向信號(hào)、保護(hù)信號(hào)及腳踏板的深度，與電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)這些數(shù)據(jù)輸出d、q軸電流給定值，即目標(biāo)電流；把當(dāng)前電機(jī)的三相電流經(jīng)過park變化和clark變換計(jì)算出電機(jī)實(shí)際的d、q軸電流；把目標(biāo)電流與實(shí)際電流差值作為電流環(huán)的輸入，經(jīng)PI調(diào)節(jié)輸出d、q軸電壓；同時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子速度信號(hào)并計(jì)算出轉(zhuǎn)子位置，用于逆park變換，最后經(jīng)過SVPWM調(diào)制轉(zhuǎn)化為占空比輸出，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)?？刂菩酒琓MS320LF2407A輸出的PWM信號(hào)依次通過總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路與電機(jī)連接；電流傳感器采集到電機(jī)定子電流后，經(jīng)過運(yùn)算放大器處理電路I處理后連接至控制芯片的AD端ロ I，運(yùn)算放大器處理電路I還經(jīng)過流信號(hào)產(chǎn)生電路連接至與門(AND門)；電壓傳感器采集到母線電壓后，經(jīng)過運(yùn)算放大器處理電路II連接至控制芯片的AD端ロ II，運(yùn)算放大器處理電路II還經(jīng)過壓信號(hào)產(chǎn)生電路連接至與門(AND門);溫度傳感器采集到控制器和電機(jī)溫度后，經(jīng)過運(yùn)算放大器處理電路III連接至控制芯片的AD端ロIII，運(yùn)算放大器處理電路III還經(jīng)過溫信號(hào)產(chǎn)生電路連接至與門(AND門)；IGBT故障信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路連接至與門(AND門);這些故障信號(hào)經(jīng)過與門(AND門)后，形成ー個(gè)總的保護(hù)信號(hào)連接至總線驅(qū)動(dòng)器的片選信號(hào)腳，從而控制PWM信號(hào)的輸出。定子電流過流信號(hào)產(chǎn)生電路如圖2所示。當(dāng)定子電流大于IH吋，比較器U15A輸出低電平；當(dāng)定子電流小于IL時(shí)，比較器U15B輸出低電平。當(dāng)定子電流大于IH或者小于IL時(shí)，比較器輸出一個(gè)低電平信號(hào)，即定子電流絕對(duì)值大于一定值后，比較器輸出一個(gè)低電平信號(hào)送至與門74ALS30的12腳，如圖5所示。與門74ALS30的12腳接ー個(gè)上拉電阻，無故障時(shí)與門74ALS30的12腳上輸入高電平。母線電壓過壓信號(hào)產(chǎn)生電路如圖3所示。母線電壓采樣值大于VU_REF吋，比較器U19A輸出低電平，當(dāng)母線電壓大于一定值后，比較器輸出一個(gè)低電平信號(hào)，并發(fā)送至與門74ALS30的6腳，如圖5所示。與門74ALS30的6腳接ー個(gè)上拉電阻，無故障時(shí)與門74ALS30的6腳上輸入高電平。
控制器或電機(jī)溫度過壓信號(hào)產(chǎn)生電路如圖4所示。溫度采樣值大于TEMP_REF吋，比較器U18A輸出低電平。當(dāng)控制器或電機(jī)溫度大于一定值后，比較器輸出一個(gè)低電平信號(hào)送至與門74ALS30的5腳，如圖5所示。與門74ALS30的5腳接ー個(gè)上拉電阻，無故障時(shí)與門74ALS30的5腳上輸入高電平。如圖5所示，三路IGBT故障信號(hào)是通過驅(qū)動(dòng)板采集傳輸至與門74ALS30的1、2、3腳，與門74ALS30的1、2、3腳接ー個(gè)上拉電阻，無故障時(shí)與門74ALS30的1、2、3腳上輸入高電平。如圖6所示，上述經(jīng)過與門74ALS30的信號(hào)合成ー個(gè)總的故障保護(hù)信號(hào)，輸出到總線驅(qū)動(dòng)器74ACT245片選信號(hào)引腳，來控制PWM信號(hào)的輸出。
權(quán)利要求
1.一種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，其特征在于它包括控制芯片、總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路、電機(jī)、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路、過流信號(hào)產(chǎn)生電路、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路、IGBT故障信號(hào)、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個(gè)或多個(gè)速度傳感器、一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器、一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和一個(gè)或多個(gè)電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號(hào)端口依次通過總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路與電機(jī)連接；速度傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)速度，速度傳感器的信號(hào)輸出端與控制芯片的CAP端口連接；電流傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)定子電流，電流傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路I與控制芯片的AD端口 I連接，控制芯片的AD端口 I還依次通過運(yùn)算放大器處理電路I、過流信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號(hào)采集端采集電機(jī)母線電壓，電壓傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路II與控制芯片的AD端口 II連接，控制芯片的AD端口II還依次通過運(yùn)算放大器處理電路II、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號(hào)采集端采集控制器和電機(jī)溫度，溫度傳感器的信號(hào)輸出端通過運(yùn)算放大器處理電路III與控制芯片的AD端口 III連接，控制芯片的AD端口 III還依次通過運(yùn)算放大器處理電路III、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路與AND門連接；驅(qū)動(dòng)電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號(hào)，AND門的輸出端與總線驅(qū)動(dòng)器的片選信號(hào)控制端連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，它包括控制芯片、總線驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路、電機(jī)、過壓信號(hào)產(chǎn)生電路、過流信號(hào)產(chǎn)生電路、過溫信號(hào)產(chǎn)生電路、IGBT故障信號(hào)、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個(gè)或多個(gè)速度傳感器、一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器、一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器和一個(gè)或多個(gè)電流傳感器。本發(fā)明提供一種硬件上實(shí)現(xiàn)過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護(hù)功能的新型純電動(dòng)轎車用交流異步電機(jī)控制器，從硬件上進(jìn)行改變，將原本采用軟件進(jìn)行處理的功能通過硬件實(shí)現(xiàn)，解決了處理延時(shí)、保護(hù)失效等問題，采用控制芯片自動(dòng)控制，從信號(hào)采集到信號(hào)控制全過程均為非人工操作，避免了人為因素影響。
文檔編號(hào)H02P25/02GK102684596SQ20121016207
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者唐小春, 彭朝釗, 王鵬, 袁維蓉, 鄭曙光, 陳平 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東風(fēng)電機(jī)有限公司