電動(dòng)車及其雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)車及其雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源技術(shù)的發(fā)展及人們生活水平的提高，電動(dòng)車在國(guó)內(nèi)近幾年的發(fā)展較為迅速，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)依然有數(shù)量可觀的保有量。中國(guó)屬于多地形國(guó)家，在地形較為復(fù)雜的地區(qū)，電動(dòng)車的騎行效果不能完全滿足用戶的使用需求。如在平路騎行時(shí)，需要電動(dòng)車快速省電行駛，在一定坡度騎行時(shí)，需要電動(dòng)車強(qiáng)勁有力地爬坡。因電動(dòng)車速度和扭矩的潛能基本上由電機(jī)決定，單繞組電機(jī)很難完全滿足速度和扭矩兩方面的需求。
[0003]針對(duì)這種情況，目前已有一種雙繞組電機(jī)基本上可解決這種問題，即在電機(jī)里面分別繞一組低速繞組和一組高速繞組，低速繞組工作時(shí)，電機(jī)扭矩大，適合爬坡；高速繞組工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速快，適合平路騎行。圖1即示出了該雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的模塊框圖，繞組逆變器電路的大電流信號(hào)通過(guò)繼電器分別連接到電機(jī)低速繞組和高速繞組，MCU控制繼電器在電機(jī)低速繞組和高速繞組之間切換，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車平路時(shí)高速行駛、爬坡時(shí)以大轉(zhuǎn)矩行駛的需求。但圖1所示的方案至少有兩個(gè)缺陷:一是因?yàn)槔^電器是切換大電流信號(hào)，在繼電器觸點(diǎn)斷開和連接的瞬間較容易產(chǎn)生打火現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使觸點(diǎn)粘接導(dǎo)致后續(xù)不能切換；二是大電流繼電器切換的反應(yīng)時(shí)間通常在500ms以上，在電動(dòng)車低速行駛時(shí)切換會(huì)使騎行者感覺到明顯的卡頓感，影響用戶使用滿意度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的首先即在于提供一種雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，在能完全發(fā)揮雙繞組電機(jī)速度和扭矩的前提下，解決現(xiàn)有技術(shù)使用繼電器切換繞組，易發(fā)生觸點(diǎn)打火花粘接不能切換和切換時(shí)騎行產(chǎn)生明顯卡頓感的缺點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，包括:主控芯片MCU、電子開關(guān)、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)繞組逆變電路；
[0006]所述兩個(gè)繞組逆變電路分別與電機(jī)的低速繞組和高速繞組相連，分別對(duì)應(yīng)為低速繞組逆變電路和高速繞組逆變電路；所述低速繞組逆變電路和高速繞組逆變電路分別由第一驅(qū)動(dòng)電路和第二驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，所述主控芯片MCU輸出的PffM脈沖信號(hào)通過(guò)所述電子開關(guān)分別傳輸給所述第一驅(qū)動(dòng)電路或者所述第二驅(qū)動(dòng)電路；在同一時(shí)間，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)只能傳輸給其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，還包括分別對(duì)低速繞組逆變電路和高速繞組逆變電路的電流信號(hào)進(jìn)行采樣、并反饋給所述主控芯片MCU的低速電流采樣電路和高速電流采樣電路。
[0008]具體地，所述低速電流采樣電路設(shè)置在所述低速繞組逆變電路和所述電子開關(guān)之間，所述高速電流采樣電路設(shè)置在所述高速繞組逆變電路和所述電子開關(guān)之間；低速繞組逆變電路和高速繞組逆變電路的采樣電流分別通過(guò)所述電子開關(guān)傳輸給所述主控芯片MCU。或者，所述低速電流采樣電路設(shè)置在所述低速繞組逆變電路和所述主控芯片MCU之間，所述高速電流采樣電路設(shè)置在所述高速繞組逆變電路和所述主控芯片MCU之間；采樣電流直接傳輸給所述主控芯片MCU。
[0009]進(jìn)一步地，所述兩個(gè)繞組逆變電路均包括由多個(gè)功率開關(guān)管組成的三個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂分為上橋和下橋，每個(gè)上橋臂和下橋臂由一個(gè)或多個(gè)功率開關(guān)管并聯(lián)而成。在一優(yōu)選實(shí)施例中，因?yàn)殡姍C(jī)的高速繞組運(yùn)行時(shí)所需的電流較小，所述高速繞組逆變電路的上下橋臂分別包括一個(gè)功率開關(guān)管即可；低速繞組運(yùn)行時(shí)所需的電流較大，低速繞組逆變電路的上下橋臂各用兩個(gè)功率管并聯(lián)而成。
[0010]另一方面，本實(shí)用新型還提供一種電動(dòng)車，該電動(dòng)車內(nèi)設(shè)有一雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，作為改進(jìn)，其雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)為如上所述的任一形式下的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)。
[0011]本實(shí)用新型提供的電動(dòng)車及其雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)一個(gè)電子開關(guān)、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)繞組逆變電路對(duì)電機(jī)的兩個(gè)繞組分別進(jìn)行控制。當(dāng)騎行需要高速行駛時(shí)，主控芯片MCU控制電子開關(guān)將六路PffM脈沖信號(hào)輸入第二驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)高速繞組逆變電路工作，使電機(jī)高速繞組通電，從而使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)騎行需要大轉(zhuǎn)矩時(shí)，主控芯片MCU控制電子開關(guān)將六路PWM脈沖信號(hào)輸入第一驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)低速繞組逆變電路工作，使電機(jī)低速繞組通電，從而使電機(jī)輸出大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。因電子開關(guān)切換的是六路PWM脈沖弱電流信號(hào)，并不會(huì)發(fā)生繼電器觸點(diǎn)因打火粘接的現(xiàn)象，且電子開關(guān)切換的時(shí)間很短，在幾個(gè)us之內(nèi)即可完成，完全不會(huì)因切換時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速變化而產(chǎn)生卡頓的情況。因此，本實(shí)用新型提供的電動(dòng)車及其雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生因打火發(fā)生觸點(diǎn)粘接而不能切換的情況，且高速繞組和低速繞組之間切換時(shí)間很短，不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)速突變而騎行卡頓的現(xiàn)象，性能可靠，騎行更加舒適，極大地提高了用戶的舒適度和滿意度。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0017]本實(shí)用新型首先提供了一種電動(dòng)車的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)。圖2即示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分。參見圖2，該雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)包括主控芯片MCU并且，區(qū)別于圖1中現(xiàn)有控制系統(tǒng)的一個(gè)繞組逆變電路和繼電器的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制系統(tǒng)包括一個(gè)電子開關(guān)100、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)繞組逆變電路。
[0018]如圖2所示，兩個(gè)繞組逆變電路分別與電機(jī)的低速繞組和高速繞組相連，分別對(duì)應(yīng)為低速繞組逆變電路301和高速繞組逆變電路302，所述低速繞組逆變電路301和高速繞組逆變電路302分別由第一驅(qū)動(dòng)電路201和第二驅(qū)動(dòng)電路202驅(qū)動(dòng)。主控芯片MCU輸出六路PffM脈沖信號(hào)給電子開關(guān)100，電子開關(guān)100進(jìn)而分別傳輸給第一驅(qū)動(dòng)電路201或者所述第二驅(qū)動(dòng)電路202。驅(qū)動(dòng)電路再產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)繞組逆變電路工作，使對(duì)應(yīng)的電機(jī)繞組通電，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)一個(gè)電子開關(guān)、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)繞組逆變電路對(duì)電機(jī)的兩個(gè)繞組分別進(jìn)行控制。當(dāng)騎行需要高速行駛時(shí)，主控芯片MCU控制電子開關(guān)將六路PffM脈沖信號(hào)輸入第二驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)高速繞組逆變電路工作，使電機(jī)高速繞組通電，從而使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)騎行需要大轉(zhuǎn)矩時(shí)，主控芯片MCU控制電子開關(guān)將六路PWM脈沖信號(hào)輸入第一驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)低速繞組逆變電路工作，使電機(jī)低速繞組通電，從而使電機(jī)輸出大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)。因電子開關(guān)切換的是六路PWM脈沖弱電流信號(hào)，并不會(huì)發(fā)生繼電器觸點(diǎn)因打火粘接的現(xiàn)象，且電子開關(guān)切換的時(shí)間很短，在幾個(gè)us之內(nèi)即可完成，完全不會(huì)因切換時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速變化而產(chǎn)生卡頓的情況。
[0020]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)還包括分別對(duì)低速繞組逆變電路301和高速繞組逆變電路302的電流信號(hào)進(jìn)行采樣、并反饋給主控芯片MCU的低速電流采樣電路401和高速電流采樣電路402。圖3和圖4分別是本實(shí)用新型兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。同樣的，為了便于說(shuō)明，都僅示出了與實(shí)施例相關(guān)的部分。
[0021]參見圖3，該優(yōu)選實(shí)施例提供的雙繞組電機(jī)控制系統(tǒng)除了包括主控芯片MCU、電子開關(guān)100、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)繞組逆變電路之外，還包括低速電流采樣電路401和高速電流采樣電路402。低速電流采樣電路401設(shè)置在低速繞組逆變電路301和電子開關(guān)10