專利名稱：一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于動力裝置領域，特別涉及一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器。
背景技術：
交流異步電機控制器是動力蓄電池組與電機之間能量轉換裝置，它由外部控制信號接口電路、功率變換電路、控制電路和驅動電路等組成。為了保證電動汽車運行過程的安全，需要對驅動系統過電壓、過電流、過溫度及IGBT故障進行實時監測，并進行停機處理。傳統的處理方法是通過實時讀取電流、電壓、溫度及IGBT故障信號，在軟件中根據AD采樣計算出電壓、電流、溫度值，以及I/O采樣的IGBT故障信號，通過判斷進行故障保護，而由于軟件處理會造成一定的延時，會出現保護失效等不良情況。
實用新型內容本實用新型的目的即在于克服現有技術的不足，提供一種硬件上實現過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護功能的新型純電動轎車用交流異步電機控制器。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器，它包括控制芯片、總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路、電機、過壓信號產生電路、過流信號產生電路、過溫信號產生電路、IGBT故障信號、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個或多個速度傳感器、一個或多個電壓傳感器、一個或多個溫度傳感器和一個或多個電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號端口依次通過總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路與電機連接；速度傳感器的信號采集端采集電機速度，速度傳感器的信號輸出端與控制芯片的CAP端口連接；電流傳感器的信號采集端采集電機定子電流，電流傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路I與控制芯片的AD端口 I連接，控制芯片的AD端口 I還依次通過運算放大器處理電路I、過流信號產生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號采集端采集電機母線電壓，電壓傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路II與控制芯片的AD端口 II連接，控制芯片的AD端口 II還依次通過運算放大器處理電路II、過壓信號產生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號采集端采集控制器和電機溫度，溫度傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路III與控制芯片的AD端口III連接，控制芯片的AD端口III還依次通過運算放大器處理電路III、過溫信號產生電路與AND門連接；驅動電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號，AND門的輸出端與總線驅動器的片選信號控制端連接。本實用新型的有益效果是本實用新型提供一種硬件上實現過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護功能的新型純電動轎車用交流異步電機控制器，從硬件上進行改變，將原本采用軟件進行處理的功能通過硬件實現，解決了處理延時、保護失效等問題，采用控制芯片自動控制，從信號采集到信號控制全過程均為非人工操作，避免了人為因素影響。

[0007]圖I為本實用新型的結構框圖；圖2為本實用新型定子電流過流信號產生電路；圖3為本實用新型母線電壓過壓信號產生電路；圖4為本實用新型溫度過溫信號產生電路；圖5為本實用新型PWM鎖存電路一；圖6為本實用新型PWM鎖存電路二。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述，但本實用新型的保護范圍不局限于 以下所述。如圖I所示，一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器，它包括控制芯片、總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路、電機、過壓信號產生電路、過流信號產生電路、過溫信號產生電路、IGBT故障信號、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個或多個速度傳感器、一個或多個電壓傳感器、一個或多個溫度傳感器和一個或多個電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號端口依次通過總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路與電機連接；速度傳感器的信號采集端采集電機速度，速度傳感器的信號輸出端與控制芯片的CAP端口連接；電流傳感器的信號采集端采集電機定子電流，電流傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路I與控制芯片的AD端口 I連接，控制芯片的AD端口 I還依次通過運算放大器處理電路I、過流信號產生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號采集端采集電機母線電壓，電壓傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路II與控制芯片的AD端口 II連接，控制芯片的AD端口II還依次通過運算放大器處理電路II、過壓信號產生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號采集端采集控制器和電機溫度信號，溫度傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路III與控制芯片的AD端口 III連接，控制芯片的AD端口 III還依次通過運算放大器處理電路III、過溫信號產生電路與AND門連接；驅動電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號，AND門的輸出端與總線驅動器的片選信號控制端連接。本實用新型的工作過程在進行電機控制時檢測方向信號、保護信號及腳踏板的深度，與電機目標轉矩值建立對應關系，根據這些數據輸出d、q軸電流給定值，即目標電流；把當前電機的三相電流經過park變化和clark變換計算出電機實際的d、q軸電流；把目標電流與實際電流差值作為電流環的輸入，經PI調節輸出d、q軸電壓；同時檢測電動機轉子速度信號并計算出轉子位置，用于逆park變換，最后經過SVPWM調制轉化為占空比輸出，控制電機旋轉。控制芯片TMS320LF2407A輸出的PWM信號依次通過總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路與電機連接；電流傳感器采集到電機定子電流后，經過運算放大器處理電路I處理后連接至控制芯片的AD端口 I，運算放大器處理電路I還經過流信號產生電路連接至與門(AND門)；電壓傳感器采集到母線電壓后，經過運算放大器處理電路II連接至控制芯片的AD端口 II，運算放大器處理電路II還經過壓信號產生電路連接至與門(AND門);溫度傳感器采集到控制器和電機溫度后，經過運算放大器處理電路III連接至控制芯片的AD端口III，運算放大器處理電路III還經過溫信號產生電路連接至與門(AND門)；IGBT故障信號經過驅動電路連接至與門(AND門);這些故障信號經過與門(AND門)后，形成一個總的保護信號連接至總線驅動器的片選信號腳，從而控制PWM信號的輸出。定子電流過流信號產生電路如圖2所示。當定子電流大于IH時，比較器U15A輸出低電平；當定子電流小于IL時，比較器U15B輸出低電平。當定子電流大于IH或者小于IL時，比較器輸出一個低電平信號，即定子電流絕對值大于一定值后，比較器輸出一個低電平信號送至與門74ALS30的12腳，如圖5所示。與門74ALS30的12腳接一個上拉電阻，無故障時與門74ALS30的12腳上輸入高電平。母線電壓過壓信號產生電路如圖3所示。母線電壓采樣值大于VU_REF時，比較器U19A輸出低電平，當母線電壓大于一定值后，比較器輸出一個低電平信號，并發送至與門74ALS30的6腳，如圖5所示。與門74ALS30的6腳接一個上拉電阻，無故障時與門74ALS30的6腳上輸入高電平。控制器或電機溫度過壓信號產生電路如圖4所示。溫度采樣值大于TEMP_REF時，比較器U18A輸出低電平。當控制器或電機溫度大于一定值后，比較器輸出一個低電平信號
送至與門74ALS30的5腳，如圖5所示。與門74ALS30的5腳接一個上拉電阻，無故障時與門74ALS30的5腳上輸入高電平。如圖5所示，三路IGBT故障信號是通過驅動板采集傳輸至與門74ALS30的1、2、3腳，與門74ALS30的1、2、3腳接一個上拉電阻，無故障時與門74ALS30的1、2、3腳上輸入高電平。如圖6所示，上述經過與門74ALS30的信號合成一個總的故障保護信號，輸出到總線驅動器74ACT245片選信號引腳，來控制PWM信號的輸出。
權利要求1.一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器，其特征在于它包括控制芯片、總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路、電機、過壓信號產生電路、過流信號產生電路、過溫信號產生電路、IGBT故障信號、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個或多個速度傳感器、一個或多個電壓傳感器、一個或多個溫度傳感器和一個或多個電流傳感器；控制芯片的PWM輸出信號端口依次通過總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路與電機連接；速度傳感器的信號采集端采集電機速度，速度傳感器的信號輸出端與控制芯片的CAP端口連接；電流傳感器的信號采集端采集電機定子電流，電流傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路I與控制芯片的AD端口 I連接，控制芯片的AD端口 I還依次通過運算放大器處理電路I、過流信號產生電路與AND門連接；電壓傳感器的信號采集端采集電機母線電壓，電壓傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路II與控制芯片的AD端口 II連接，控制芯片的AD端口II還依次通過運算放大器處理電路II、過壓信號產生電路與AND門連接；溫度傳感器的信號采集端采集控制器和電機溫度，溫度傳感器的信號輸出端通過運算放大器處理電路III與控制芯片的AD端口 III連接，控制芯片的AD端口 III還依次通過運算放大器處理電路III、過溫信號產生電路與AND門連接；驅動電路與AND門之間的線路上連有IGBT故障信號，AND門的輸出端與總線驅動器的片選信號控制端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種新型純電動轎車用交流異步電機控制器，它包括控制芯片、總線驅動器、驅動電路、三相逆變電路、電機、過壓信號產生電路、過流信號產生電路、過溫信號產生電路、IGBT故障信號、AND門和傳感器組；傳感器組包括一個或多個速度傳感器、一個或多個電壓傳感器、一個或多個溫度傳感器和一個或多個電流傳感器。本實用新型提供一種硬件上實現過電壓、過電流、過溫和IGBT故障保護功能的新型純電動轎車用交流異步電機控制器，從硬件上進行改變，將原本采用軟件進行處理的功能通過硬件實現，解決了處理延時、保護失效等問題，采用控制芯片自動控制，從信號采集到信號控制全過程均為非人工操作，避免了人為因素影響。
文檔編號H02P25/02GK202565223SQ201220234358
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者袁維蓉, 鄭曙光, 彭朝釗, 陳平, 唐小春, 王鵬 申請人:東方電氣集團東風電機有限公司