专用电动车调速系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种专用电动车调速系统，包括微处理器、PWM控制器、IGBT控制器与电机组，微处理器的输出端依次与PWM控制器、IGBT控制器与电机组的输入端电连接，电机组的输出端与PWM控制器的输入端电连接。本实用新型为闭环控制的直流调速系统，适合于在专用电动车使用，根据专用电动汽车调速特点，具有节能、可提高电控性能和安全行驶速度等特点；本实用新型由智能逻辑电路控制驱动构成，以隔离门极功率晶体管IGBT为主要功率元件，主要功能包括节能控制、过流保护和过欠压保护等。
【专利说明】
专用电动车调速系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种调速系统，尤其是一种用于专用电动车的调整系统。
【背景技术】
[0002]目前，在电动小客车上均是安装有调速系统，通过调速系统构建专用电动汽车车速智能控制体系框架以及车载车速智能预警系统，使驱动电动机达到各种行驶条件下的速度和输出扭矩要求，能够在保证车速的前提下提高车辆的制动性、可操纵性和稳定性，提高了专用电动汽车的安全行驶速度，防止汽车在快速行驶时前倾、后倾、左右倾斜等一切不安全因素。
[0003]然而，在现有的专用电动汽车上却不具备调整系统，因此，急需一款适用于在专用电动车上使用的调整系统。
【发明内容】
[0004]针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种适合于在专用电动车使用的用于专用电动车的调速系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种用于专用电动车的调速系统，包括微处理器、PWM控制器、IGBT控制器与电机组，所述微处理器的输出端依次与所述PWM控制器、所述IGBT控制器与所述电机组的输入端电连接，所述电机组的输出端与所述PWM控制器的输入端电连接。
[0006]上述的用于专用电动车的调速系统，其中，所述电机组为两个直流无刷电机或两个方波自控式永磁同步电机，在所述直流无刷电机或所述方波自控式永磁同步电机中均是安装有三个霍尔位置传感器。
[0007]上述的用于专用电动车的调速系统，其中，所述微处理器为PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132微处理器，PC2132中央处理器一个机遇支持实时仿真和跟踪的32为ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，在其内部固化有64K字节FLASH存储器。
[0008]上述的用于专用电动车的调速系统，其中，所述IGBT控制器中固化有双极型三极管、绝缘栅型场效应管与三相联结全桥驱动电路单元。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0010]本实用新型为闭环控制的直流调速系统，适合于在专用电动车使用，根据专用电动汽车调速特点，具有节能、可提高电控性能和安全行驶速度等特点；本实用新型由智能逻辑电路控制驱动构成，以隔离门极功率晶体管IGBT为主要功率元件，主要功能包括节能控制、过流保护和过欠压保护等；
[0011]本实用新型可进一步提闻PWM的稳定性、抗干扰能力和动态响应能力等工艺参数并降低其动态能耗，提高其散热性能；
[0012]本实用新型通过对电机运行参数进行优化，可以进一步提高直流无刷电机或方波自控式永磁同步电机的优点，另外，当采用方波自控式永磁同步电机时，还具有效率高、转矩闻、精度闻、体积小、重量轻等特点；
[0013]由于采用PC2123型微处理器，使本实用新型具有强大的处理功能，并具有很强的抗干扰能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构原理图；
[0015]图2为图1中微处理器的结构原理图；
[0016]图3为图1中IGBT控制器的结构图；
[0017]图4为IGBT控制器中三相联结全桥驱动电路单元的电路图；
[0018]图5为霍尔传感器的电路图。
[0019]主要附图标记说明如下:
[0020]1-微处理器 2-PWM控制器 3-1GBT控制器
[0021]4-电机组
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，该用于专用电动车的调速系统包括微处理器1、PWM控制器2、IGBT控制器3与电机组4，微处理器I的输出端依次与PWM控制器2、IGBT控制器3与电机组4的输入端电连接，电机组的输出端与PWM控制器2的输入端电连接。
[0023]其中，微处理器I为PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132中央处理器，在其内部固化有64K字节FLASH存储器。
[0024]IGBT控制器中固化有双极型三极管、绝缘栅型场效应管与三相联结全桥驱动电路单元。
[0025]电机组4为两个直流无刷电机或两个方波自控式永磁同步电机，在直流无刷电机或方波自控式永磁同步电机中均是安装有三个霍尔位置传感器。
[0026]直流无刷电机由IGBT控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机内线圈电流方向的交替变化。方波自控式永磁同步电机具有效率高、转矩高、精度高、体积小、重量轻等特点。
[0027]PWM(脉冲宽度调制)控制器根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
[0028]如图2所示，微处理器对两个直流无刷电机或两个方波自控式永磁同步电机的速度调节、正反转控制、开始和停止等功能进行控制。
[0029]在本实施例中，采用PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132作为微处理器。PC2132是一个机遇支持实时仿真和跟踪的32为ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，内嵌高速64K字节FLASH存储器，其宽范围的串行通信接口和丰富的片内资源(如4个32位定时器、6个PWM通道、10位8路ADC和10位DAC，另外具有47个通用I/O 口以及9个边沿或电平出发的外部中断源)使其具有强大的处理功能，并具有很强的抗干扰能力。
[0030]如图3所示，IGBT (隔离门极功率晶体管)控制器为固化有双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOS)的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的特点，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等优点。通过加正向栅极电压和加反向门极电压完成控制器的导通和关断，从而实现电动汽车的过流保护和过欠压保护。
[0031]如图4所示，在IGBT(隔离门极功率晶体管)控制器中还固化有三相联结全桥驱动电路单元。其中，开关管Ql、Q3、Q5采用P沟道MOSFET功率管，栅极为低电平时MOSFET管导通，VD1、VD3、VD5为相应的保护二极管；开关管Q2、Q4、Q6采用N沟道MOSFET功率管，栅极为高电平时MOSFET管导通，VD2、VD4、VD6为相应的保护二极管，其中位置传感器的三个输出通过特定的逻辑电路控制Q1-Q6开关管工作(导通或截至)。
[0032]各开关管的导通顺序为:Q1、Q2、Q3— Q2、Q3、Q4 — Q3、Q4、Q5 — Q4、Q5、Q6 — Q5、Q6、Q1 — Q6、Q1、Q2 “三三导通方式”在实际工作时又可以分为六种控制方式，每隔60°改变一次导通状态，每改变一次状态更换一个开关管，每个开关管导通180°。
[0033]在每种状态下，其合成转矩的大小都是单相转矩的1.5倍。三相联结全桥驱动电路单元采用“三三导通方式”，驱动电路中MOSFET管的导通或截止由相应的软件来控制，即根据位置传感器的检测信号来提取相应的MOSFET管对应的控制字，并通过特定的逻辑电路控制MOSFET管，实现对MOSFET管导通或截止控制，从而实现对无刷直流电机做出换相控制，使电机能连续运行，电机方向的控制知识上述功率MOSFET管的导通顺序不同，也就是所提取的控制字不同，无刷直流电机的转速控制利用一个微处理器控制。
[0034]如图5所示，在每个无刷电机内置的三个霍尔位置传感器采用5V电源供电，由于电机内部电磁场的作用以及工作时的干扰，对霍尔位置传感器及其电路的电源要求非常高，因此，采用独立电源供电，此外对传感器脉冲检测电路进行了滤波处理，以提高抗干扰能力。
[0035]本实用新型根据专用电动汽车调速特点，为实现节能、提高电控性能和安全行驶速度等而研制生产的，具有闭环控制的直流调速系统。本实用新型由智能逻辑电路控制驱动构成，以隔离门极功率晶体管IGBT为主要功率元件，主要功能包括节能控制、过流保护和过欠压保护。
[0036]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于专用电动车的调速系统，其特征在于，包括微处理器、PWM控制器、IGBT控制器与电机组，所述微处理器的输出端依次与所述PWM控制器、所述IGBT控制器与所述电机组的输入端电连接，所述电机组的输出端与所述PWM控制器的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的用于专用电动车的调速系统，其特征在于，所述电机组为两个直流无刷电机或两个方波自控式永磁同步电机，在所述直流无刷电机或所述方波自控式永磁同步电机中均是安装有三个霍尔位置传感器。
3.根据权利要求2所述的用于专用电动车的调速系统，其特征在于，所述微处理器为PHILIPS公司PC2100系列中的PC2132微处理器，PC2132中央处理器一个机遇支持实时仿真和跟踪的32为ARM7TDM1-STMCPU的微控制器，在其内部固化有64K字节FLASH存储器。
4.根据权利要求3所述的用于专用电动车的调速系统，其特征在于，所述IGBT控制器中固化有双极型三极管、绝缘栅型场效应管与三相联结全桥驱动电路单元。
【文档编号】B60L15/20GK204077406SQ201420525689
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】刘焱 申请人:天津海乔科技有限责任公司