專用電動車調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種專用電動車調(diào)速系統(tǒng)，包括微處理器、PWM控制器、IGBT控制器與電機組，微處理器的輸出端依次與PWM控制器、IGBT控制器與電機組的輸入端電連接，電機組的輸出端與PWM控制器的輸入端電連接。本實用新型為閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，適合于在專用電動車使用，根據(jù)專用電動汽車調(diào)速特點，具有節(jié)能、可提高電控性能和安全行駛速度等特點；本實用新型由智能邏輯電路控制驅(qū)動構(gòu)成，以隔離門極功率晶體管IGBT為主要功率元件，主要功能包括節(jié)能控制、過流保護和過欠壓保護等。
【專利說明】
專用電動車調(diào)速系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種調(diào)速系統(tǒng)，尤其是一種用于專用電動車的調(diào)整系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在電動小客車上均是安裝有調(diào)速系統(tǒng)，通過調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)建專用電動汽車車速智能控制體系框架以及車載車速智能預(yù)警系統(tǒng)，使驅(qū)動電動機達到各種行駛條件下的速度和輸出扭矩要求，能夠在保證車速的前提下提高車輛的制動性、可操縱性和穩(wěn)定性，提高了專用電動汽車的安全行駛速度，防止汽車在快速行駛時前傾、后傾、左右傾斜等一切不安全因素。
[0003]然而，在現(xiàn)有的專用電動汽車上卻不具備調(diào)整系統(tǒng)，因此，急需一款適用于在專用電動車上使用的調(diào)整系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種適合于在專用電動車使用的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，包括微處理器、PWM控制器、IGBT控制器與電機組，所述微處理器的輸出端依次與所述PWM控制器、所述IGBT控制器與所述電機組的輸入端電連接，所述電機組的輸出端與所述PWM控制器的輸入端電連接。
[0006]上述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其中，所述電機組為兩個直流無刷電機或兩個方波自控式永磁同步電機，在所述直流無刷電機或所述方波自控式永磁同步電機中均是安裝有三個霍爾位置傳感器。
[0007]上述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其中，所述微處理器為PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132微處理器，PC2132中央處理器一個機遇支持實時仿真和跟蹤的32為ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，在其內(nèi)部固化有64K字節(jié)FLASH存儲器。
[0008]上述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其中，所述IGBT控制器中固化有雙極型三極管、絕緣柵型場效應(yīng)管與三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0010]本實用新型為閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，適合于在專用電動車使用，根據(jù)專用電動汽車調(diào)速特點，具有節(jié)能、可提高電控性能和安全行駛速度等特點；本實用新型由智能邏輯電路控制驅(qū)動構(gòu)成，以隔離門極功率晶體管IGBT為主要功率元件，主要功能包括節(jié)能控制、過流保護和過欠壓保護等；
[0011]本實用新型可進一步提聞PWM的穩(wěn)定性、抗干擾能力和動態(tài)響應(yīng)能力等工藝參數(shù)并降低其動態(tài)能耗，提高其散熱性能；
[0012]本實用新型通過對電機運行參數(shù)進行優(yōu)化，可以進一步提高直流無刷電機或方波自控式永磁同步電機的優(yōu)點，另外，當(dāng)采用方波自控式永磁同步電機時，還具有效率高、轉(zhuǎn)矩聞、精度聞、體積小、重量輕等特點；
[0013]由于采用PC2123型微處理器，使本實用新型具有強大的處理功能，并具有很強的抗干擾能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0015]圖2為圖1中微處理器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0016]圖3為圖1中IGBT控制器的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖4為IGBT控制器中三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元的電路圖；
[0018]圖5為霍爾傳感器的電路圖。
[0019]主要附圖標(biāo)記說明如下:
[0020]1-微處理器 2-PWM控制器 3-1GBT控制器
[0021]4-電機組

【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，該用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)包括微處理器1、PWM控制器2、IGBT控制器3與電機組4，微處理器I的輸出端依次與PWM控制器2、IGBT控制器3與電機組4的輸入端電連接，電機組的輸出端與PWM控制器2的輸入端電連接。
[0023]其中，微處理器I為PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132中央處理器，在其內(nèi)部固化有64K字節(jié)FLASH存儲器。
[0024]IGBT控制器中固化有雙極型三極管、絕緣柵型場效應(yīng)管與三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元。
[0025]電機組4為兩個直流無刷電機或兩個方波自控式永磁同步電機，在直流無刷電機或方波自控式永磁同步電機中均是安裝有三個霍爾位置傳感器。
[0026]直流無刷電機由IGBT控制器提供不同電流方向的直流電來達到電機內(nèi)線圈電流方向的交替變化。方波自控式永磁同步電機具有效率高、轉(zhuǎn)矩高、精度高、體積小、重量輕等特點。
[0027]PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制器根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管柵極或基極的偏置，來實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出晶體管或晶體管導(dǎo)通時間的改變，這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)。
[0028]如圖2所示，微處理器對兩個直流無刷電機或兩個方波自控式永磁同步電機的速度調(diào)節(jié)、正反轉(zhuǎn)控制、開始和停止等功能進行控制。
[0029]在本實施例中，采用PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132作為微處理器。PC2132是一個機遇支持實時仿真和跟蹤的32為ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，內(nèi)嵌高速64K字節(jié)FLASH存儲器，其寬范圍的串行通信接口和豐富的片內(nèi)資源(如4個32位定時器、6個PWM通道、10位8路ADC和10位DAC，另外具有47個通用I/O 口以及9個邊沿或電平出發(fā)的外部中斷源)使其具有強大的處理功能，并具有很強的抗干擾能力。
[0030]如圖3所示，IGBT (隔離門極功率晶體管)控制器為固化有雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOS)的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的特點，具有輸進阻抗高，電壓控制功耗低，控制電路簡單，耐高壓，承受電流大等優(yōu)點。通過加正向柵極電壓和加反向門極電壓完成控制器的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實現(xiàn)電動汽車的過流保護和過欠壓保護。
[0031]如圖4所示，在IGBT(隔離門極功率晶體管)控制器中還固化有三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元。其中，開關(guān)管Ql、Q3、Q5采用P溝道MOSFET功率管，柵極為低電平時MOSFET管導(dǎo)通，VD1、VD3、VD5為相應(yīng)的保護二極管；開關(guān)管Q2、Q4、Q6采用N溝道MOSFET功率管，柵極為高電平時MOSFET管導(dǎo)通，VD2、VD4、VD6為相應(yīng)的保護二極管，其中位置傳感器的三個輸出通過特定的邏輯電路控制Q1-Q6開關(guān)管工作(導(dǎo)通或截至)。
[0032]各開關(guān)管的導(dǎo)通順序為:Q1、Q2、Q3— Q2、Q3、Q4 — Q3、Q4、Q5 — Q4、Q5、Q6 — Q5、Q6、Q1 — Q6、Q1、Q2 “三三導(dǎo)通方式”在實際工作時又可以分為六種控制方式，每隔60°改變一次導(dǎo)通狀態(tài)，每改變一次狀態(tài)更換一個開關(guān)管，每個開關(guān)管導(dǎo)通180°。
[0033]在每種狀態(tài)下，其合成轉(zhuǎn)矩的大小都是單相轉(zhuǎn)矩的1.5倍。三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元采用“三三導(dǎo)通方式”，驅(qū)動電路中MOSFET管的導(dǎo)通或截止由相應(yīng)的軟件來控制，即根據(jù)位置傳感器的檢測信號來提取相應(yīng)的MOSFET管對應(yīng)的控制字，并通過特定的邏輯電路控制MOSFET管，實現(xiàn)對MOSFET管導(dǎo)通或截止控制，從而實現(xiàn)對無刷直流電機做出換相控制，使電機能連續(xù)運行，電機方向的控制知識上述功率MOSFET管的導(dǎo)通順序不同，也就是所提取的控制字不同，無刷直流電機的轉(zhuǎn)速控制利用一個微處理器控制。
[0034]如圖5所示，在每個無刷電機內(nèi)置的三個霍爾位置傳感器采用5V電源供電，由于電機內(nèi)部電磁場的作用以及工作時的干擾，對霍爾位置傳感器及其電路的電源要求非常高，因此，采用獨立電源供電，此外對傳感器脈沖檢測電路進行了濾波處理，以提高抗干擾能力。
[0035]本實用新型根據(jù)專用電動汽車調(diào)速特點，為實現(xiàn)節(jié)能、提高電控性能和安全行駛速度等而研制生產(chǎn)的，具有閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。本實用新型由智能邏輯電路控制驅(qū)動構(gòu)成，以隔離門極功率晶體管IGBT為主要功率元件，主要功能包括節(jié)能控制、過流保護和過欠壓保護。
[0036]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，對發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，包括微處理器、PWM控制器、IGBT控制器與電機組，所述微處理器的輸出端依次與所述PWM控制器、所述IGBT控制器與所述電機組的輸入端電連接，所述電機組的輸出端與所述PWM控制器的輸入端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述電機組為兩個直流無刷電機或兩個方波自控式永磁同步電機，在所述直流無刷電機或所述方波自控式永磁同步電機中均是安裝有三個霍爾位置傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器為PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132微處理器，PC2132中央處理器一個機遇支持實時仿真和跟蹤的32為ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，在其內(nèi)部固化有64K字節(jié)FLASH存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于專用電動車的調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于，所述IGBT控制器中固化有雙極型三極管、絕緣柵型場效應(yīng)管與三相聯(lián)結(jié)全橋驅(qū)動電路單元。
【文檔編號】B60L15/20GK204077406SQ201420525689
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】劉焱 申請人:天津海喬科技有限責(zé)任公司