一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置。包括控制模塊、功率逆變模塊、電源和外部通信模塊，控制模塊包括第一DSP芯片和第二DSP芯片；第二DSP芯片與第一DSP芯片通過相互發送監控信號進行相互查詢；功率逆變模塊通過電源對交流電機供電；交流電機的速度信號反饋到控制模塊，功率逆變模塊將交流電機的溫度信息、電壓信息和電流信息分別反饋到控制模塊；控制模塊將PWM信號、充放電信號輸出到功率逆變模塊；控制模塊通過外部通信模塊與外設部件通信。本發明專利技術通過兩片DSP作為控制核心，兩片芯片互相監控，防止系統死機，提高系統的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電機控制
，特別是涉及一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置。
技術介紹
電動車輛的三大核心部件為：蓄電池、電機和電機控制器。電機是電動車輛行駛的動力來源，而電機的類型決定了電機控制器的結構和控制策略。20世紀中葉以前，可調速傳動系統一直為直流電機所壟斷，然而隨著電力電子技術的高速發展，這一格局逐漸被打破。傳統的直流電機，由于電刷和換向器的存在，其應用存在以下限制：(1)換向器和電刷工作的最大電流存在限制，這制約了直流電機功率的發展；(2)電刷需要定期維護和經常更換，增加了使用成本，隨著人力成本的逐年升高，這一劣勢會繼續惡化；(3)直流電機工作時會由于電刷和換向器的摩擦會產生電火花，因此不能用于易燃易爆的場合；(4)粉塵會加劇電刷的磨損，因此在粉塵嚴重的場合，不適用直流電機。交流異步電機具有結構簡單、堅固耐用、制造成本低、功率密度大、不需要定期維護等優點，正逐步取代直流電機。但交流電機調速也存在一些缺點。交流異步電機取代直流電機的一個缺點在于，其控制算法比較復雜。傳統的交流異步電機采用恒壓頻比控制算法，即為了維持磁場的恒定，使電機轉子三相反電勢與轉子運行頻率的比值保持恒定。但電機轉子的反電勢無法測量，通常的做法是用控制器施加給轉子的電壓近似的代替轉子的反電勢，這樣在電機低速運行運行時產生了電流較大，效率低，發熱量大等問題。另一個缺點是控制裝置可靠性不高。由于電機及控制裝置在運行過程中有高達上千安培大電流的產生，這樣的大電流會產生很強的電磁波，容易干擾控制裝置的正常運行，甚至引起主控芯片死機。傳統的做法是利用看門狗復位單片機，但復位過程中由于延時和系統狀態的不確定性有可能出現系統燒毀甚至飛車，具有安全隱患。隨著電子技術的發展，出現了多種PWM(pulse-widthmodulation)技術，其中包括：相電壓控制PWM、脈寬PWM法、隨機PWM、SPWM法、線電壓控制PWM等，而在鎳氫電池智能充電器中采用的脈寬PWM法，它是把每一脈沖寬度均相等的脈沖列作為PWM波形，通過改變脈沖列的周期可以調頻，改變脈沖的寬度或占空比可以調壓，采用適當控制方法即可使電壓與頻率協調變化。可以通過調整PWM的周期、PWM的占空比而達到控制充電電流的目的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，開展了先進控制算法、控制裝置自身保護、用戶安全保護、高性價比功率模塊等方面的研究，以實現控制裝置的可靠性、高效性和安全性。為解決上述技術問題，本專利技術是通過以下技術方案實現的：本專利技術為一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，包括控制模塊、功率逆變模塊、電源和外部通信模塊，所述控制模塊包括第一DSP芯片和第二DSP芯片；所述第二DSP芯片與第一DSP芯片通過相互發送監控信號進行相互查詢；所述功率逆變模塊通過電源對交流電機供電；所述交流電機的速度信號反饋到控制模塊，所述功率逆變模塊將交流電機的溫度信息、電壓信息和電流信息分別反饋到控制模塊；所述控制模塊將PWM信號、充放電信號輸出到功率逆變模塊；所述控制模塊通過外部通信模塊與外設部件通信。優選地，所述第一DSP芯片和第二DSP芯片均具有采集外部信號、對外輸出控制信號的作用；所述第一DSP芯片和第二DSP芯片在運行過程中，當第一DSP芯片作為主控芯片，第二DSP芯片作為監控芯片時，第二DSP芯片不斷查詢第一DSP芯片的狀態，當查詢到第一DSP芯片異常時，第二DSP芯片作為主控芯片，并把第一DSP芯片重啟，第一DSP芯片重啟后作為監控芯片檢測第二DSP芯片的狀態；當第二DSP芯片作為主控芯片，第一DSP芯片作為監控芯片時，第一DSP芯片不斷查詢第二DSP芯片的狀態，當查詢到第二DSP芯片異常時，第一DSP芯片作為主控芯片，并把第二DSP芯片重啟，第二DSP芯片重啟后作為監控芯片檢測第一DSP芯片的狀態。優選地，所述功率逆變模塊將電機三相電流進行矢量變換以實現轉矩分量和勵磁分量的解耦，結合PID算法實現對電機進行控制。優選地，所述控制模塊運算出的控制信號通過信號發生模塊產生三相空間矢量PWM波形用以控制功率逆變模塊。優選地，所述外設部件包括PC、編程器和車輛設備。優選地，所述外部通信模塊通過RS232和/或GPRS與外部進行有線和/或無線通信，用以進行系統調試或故障診斷。本專利技術具有以下有益效果：1、本專利技術的電機控制裝置主要功能包括：電機驅動、電機保護、控制裝置自身保護、非法操作檢測、電機參數匹配等。具有使用方便、方便匹配不同參數的電機、安全可靠、性價比高等優點。2、本專利技術使用兩片DSP作為控制核心，兩片芯片互相監控，防止系統死機，提高系統的穩定性。3、本專利技術通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩和調速的目的。4、本專利技術設計了一種高性價比的功率逆變模塊，使用多個MOSFET并聯來代替IGBT模塊，并通過實時檢測電流和溫度來保護該功率模塊。當然，實施本專利技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術的一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置的系統圖；圖2為本電機控制裝置的控制流程圖；圖3為本電機控制裝置的檢測流程圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1-3所示，本專利技術為一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，包括控制模塊、功率逆變模塊、電源和外部通信模塊，控制模塊包括第一DSP芯片和第二DSP芯片；第二DSP芯片與第一DSP芯片通過相互發送監控信號進行相互查詢；功率逆變模塊通過電源對交流電機供電；交流電機的速度信號反饋到控制模塊，功率逆變模塊將交流電機的溫度信息、電壓信息和電流信息分別反饋到控制模塊；控制模塊將PWM信號、充放電信號輸出到功率逆變模塊；控制模塊通過外部通信模塊與外設部件通信。其中，第一DSP芯片和第二DSP芯片均具有采集外部信號、對外輸出控制信號的作用；第一DSP芯片和第二DSP芯片在運行過程中，當第一DSP芯片作為主控芯片，第二DSP芯片作為監控芯片時，第二DSP芯片不斷查詢第一DSP芯片的狀態，當查詢到第一DSP芯片異常時，第二DSP芯片作為主控芯片，并把第一DSP芯片重啟，第一DSP芯片重啟后作為監控芯片檢測第二DSP芯片的狀態；當第二DSP芯片作為主控芯片，第一DSP芯片作為監控芯片時，第一DSP芯片不斷查詢第二DSP芯片的狀態，當查詢到第二DSP芯片異常時，第一DSP芯片作為主控芯片，并把第二DSP芯片重啟，第二DSP芯片重啟后作為監控芯片檢測第一DSP芯片的狀態。其中，功率逆變模塊將電機三相電流進行矢量變換以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，包括控制模塊、功率逆變模塊、電源和外部通信模塊，其特征在于：所述控制模塊包括第一DSP芯片和第二DSP芯片；其中，所述第二DSP芯片與第一DSP芯片通過相互發送監控信號進行相互查詢；所述功率逆變模塊通過電源對交流電機供電；所述交流電機的速度信號反饋到控制模塊，所述功率逆變模塊將交流電機的溫度信息、電壓信息和電流信息分別反饋到控制模塊；所述控制模塊將PWM信號、充放電信號輸出到功率逆變模塊；所述控制模塊通過外部通信模塊與外設部件通信。

【技術特征摘要】
1.一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，包括控制模塊、功率逆變模塊、電源和外部通信模塊，其特征在于：所述控制模塊包括第一DSP芯片和第二DSP芯片；其中，所述第二DSP芯片與第一DSP芯片通過相互發送監控信號進行相互查詢；所述功率逆變模塊通過電源對交流電機供電；所述交流電機的速度信號反饋到控制模塊，所述功率逆變模塊將交流電機的溫度信息、電壓信息和電流信息分別反饋到控制模塊；所述控制模塊將PWM信號、充放電信號輸出到功率逆變模塊；所述控制模塊通過外部通信模塊與外設部件通信。2.根據權利要求1所述的一種用于電動車輛的高可靠性交流電機控制裝置，其特征在于：所述第一DSP芯片和第二DSP芯片均具有采集外部信號、對外輸出控制信號的作用；所述第一DSP芯片和第二DSP芯片在運行過程中，當第一DSP芯片作為主控芯片，第二DSP芯片作為監控芯片時，第二DSP芯片不斷查詢第一DSP芯片的狀態，當查詢到第一DSP芯片異常時，第二DSP芯片作為主控芯片，并把第一DSP芯片重啟，第一DSP芯片重啟后作為監控芯片檢測第二DSP...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐彪，吳鵬英，黃云龍，李傳寶，徐中亮，徐中峰，王安山，
申請(專利權)人：合肥德仁智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34