本發(fā)明屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及電動汽車無油渦旋空壓機(jī)氣剎泵的PMSM驅(qū)動控制器。

背景技術(shù)：

隨著城市新能源汽車的提倡，一些中大型電動汽車(如箱式物流車、貨車、客車、公交車等)的氣剎裝置中至關(guān)重要的清潔、節(jié)能、智能氣剎泵系統(tǒng)成為現(xiàn)階段的主要難點(diǎn)。以往常用的螺桿式空壓機(jī)、活塞式空壓機(jī)、滑片式空壓機(jī)作為打氣泵存在許多弊端:首先這些都需要油或水來潤滑密封散熱，這樣導(dǎo)致打出來的壓縮氣體含油或含水會對剎車裝置帶來不便，使得還需要添加繁瑣的油水過濾裝置；第二這些空壓機(jī)體積質(zhì)量都比較大，車載安裝起來比較麻煩占空間，尤其在新能源汽車上安裝不是特別方便；第三它們的動力源基本上是三相異步交流電動機(jī)通過皮帶拖動，這樣帶來些能效密度低，啟動轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)速波動大，使得在比較大的氣壓下難以靜止啟動和處于低氣壓打氣狀態(tài)；第四其往往只是提供一個三相交流電沒有任何閉環(huán)控制系統(tǒng)，沒有檢測設(shè)備的溫度傳感器、沒有檢測儲氣罐里的壓力傳感器、沒有很好的過壓過流欠壓欠流保護(hù)電路、作為整車至關(guān)重要的模塊也沒有CAN總線通訊、也沒有一個智能散熱裝置、不可調(diào)速產(chǎn)生事宜氣壓及流量。綜合這些弊端導(dǎo)致了這些空壓機(jī)無法作為清潔、節(jié)能、智能的氣剎泵系統(tǒng)。近幾年全無油渦旋空壓機(jī)的出現(xiàn)，與其它容積式壓縮機(jī)相比，渦旋壓縮機(jī)具有許多不可替代的優(yōu)越性。首先，它結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，其主要零部件數(shù)量僅為往復(fù)式壓縮機(jī)的1/10，體積約減小40％，重量約減輕15％以上。渦旋壓縮機(jī)的吸氣、壓縮和排氣過程是同時而且連續(xù)進(jìn)行的，吸、排氣腔不直接相鄰，故泄漏較小，效率較高。壓縮機(jī)工作腔不與吸、排氣孔口同時相通，無需設(shè)置吸、排氣閥，這一方面減少了進(jìn)、排氣損失，另一方面避免了氣閥的敲擊噪聲和由此引起的振動，也減少了一組易損件，提高了壓縮機(jī)可靠性。渦旋壓縮機(jī)的吸氣持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于其它型式的壓縮機(jī)，且其進(jìn)氣過程是主動的包容運(yùn)動，這不同于其它型式壓縮機(jī)的被動吸氣，甚至還會產(chǎn)生吸氣增壓效應(yīng)，故容積效率特別高。但其拖動那塊必須考慮到體積小、能效密度高、可調(diào)控穩(wěn)定可靠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供電動汽車無油渦旋空壓機(jī)氣剎泵的PMSM驅(qū)動控制器，以解決上述背景技術(shù)中提出的在保證清潔、節(jié)能、智能的情況下進(jìn)一步減小體積、提高能效密度和穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：電動汽車無油渦旋空壓機(jī)氣剎泵的PMSM驅(qū)動控制器，包括控制器本體(1)以及和控制器本體(1)配套的盒子(2)、安裝支架(3)，其特征在于，所述控制器本體(1)和安裝支架(3)通過螺栓連接，所述控制器本體(1)內(nèi)部設(shè)置有變壓器隔離電源(4)，所述變壓器隔離電源(4)電性連接MCU控制器(5)、DSP28027驅(qū)動(6)、PWM驅(qū)動模塊(7)，所述M CU控制器(5)輸出端連接控制信號采集模塊(8)，所述MCU控制器(5)信號連接通信模塊RS485/CAN(9)和DSP28027驅(qū)動(6)，所述DSP28027驅(qū)動(6)輸入連接低壓加濕模塊(11)、電壓檢測模塊(12)、三相電流采樣模塊(13)，所述PWM驅(qū)動模塊(7)電性連接功率模塊(15)，所述功率模塊(15)電性連接直流電源防反接模塊(22)，所述直流電源防反接模塊(22)電性連接濾波電容(23),所述PWM驅(qū)動模塊(7)接收DSP28027驅(qū)動(6)的信號。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述通信模塊RS485/CAN(9)連接采用Modbus_rtu通信協(xié)議。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，還包括風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊(10)和散熱風(fēng)扇(14)，所述MCU控制器(5)、風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊(10)和散熱風(fēng)扇(14)依次電性連接。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述功率模塊(15)電性連接三相高壓接口(16)。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，還包括DC24V電源輸入(17)，所述風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊(10)電性連接有DC24V電源輸入(17)。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述通信模塊RS485/CAN(9)電性連接有整車控制器VCU(18)和觸摸屏標(biāo)定上位機(jī)(19)。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述控制信號采集模塊(8)用于采集渦旋空壓機(jī)溫度、車載氣罐壓力、繼電器開關(guān)控制。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述MCU控制器(5)電性連接報(bào)警信號輸出(20)。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述變壓器隔離電源(4)和功率模塊(15)之間設(shè)置有過流過壓檢測模塊(21)。

為提高本發(fā)明的有益效果進(jìn)一步的，所述變壓器隔離電源(4)和濾波電容(23)之間電性連接自激開關(guān)電源(24)，濾波電容(23)電性連接車載高壓鋰電池組(25)。

DSP28027驅(qū)動：采用高頻注入法的PMSM無傳感器矢量控制，通過采集三相電流和反電動勢電壓且無位置傳感器，產(chǎn)生六路PWM驅(qū)動IGBT實(shí)現(xiàn)永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電流閉環(huán)控制。速度控制精度能達(dá)0.8％以內(nèi)并且調(diào)速范圍大，在額定轉(zhuǎn)矩內(nèi)啟動時間不超過5s，保證轉(zhuǎn)速恒定輸出轉(zhuǎn)矩隨著打氣泵壓力增大而增大。

PWM驅(qū)動模塊：采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的光耦驅(qū)動。放大DSP的SVPWM輸出的六路PWM輸出去驅(qū)動6個IGBT，能夠很好的互鎖上下橋臂，不出現(xiàn)上下橋臂同時導(dǎo)通情形。

三相電流采集模塊：采用毫歐級的康銅絲采三個下橋臂的電流。

電壓檢測模塊：采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的串電阻分壓檢測法。

低溫加熱模塊：當(dāng)控制器使用環(huán)境溫度低于-38℃時，DSP很難工作的起來,所以巧妙地采用自動硬件加熱模塊給其加熱升溫。實(shí)現(xiàn)自動加熱模塊電路是采用比較器比較參考電壓與分壓的熱敏電阻電壓(熱敏電阻的阻值隨溫度變化，溫度越低阻值越大)實(shí)現(xiàn)自動加熱。

本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：PMSM驅(qū)動控制器能達(dá)到專用型、緊湊型、防護(hù)等級高型的控制器結(jié)構(gòu)；多種運(yùn)行模式選擇，內(nèi)嵌多種傳感器，過壓、過流保護(hù)電路及故障報(bào)警；具有標(biāo)準(zhǔn)的modbus工業(yè)通信協(xié)議協(xié)議。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的控制器本體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的盒子結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的安裝支架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明提供的控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：控制器本體-1，盒子-2、安裝支架-3，變壓器隔離電源-4，MCU控制器-5、DSP28027驅(qū)動-6，PWM驅(qū)動模塊-7，控制信號采集模塊-8，通信模塊RS485/CAN-9，風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊-10，低壓加濕模塊-11，電壓檢測模塊-12，三相電流采樣模塊-13，功率模塊-15，三相高壓接口-16，DC24V電源輸入-17，整車控制器VCU-18，觸摸屏標(biāo)定上位機(jī)-19，報(bào)警信號輸出-20，過流過壓檢測模塊-21，直流電源防反接模塊-22，濾波電容-23，自激開關(guān)電源-24。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了如圖1-4所示的電動汽車無油渦旋空壓機(jī)氣剎泵的PMSM驅(qū)動控制器，包括，控制器本體1以及和控制器本體1配套的盒子2、安裝支架3，所述控制器本體1和安裝支架3通過螺栓連接，所述控制器本體1內(nèi)部設(shè)置有變壓器隔離電源4，所述變壓器隔離電源4電性連接MCU控制器5、DSP28027驅(qū)動6、PWM驅(qū)動模塊7，所述MCU控制器5輸出端連接控制信號采集模塊8，所述MCU控制器5信號連接通信模塊RS485/CAN9和DSP28027驅(qū)動6，所述MCU控制器5將信號輸出風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊10，所述DSP28027驅(qū)動6輸入連接低壓加濕模塊11、電壓檢測模塊12、三相電流采樣模塊13，所述PWM驅(qū)動模塊7電性連接功率模塊15，所述功率模塊15電性連接直流電源防反接模塊22，所述直流電源防反接模塊22電性連接濾波電容23。所述PWM驅(qū)動模塊7接收DSP28027驅(qū)動6的信號。所述通信模塊RS485/CAN9連接采用Modbus_rtu通信協(xié)議。所述風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊10電性連接散熱風(fēng)扇14。所述功率模塊15電性連接三相高壓接口16。所述風(fēng)扇驅(qū)動、監(jiān)測及控制模塊10電性連接有DC24V電源輸入17。所述通信模塊RS485/CAN9電性連接有整車控制器VCU18和觸摸屏標(biāo)定上位機(jī)19。所述控制信號采集模塊8用于采集渦旋空壓機(jī)溫度、車載氣罐壓力、繼電器開關(guān)控制。所述MCU控制器5電性連接報(bào)警信號輸出20。所述變壓器隔離電源4和功率模塊15之間設(shè)置有過流過壓檢測模塊21。所述變壓器隔離電源4和濾波電容23之間電性連接自激開關(guān)電源24，濾波電容23電性連接車載高壓鋰電池組25。

PMSM驅(qū)動控制器能達(dá)到專用型、緊湊型、防護(hù)等級高型的控制器結(jié)構(gòu)；多種運(yùn)行模式選擇，內(nèi)嵌多種傳感器，過壓、過流保護(hù)電路及故障報(bào)警；具有標(biāo)準(zhǔn)的modbus工業(yè)通信協(xié)議協(xié)議。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。