專利名稱：電動叉車用他勵直流行走電機控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動叉車用他勵直流行走電機控制器，屬于汽車電子技術領域。
背景技術：
一直以來，工廠車間用叉車大都采用 內(nèi)燃機作為動力裝置，控制簡單，技術相對成熟，但是噪聲和污染卻大大限制了其在高標準車間的應用范圍，而且能源利用率相對較低，無法完成制動能量回收、電制動等技術要求。新型叉車采用他勵電機作為控制本體，即他勵電機在電動叉車中的作用是接收蓄電池組的電能，并轉(zhuǎn)化為機械能，為整車行走提供動力。他勵電機控制特性的好壞直接影響了叉車駕駛特性的好壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為實現(xiàn)電動叉車用他勵直流行走電機性能控制，并且在其運行時進行溫度、電流和電壓的實時保護，提供一種電動叉車用他勵直流電機控制器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為
電動叉車用他勵直流行走電機控制器，包括輸入模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動模塊，其中輸入模塊包括KSI電壓信號單元、B+電壓信號單元、互鎖信號單元、方向信號單元、踏板信號單元、勵磁和電樞電流信號單元、模式選擇信號單元；所述的數(shù)字信號處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動模塊采用勵磁全橋、電樞半橋控制電路，各模塊電連接。采用上述技術方案的有益效果是
1.精確控制當前勵磁和電樞電流的大小和方向，實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的精確控制，并起到限流保護作用；
2.防止在主接觸器結(jié)合瞬間出現(xiàn)大電流燒毀器件；
3.防止啟動時的飛車現(xiàn)象。4.通過檢測低端電阻分壓，經(jīng)放大后送入DSP，實現(xiàn)吸合后能量最優(yōu)控制，經(jīng)濾波后減小了其開關信號對電池電壓的影響；
5.對勵磁電樞電流的閉環(huán)控制在62.5us中斷中完成，實現(xiàn)DSP運算控制資源的合理分
配；
6.通過控制勵磁和電樞電流精確控制制動轉(zhuǎn)矩，結(jié)合叉車當前速度和駕駛員輸入踏板位置，實現(xiàn)叉車最佳駕駛體驗。7.實現(xiàn)DSP與EEPROM之間數(shù)據(jù)的存取，實時記錄叉車運行狀況，為故障檢測和調(diào)試提供便利；
8.為勵磁和電樞電路的開關功率管設計可靠的結(jié)構散熱器件，實現(xiàn)控制器長時間大功率運行時的散熱可靠性。9.可選四種控制模式，提供四種不同的駕駛體驗；10.采用CAN通信接口，可以實現(xiàn)控制器參數(shù)的在線實時調(diào)整。


圖I是本發(fā)明所述叉車用他勵直流行走電機控制器的結(jié)構框圖。圖2是本發(fā)明所述叉車用他勵直流行走電機控制器處理程序流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明叉車用他勵直流行走電機控制器作進一步說明。所述電動叉車用他勵直流行走電機控制器，包括輸入模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動模塊，其中輸入模塊包括KSI電壓信號單元、B+電壓信號單元、互鎖信號單元、方向信號單元、踏板信號單元、勵磁和電樞電流信號單元、模式選擇信號單元；所述的數(shù)字信號處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動 模塊采用勵磁全橋控制電路，各模塊電連接，如圖I所示。本發(fā)明叉車用他勵直流行走電機控制器根據(jù)當前駕駛員控制信號以及叉車當前狀態(tài)進行控制。具體原理為當駕駛員給定方向信號和踏板信號，控制器通過檢測當前勵磁和電樞電流，結(jié)合手編設定參數(shù)，決定增大或者減小勵磁和電樞占空比，從而對叉車動力輸出進行平滑控制，已達到最佳駕駛控制體驗。所述叉車用他勵直流行走電機控制器處理程序，該程序按如下功能編制=DSP的初始化、讀取EEPROM數(shù)據(jù)、測量確定勵磁電樞電流零點、打開定時器中斷、主函數(shù)while (I)循環(huán)完成CAN同信。定時器中斷函數(shù)中完成對駕駛員輸入信號的檢測、當前電樞和勵磁電流的檢測和控制、主接觸器當前狀態(tài)的檢測和控制、控制器當前故障的檢測、控制器當前故障的LED和IO電平輸出、控制器溫度電壓的實時檢測
坐寸ο本發(fā)明工作過程以駕駛員向前正常行駛、踏板電壓信號為50%為例，具體控制策略為按照踏板輸入信號，電樞下橋占空比成正比例增加，所以電樞電流增加，按照勵磁電流與電樞電流map圖對應關系，勵磁電流相應增加，電機輸出轉(zhuǎn)矩增加，叉車加速，電樞反電動勢增加，造成電樞電流減小，叉車逐漸達到動態(tài)平衡狀態(tài)；當叉車前進受阻，速度降低，電樞反電動勢降低，電樞電流增加，勵磁電流增加，電機輸出轉(zhuǎn)矩增加，叉車試圖克服阻力繼續(xù)前進，如成功克服阻力，繼續(xù)前進，則電樞和勵磁電流減小，直至達到動態(tài)平衡，如不能克服阻力，則電樞電流限制在踏板50%信號對應的電流上限不再增加，已保護驅(qū)動電路不被燒壞。本控制器的保護功能可以分為四類，分別是電流保護、電壓保護、溫度保護、防飛車保護。以下為各保護功能實現(xiàn)過程
$電流保護電流保護上限值可通過手持編程器設定，主要是在電機堵轉(zhuǎn)或者電路
短路時能夠迅速判斷并做出動作，關斷控制信號輸出信號，保護控制器元器件和電機。具體實施方案為米用霍爾兀件測量電樞和勵磁電流產(chǎn)生的磁場大小，從而精確控制正反向電流大小，當超過上限時及時減小Pwm輸出，保護電機和控制器。 電壓保護通過電源和地之間的精密電阻分壓，比例計算可得系統(tǒng)電壓，如果超出允許范圍，則減小甚至關斷電樞電流輸出，防止元器件受到損害；
:1)溫度保護使用緊貼在控制器散熱結(jié)構件上的溫度傳感器，進行內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換，
在過溫時減小直至關斷電樞電流信號輸出，防止元器件受到損害。④防飛車保護高踏板禁止和靜止互鎖(可選)，防止啟動時的飛車現(xiàn)象。具體實現(xiàn)方式為當駕駛員上車，腳不小心放在了加速踏板上，然后用鑰匙給車上電，則控制器默認駕駛員無意加速，報高踏板禁止故障，從而避免開車后猛沖造成事故，當駕駛員把腳離開加速踏板，則故障自動清除；靜止互鎖是安防在駕駛員駕駛座椅或駕駛控制面板上的一個開 關，能夠確保叉車在無人駕駛狀態(tài)下不會出現(xiàn)飛車現(xiàn)象造成事故。
權利要求
1.一種電動叉車用他勵直流行走電機控制器，其特征在于該控制器包括輸入模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動模塊，其中輸入模塊包括KSL電壓信號單元、B+電壓信號單元、互鎖信號單元、方向信號單元、踏板信號單元、勵磁和電樞電流信號單元、模式選擇信號單元；所述的數(shù)字信號處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動模塊采用勵磁全橋控制電路，各模塊電連接。
全文摘要
一種電動叉車用他勵直流行走電機控制器，該控制器包括輸入模塊、數(shù)字信號處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動模塊，其中輸入模塊包括KSL電壓信號單元、B+電壓信號單元、互鎖信號單元、方向信號單元、踏板信號單元、勵磁和電樞電流信號單元、模式選擇信號單元；所述的數(shù)字信號處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A；所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動模塊采用勵磁全橋控制電路，各模塊電連接。本發(fā)明可有效控制和保護電動叉車用直流行走電機，實現(xiàn)叉車安全行駛。
文檔編號B60L3/00GK102756656SQ20121027068
公開日2012年10月31日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權日2012年8月1日
發(fā)明者王大方 申請人:遵義天義利威機電有限責任公司