一種電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車在前進(jìn)運(yùn)行與后退運(yùn)行時(shí)，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向在發(fā)生改變，對于異步電機(jī)而言，需要調(diào)換任意兩相電壓的方向，同時(shí)為了在將電源切斷后，縮短電機(jī)由于慣性而轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，通常在電源切斷后要對電機(jī)進(jìn)行反接制動(dòng)。
[0003]電動(dòng)車在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，存在前進(jìn)和倒車的兩種情況，對于純電動(dòng)汽車而言，這就需要對電機(jī)的控制進(jìn)行換相，目前的換相方法主要有一下幾種:
[0004]—種是依靠機(jī)械裝置進(jìn)行換相，對于有接觸的換相裝置，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)存在振動(dòng)大、換向火花大、電刷使用壽命短、噪聲大等問題，用改變電動(dòng)機(jī)槽的設(shè)計(jì)、提高軸承質(zhì)量、優(yōu)化電刷設(shè)計(jì)和提高裝配工藝等方法來解決上述所存在的問題收到的效果很小，因此這種換相裝置目前很少使用。
[0005]二種是依靠電子裝置進(jìn)行換相，這種換相方式可以避免機(jī)械裝置進(jìn)行換相帶來的問題，該換相裝置是由位置傳感器和功率開關(guān)器件組成，增加專門的換相機(jī)構(gòu)，其成本高。
[0006]三是根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的特性，在不增加電子換相裝置的情況下依靠軟件進(jìn)行換相，這種方法簡單成本低，但是在換相過程中存在電流沖擊和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，影響電動(dòng)車的舒適性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對以上問題，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，成本低，電機(jī)電子換相穩(wěn)定、可靠、無擾動(dòng)且具有極大實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)。
[0008]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]上述的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括電子換相識(shí)別單元、轉(zhuǎn)向識(shí)別單元、狀態(tài)過渡控制單元、模式切換控制單元、狀態(tài)恢復(fù)單元和電子換相控制單元；所述電子換相識(shí)別單元一端連接于所述轉(zhuǎn)向識(shí)別單元并與所述轉(zhuǎn)向識(shí)別單元集成為一體；所述電子換相識(shí)別單元包括轉(zhuǎn)速檢測硬件處理電路、油門信號(hào)檢測硬件處理電路、電流檢測硬件處理電路和油門開關(guān)信號(hào)檢測硬件處理電路；所述轉(zhuǎn)速檢測硬件處理電路是由電阻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；所述狀態(tài)過渡控制單元一端連接于所述電子換相識(shí)別單元和轉(zhuǎn)向識(shí)別單元的集成體，另一端連接于所述模式切換控制單元；所述狀態(tài)過渡控制單元一端連接于所述電子換相識(shí)別單元和轉(zhuǎn)向識(shí)別單元的集成體，另一端連接于所述模式切換控制單元；所述模式切換控制單元一端連接于所述狀態(tài)恢復(fù)單元并通過所述狀態(tài)恢復(fù)單元連接所述電子換相識(shí)別單元和轉(zhuǎn)向識(shí)別單元的集成體；所述電子換相控制單元一端連接于所述模式切換控制單元。
[0010]所述的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)，其中:所述電阻Rl —端連接+12V電源，另一端通過所述電阻R2連接共模抑制電感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 —端連接+12V電源，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、所述光電耦合器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)，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。
[0011]所述的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)，其中:所述油門信號(hào)檢測硬件處理電路是由電阻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—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C8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。
[0012]所述的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)，其中:所述電流檢測硬件處理電路是由霍爾霍爾芯片Al、瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3、電容C10~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(hào)引腳連接+5V電源，2號(hào)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(hào)引腳；所述電容ClO —端接地，另一端連接+5V電源；所述電容Cll 一端連接所述霍爾芯片Al的3號(hào)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(hào)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(hào)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 —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 一端連接所述端子ADCIN5，另一端接地；所述瞬態(tài)抑制二極管TVS3的陽極端接地，陰極端連接所述端子ADCIN5 ;所述電容C20 —端連接+5V電源，另一端接地。
[0013]所述的電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)，其中:所述油門開關(guān)信號(hào)檢測硬件處理電路是由連接端子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(hào)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(hào)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(hào)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。
[0014]有益效果:
[0015]本實(shí)用新型電動(dòng)車用電機(jī)電子換相控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，運(yùn)行穩(wěn)定，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的功率器件作為主回路，在需要進(jìn)行電子換相前，從當(dāng)前狀態(tài)經(jīng)過一個(gè)過渡平滑狀態(tài)后才進(jìn)行電子換相，同時(shí)換相結(jié)束后恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行的初始狀態(tài)，在換相過程中如果系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，也可