一種微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統技術方案

本發明專利技術公開了一種微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統，包括三相永磁同步電機、旋轉變壓器、三相功率變換器、三相電流檢測電路、母線電壓檢測電路、速度環和電流環模塊、PWM模塊；三相功率變換器用于驅動三相永磁同步電機，旋轉變壓器對三相永磁同步電機的實際轉子位置信號進行檢測、三相電路檢測電路對三相功率變換器的三個橋臂的實際電流進行檢測、母線電壓檢測電路對三相功率變換器的的實際母線電壓進行檢測，上述檢測結果均送入速度環和電流環模塊，速度環和電流環模塊根據接收到的信息以及參考速度獲得控制信號通過PWM模塊提供給三相功率變換器。本發明專利技術提供的驅動系統具有效率高、啟動力矩大、免維護等優勢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及永磁同步電機控制技木，尤其涉及ー種微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動技術。
技術介紹
電機及其驅動控制系統是微小型電動車輛的關鍵技術，針對微小型電動車輛行駛速度低的特點，要求電機 及其驅動控制系統調速范圍寬，并在低速下有較高的效率。目前國內廠家生產的微型電動車大多采用48V或72V蓄電池和他勵或串勵直流電機驅動系統。他勵或串勵直流驅動系統是較為成熟的ー種驅動系統，能夠生產的廠家較多，該類驅動系統技術成熟、控制簡單，但存在以下缺點 (I)一般效率比較低，尤其是當電機在遠離電機額定點工作時，效率會變的很低，由于車輛一般工作轉速范圍較寬，因此，在采用相同蓄電池的情況下，電機驅動系統效率將影響車輛的續駛里程； (2 )直流電機有換向電刷，需要經常進行維護。針對上述問題，考慮微小型電動車低速、短程的特點，充分發揮交流驅動系統可靠性高、效率高、啟動カ矩大、免維護等優勢，對用以代替他勵或串勵直流電機驅動系統的研究成為目前新的技術發展趨勢。過去十幾年中，永磁交流電機驅動系統以其響應快、效率高、調速范圍寬以及起動カ矩大等優點，在電動轎車中獲得了大量應用。但電動轎車的性能要求與微小型電動車有所不同，其電機功率大，盡管電池供電電壓較高，但為使電機的電流不至于太大，仍然采取了先升壓然后再逆變驅動的電機控制方式，導致驅動系統整體造價較為昂貴。對于微小型電動車輛，因成本所限，其蓄電池多為48V、60V或72V的低壓電源，電機功率相比純電動汽車的小，一般在3-5KW，如采用先升壓再逆變驅動的方式，成本上無法接受。如不升壓直接驅動，則電流較大，考慮過載等因素，電流一般在100安培以上，大電流對于驅動器電路設計提出了更高的技術要求。
技術實現思路
專利技術目的為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供一種效率高、啟動カ矩大、免維護的微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統。技術方案為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為 微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統，包括用于驅動傳動裝置的三相永磁同步電機、旋轉變壓器、旋變解碼電路、三相功率變換器、三相電流檢測電路、母線電壓檢測電路、CAN通訊電路、DSP控制電路，所述DSP控制電路包括速度環和電流環模塊、PWM模塊、正交編碼模塊、AD轉換模塊、控制和通訊接ロ模塊，所述控制和通訊接ロ模塊包括CAN模塊，所述CAN通訊電路與CAN模塊連接； 所述三相功率變換器根據接收到的信號對母線電壓進行調制，驅動三相永磁同步電機； 所述旋轉變壓器對三相永磁同步電機的實際轉子位置信號進行檢測，并將檢測到的信息傳輸給旋變解碼電路； 所述旋變解碼電路對接受到的信息進行解碼，并將解碼后的信息通過正交編碼模塊接入速度環和電流環模塊； 所述三相電路檢測電路對三相功率變換器的三個橋臂的實際電流進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊； 所述母線電壓檢測電路對三相功率變換器的的實際母線電壓進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊； 所述速度環和電流環模塊根據接收到的信息以及參考速度獲得控制信號，并將獲得的 控制信號通過PWM模塊接入三相功率變換器。優選的，所述DSP控制電路為基于TMS320F28035芯片設計的電路。優選的，所述CAN通訊電路與CAN模塊通過光電耦連接；所述光耦優選為6N137芯片。優選的，還包括鍵盤與顯示器，所述鍵盤與顯示器與控制和通訊接ロ模塊連接。優選的，所述三相功率變換器采用MOSFET IRFP4568芯片，對三相功率變換器的每個橋臂采用MOSFET管并聯結構。優選的，所述三相功率變換器的每個橋臂上串聯ー個ΙπιΩ的電流采樣電阻，所述三相電流檢測電路分為三路，采用差分走線方式分別接在三個電流采樣電阻的兩端。優選的，所述母線電壓檢測電路的結構為接入信號采用分壓電阻分壓后，通過RC濾波電路接出。有益效果本專利技術提供的微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統相比較現有技術具有如下優勢 (O效率高由于永磁交流驅動心痛調速范圍寬，在低速到高速整個工作范圍內，都能夠高效工作，是其他種類的驅動系統所不能達到的，因而能夠有效節約電池電量，進ー步提升車輛續駛里程； (2)啟動カ矩大永磁交流電機在合理設計情況下，啟動カ矩能夠達到額定カ矩的3、倍之多，是其他種類的驅動系統所不能達到的，因此能夠滿足車輛在啟動時需要大力矩的技術要求； (3)免維護他勵或串勵直流電機都采用電刷換向，運行一定時間后都需要跟換電刷，而永磁交流電機采用電子換向，內部無機械電刷，能夠長時間工作，無需維護。附圖說明圖I為本專利技術的結構示意 圖2為CAN通訊電路的接ロ電路示意 圖3為二相功率變換器的電路不意 圖4為二相電流檢測電路其中一路的電路不意 圖5為母線電壓檢測電路的電路示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作更進ー步的說明。如圖I所示為ー種微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統，包括用于驅動傳動裝置的三相永磁同步電機、旋轉變壓器、旋變解碼電路、三相功率變換器、三相電流檢測電路、母線電壓檢測電路、CAN通訊電路、用于實現系統軟功能的DSP控制電路、鍵盤和顯示器，所述DSP控制電路包括速度環和電流環模塊、PWM模塊、正交編碼模塊、AD轉換模塊、控制和通訊接ロ模塊，所述控制和通訊接ロ模塊包括CAN模塊、I/O模塊和SPI模塊，所述CAN通訊電路與CAN模塊通過6N137芯片以光耦方式進行連接，所述鍵盤與I/O模塊連接，所述顯示器與SPI模塊連接。所述DSP控制電路為基于TMS320F28035芯片設計的電路，如圖2所示CAN模塊輸出的Re和De信號首先分別通過高速光耦6N137進行隔離后，再采用TMS320F28035芯片上與V3. 3電源隔離的電源V3. 3_1供電，通過CAN接ロ芯片SN65HVD230輸出。·所述三相功率變換器根據接收到的信號對母線電壓進行調制，驅動三相永磁同步電機；三相功率變換器的電路如圖3所示，采用MOSFET IRFP4568芯片，該芯片的額定電壓為150V，25°C時的額定電流為170A，由于每個橋臂的電流較大，因此對三相功率變換器的每個橋臂采用MOSFET管并聯結構；在三相功率變換器的每個橋臂上串聯ー個ΙπιΩ的電流采樣電阻。所述旋轉變壓器對三相永磁同步電機的實際轉子位置信號進行檢測，并將檢測到的信息傳輸給旋變解碼電路；所述旋變解碼電路對接受到的信息進行解碼，并將解碼后的信息通過正交編碼模塊接入速度環和電流環模塊。所述三相電路檢測電路對三相功率變換器的三個橋臂的實際電流進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊；所述三相電流檢測電路分為三路，采用差分走線方式分別接在三個電流采樣電阻的兩端，每一路的電路如圖4所示，其中il+和il-為輸入，接在相應的電流采樣電阻的兩端，防止干擾，IA_AD為輸出，直接接到AD轉換模塊上。所述母線電壓檢測電路對三相功率變換器的的實際母線電壓進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊；母線電壓檢測電路如圖5所示，接入信號采用分壓電阻分壓后，通過RC濾波電路接出。所述速度環和電流環模塊根據接收到的信息以及參考速度獲得控制信號，并將獲得的控制信號通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微小型電動車輛用低壓大電流交流永磁驅動系統，其特征在于：包括用于驅動傳動裝置的三相永磁同步電機、旋轉變壓器、旋變解碼電路、三相功率變換器、三相電流檢測電路、母線電壓檢測電路、CAN通訊電路、DSP控制電路，所述DSP控制電路包括速度環和電流環模塊、PWM模塊、正交編碼模塊、AD轉換模塊、控制和通訊接口模塊，所述控制和通訊接口模塊包括CAN模塊，所述CAN通訊電路與CAN模塊連接；所述三相功率變換器根據接收到的信號對母線電壓進行調制，驅動三相永磁同步電機；所述旋轉變壓器對三相永磁同步電機的實際轉子位置信號進行檢測，并將檢測到的信息傳輸給旋變解碼電路；所述旋變解碼電路對接受到的信息進行解碼，并將解碼后的信息通過正交編碼模塊接入速度環和電流環模塊；所述三相電路檢測電路對三相功率變換器的三個橋臂的實際電流進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊；所述母線電壓檢測電路對三相功率變換器的的實際母線電壓進行檢測，并將檢測的信息通過AD轉換電路接入速度環和電流環模塊；所述速度環和電流環模塊根據接收到的信息以及參考速度獲得控制信號，并將獲得的控制信號通過PWM模塊接入三相功率變換器。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：廖東民，楊浩東，朱建江，姜正忠，孫曉楠，張明亮，
申請(專利權)人：蘇州朗格電動車有限公司，
類型：發明
國別省市：