一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置及其防盜方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電動(dòng)車(chē)防盜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜 裝置及其防盜方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展和燃油交通工具的不斷增加，人類(lèi)面對(duì)的石油燃料等自然資源不 足和燃油排放導(dǎo)致全球變暖的問(wèn)題日益凸顯出來(lái)。所以在此背景下混合動(dòng)力或純動(dòng)力的交 通共運(yùn)輸工具逐漸走入人們的生活，電動(dòng)車(chē)應(yīng)運(yùn)而生。電動(dòng)車(chē)因具有環(huán)保、快捷和方便的特 點(diǎn)，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。近年來(lái)，電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅速，截止目前，國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)保有量已超過(guò) 6000萬(wàn)輛。
[0003 ]無(wú)刷直流電機(jī)在電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)市場(chǎng)有廣泛的應(yīng)用。無(wú)刷直流電機(jī)由電機(jī) 主體和驅(qū)動(dòng)器組成，電機(jī)主體的定子繞組多做成三相對(duì)稱(chēng)星形接法，，而電機(jī)主體的轉(zhuǎn)子上 粘有已充磁的永磁體，為了檢測(cè)轉(zhuǎn)子的極性，在電機(jī)主體內(nèi)裝有位置傳感器;驅(qū)動(dòng)器由功率 電子器件和集成電路等構(gòu)成，其用于接受電機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電機(jī)的啟動(dòng)、 停止和制動(dòng)，還用于接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷， 產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩以及接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速等等。
[0004] 先進(jìn)的電動(dòng)車(chē)防盜技術(shù)是保證電動(dòng)車(chē)安全的前提，現(xiàn)有技術(shù)中常用的電動(dòng)車(chē)防盜 裝置一般采用單片機(jī)控制相應(yīng)的功率管通斷，來(lái)令無(wú)刷直流電機(jī)三相短接而實(shí)現(xiàn)硬防盜， 同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)單片機(jī)外設(shè)傳感器電路，令報(bào)警喇叭發(fā)出報(bào)警聲音實(shí)現(xiàn)軟防盜，例如公開(kāi)號(hào) CN2590837提供的一種電動(dòng)自行車(chē)用防盜報(bào)警器的技術(shù)方案。然而，這種防盜控制裝置容易 產(chǎn)生"誤判"，例如在行人不小心觸碰到電動(dòng)車(chē)或者停車(chē)處的工作人員在整理車(chē)位時(shí)挪動(dòng)電 動(dòng)車(chē)的情況下，也會(huì)引發(fā)防盜報(bào)警，這影響了電動(dòng)車(chē)周邊的生活環(huán)境;其次，這些防盜控制 裝置還需要額外增加大量相關(guān)硬件以實(shí)現(xiàn)防盜功能，大大增加了系統(tǒng)軟硬件成本。
[0005] 因此，設(shè)計(jì)一種合理、科學(xué)的電動(dòng)車(chē)防盜裝置及方法，能改善生活環(huán)境，降低電動(dòng) 車(chē)被竊率，具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在提供一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置及其防盜方法， 以克服傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)防盜控制方法成本高且誤判率高等缺點(diǎn)。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用采用的技術(shù)方案是：
[0008] 一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置，所述電動(dòng)車(chē)包括直流電源、三相橋式 逆變器和無(wú)刷直流電機(jī)，所述無(wú)刷直流電機(jī)由所述直流電源供電，所述三相橋式逆變器與 所述直流電源并聯(lián)，所述三相橋式逆變器的三相輸出端分別對(duì)應(yīng)連接所述無(wú)刷直流電機(jī)的 定子的三相繞組;所述電動(dòng)車(chē)防盜裝置由電流檢測(cè)模塊以及控制模塊構(gòu)成;其中，所述電流 檢測(cè)模塊包括依次串聯(lián)的電流采集器、Clark變換器和Park變換器，所述電流采集器的輸入 端接在所述三相繞組上，所述Park變換器的輸出端連接所述控制模塊的輸入端;所述控制 模塊包括兩個(gè)比較器、兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器、d軸電流給定器、q軸電流給定器、反Park變換器以及 SVPWM變換器，其中一個(gè)比較器的兩個(gè)輸入端分別連接d軸電流給定器和Park變換器且其輸 出端連接其中一個(gè)PID調(diào)節(jié)器的輸入端，另一個(gè)比較器的兩個(gè)輸入端分別連接q軸電流給定 器和Park變換器且其輸出端連接另一個(gè)PID調(diào)節(jié)器的輸入端，兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器的輸出端均連 接至反Park變換器的輸入端，反Park變換器的輸出端連接SVPWM變換器的輸入端，SVPWM變 換器的輸出端連接所述三相橋式逆變器的控制輸入端以輸出PWM信號(hào)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述三相橋式逆變器主要由六只晶體管構(gòu)成，六只晶體管分為三組，每 組晶體管兩兩串聯(lián)后與所述直流電源并聯(lián);且每組中兩個(gè)晶體管之間的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)為所述三 相輸出端的一個(gè)相輸出端，對(duì)應(yīng)連接至所述無(wú)刷直流電機(jī)的定子的一個(gè)相繞組;每只晶體 管的柵極作為所述三相橋式逆變器的一個(gè)控制輸入端，連接所述SVPWM變換器的輸出端。
[0010] 進(jìn)一步的，所述電流采集器為電流互感器或者電流傳感器。
[0011] 進(jìn)一步的，所述電流采集器的數(shù)量為一個(gè)或三個(gè)，用于采集所述定子的三相繞組 上的電流。
[0012] 進(jìn)一步的，所述比較器為減法器。
[0013] -種上述的基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置的防盜方法，包括以下步驟：
[0014] (1)給定電動(dòng)車(chē)的無(wú)刷直流電機(jī)的定子電流在其兩相同步旋轉(zhuǎn)d_q坐標(biāo)系中的d軸 上的給定電流分量^ =().以及q軸上的給定電流分量，0 = _9〇°，其中iN為所述定子的 額定電流，9為所述無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子的空間位置角；
[0015] (2)通過(guò)電流檢測(cè)模塊的電流采集器采集所述定子的三相繞組的實(shí)際電流值iA、 iB、ic，將所述三相繞組實(shí)際電流值iA、iB、ic依次通過(guò)所述電流檢測(cè)模塊的Clark變換器的 Clark變換和Park變換器的Park變換后，得到所述d軸的實(shí)際電流分量id以及所述q軸的實(shí) 際電流分量iq，再通過(guò)控制模塊的兩個(gè)比較器分別獲得所述d軸上的給定電流分量 < 與實(shí)際 電流分量id的差值以及所述q軸上的給定電流分量<與實(shí)際電流分量iq的差值后，分別送入 所述控制模塊的兩個(gè)PID調(diào)節(jié)器中，得到所述d軸上的電壓分量Ud和所述q軸上的電壓分量uq，將Ud和Uq通過(guò)反Park變換器的反Park變換后，得到所述無(wú)刷直流電機(jī)的兩相垂直靜止a-0坐標(biāo)系中的a軸上所需的電壓分量Ua和0軸上所需的電壓分量Ufi,將Ua、Uf!送入到所述控制 模塊的SVPWM變換器；
[0016] (3)通過(guò)SVPWM變換器產(chǎn)生相應(yīng)PWM脈沖信號(hào)送入所述電動(dòng)車(chē)的三相橋式逆變器 中，使得所述d軸上的實(shí)際電流分量id以及所述q軸上的實(shí)際電流分量i q分別跟隨給定的' 和<，從而使得所述定子產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)力作用，所述轉(zhuǎn)子在所述磁場(chǎng)力作用下定位到所述 定子的相應(yīng)位置處，鎖定無(wú)刷直流電機(jī)，達(dá)到電動(dòng)車(chē)防盜的目的。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：
[0018] 1、本發(fā)明采用的電動(dòng)車(chē)防盜裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，通過(guò)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子定位技術(shù)鎖 死車(chē)軸，能有效防止電動(dòng)車(chē)被強(qiáng)制移位，能有效降低電動(dòng)車(chē)的被盜率。
[0019] 2、本發(fā)明采用的電動(dòng)車(chē)防盜方法，將定子的三相實(shí)際電流通過(guò)Clark變換和Park 變換來(lái)轉(zhuǎn)換為兩相同步旋轉(zhuǎn)d_q坐標(biāo)系d、q軸上的實(shí)際電流分量，并將d_q軸上的實(shí)際電流 分量與給定電流分量之間的差值分別經(jīng)過(guò)相應(yīng)的PID調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，獲得d、q軸上的電壓分 量，對(duì)電壓分量進(jìn)行反Park變換后，得到兩相垂直靜止cH3坐標(biāo)系的a軸和0軸上所需的電壓 分量，SVPWM變換器根據(jù)a軸和0軸上所需的電壓分量對(duì)三相橋式逆變器進(jìn)行PffM調(diào)制，控制 電機(jī)鎖定，不僅處理速度快，而且能提高d、q電流跟蹤性能，簡(jiǎn)單有效地鎖住電動(dòng)車(chē)，達(dá)到防 盜的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例的基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例的基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置及其防盜方 法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023] 請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例提供一種基于電機(jī)轉(zhuǎn)子定位的電動(dòng)車(chē)防盜裝置，用于對(duì)電動(dòng) 車(chē)進(jìn)行防盜，其中，所述電動(dòng)車(chē)1包括直流電源、三相橋式逆變器2和無(wú)刷直流電機(jī)3,所述無(wú) 刷直流電機(jī)3由所述直流電源1供電，所述三相橋式逆變器2與所述直流電源1并聯(lián)，所述三 相橋式逆變器2的三相輸出端分別對(duì)應(yīng)連接所述無(wú)刷直流電機(jī)3的定子的三相繞組A、B、C。 所述三相橋式逆變器2可以為單"進(jìn)"三"出"的三相逆變器，也可以為三"進(jìn)"三"出"的三相 逆變器，"進(jìn)"即為三相橋式逆變器2的控制輸入端，"出"即為三相橋式逆變器2的相輸出端。 本實(shí)施例中，所述三相橋式逆變器2主要由六只晶體管M0S1~M0S6構(gòu)成，共分為三組:第一 組中的M0S1的源極與M0S4的漏極串聯(lián)后再直流電源1并聯(lián)，且M0S1與M0S4之間的串聯(lián)節(jié)點(diǎn) N1與所述無(wú)刷直流電機(jī)的定子的A相繞組連接;第二組中的M0S3的源極與M0S6的漏極串聯(lián) 后再直流電源1并聯(lián)，且M0S3與M0S6之間的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)N2與所述無(wú)刷直流電機(jī)的定子的B相繞 組連接;第三組中的M0S5的源極與M0S2的漏極串聯(lián)后再直流電源1并聯(lián)，且M0S5與M0S2之間 的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)N3與所述無(wú)刷直流電機(jī)的定子的C相繞組連接。此外，每只晶體管的柵極作為所 述三相橋式逆變器2的一個(gè)控制輸入端，連接所述控制模塊5的SVPWM變換器58的輸出端。
[0024] 本實(shí)施例的電動(dòng)車(chē)防盜裝置由電流檢測(cè)模塊4以及控制模塊5構(gòu)成。