[實用新型]電動轎車驅動用開關磁阻電機控制裝置

有效

• 申請號: 201320854347.3
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN203666422U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 孫冠群
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: B60L15/02
• 分類號: B60L15/02;B60L15/20;B60K7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電動轎車的電驅動領域，具體涉及一種電動轎車驅動用開關磁阻電機控制裝置。

背景技術

純電動汽車的電機牽引驅動領域，國內外當前以永磁同步電機和三相異步電機為主流，永磁同步電機有良好的起動制動性能，控制精確，效率較高，但結構較為復雜，近年來永磁材料價格的明顯上漲也使得該電機成本頗高；三相異步電機相對結構簡單維護較方便，成本也較低，但要完成精確控制需復雜的軟硬件條件，效率相對不高。

開關磁阻電機作為近些年來逐步發展起來的一種電機，其結構非常簡單，維護方便可靠性高，效率也較高，近些年來，針對該電機的控制系統發展也比較快，正在逐步深入一些領域開展應用。

發明內容

為了克服如前所述永磁同步電機和三相異步電機的一些問題，也為了電動汽車電機驅動領域有更多的選擇，利于比較并進步，本實用新型提出了一種電動轎車前驅式開關磁阻輪轂電機控制裝置，它能較好的完成電動轎車的運行需求。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

電動轎車驅動用開關磁阻電機控制裝置，包括第一開關磁阻輪轂電機(2)、第二開關磁阻輪轂電機(4)、功率變換器(3)、轉子位置與電流檢測(6)、控制器(7)、DC／DC變換器(8)、充電器(9)、蓄電池(11)，其特征是：第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)分別驅動轎車的第一前車輪(1)和第二前車輪(5)，轉子位置與電流檢測(6)檢測第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)的各自轉子位置信號和電流信息并輸出給控制器(7)，控制器(7)發出控制信號給功率變換器(3)，功率變換器(3)控制第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)的運行，控制器(7)、功率變換器(3)等裝置中所需直流電源均由DC／DC變換器(8)提供，蓄電池(11)供應電能給DC／DC變換器(8)，第一開關磁阻輪轂電機(2)、第二開關磁阻輪轂電機(4)在回饋制動工況時反饋電能經由充電器(9)向蓄電池(11)充電。

所述的第一開關磁阻輪轂電機(2)、第二開關磁阻輪轂電機(4)為四相8／6極結構外轉子開關磁阻電機。

所述的功率變換器(3)，采用專用驅動集成電路驅動IGBT電力電子開關，進而控制繞組的通斷。

所述的轉子位置與電流檢測(6)，分別采用光電傳感器和霍爾電流傳感器。

所述控制器(7)，含有DSP(15)、電流斬波電路，以及欠壓保護、轉子位置信號倍頻、CPLD邏輯綜合電路，DSP(15)采用TMS320LF2812，轉子位置與電流檢測(6)獲取初步的第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)的轉子位置信號和繞組電流信號，進入控制器(7)后，其中轉子位置信號經過轉子位置檢測電路(13)調理濾波后分為兩路，一路經轉子位置信號倍頻電路，用于高速期間角度位置控制方式的需要，另一路通過DSP(15)計算出實時轉速，并與給定速度值比較后，輸出給電流限幅電路(16)，轉子位置與電流檢測(6)獲取的第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)的電流信號，進入控制器(7)后，經繞組電流檢測電路(14)與電流限幅電路(16)的輸出共同進入比較電路(17)比較后，得到輸出電流斬波信號(18)，其中電流限幅電路(16)輸出兩路信號，分別為最低電流和最高電流的限定值，即電流的上下限均控制，欠壓保護主要監測DSP(15)的3.3V電源，若低于設定值則報警，CPLD邏輯綜合電路負責接收控制器(7)內部的通斷控制信號、功率變換器(3)中各開關管的驅動信號、電機制動信號、欠壓保護信號、轉子位置信號，它的輸出才給予功率變換器(3)。

所述DC／DC變換器(8)，含多種變換電路，除了作為主電源經由功率變換器(3)向第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)的繞組供電外，降壓后輸出還作為控制器(7)中DSP(15)及各功能電路電源，以及轉子位置與電流檢測(6)用傳感器、功率變換器(3)驅動模塊的電源。

所述的充電器(9)，在第一開關磁阻輪轂電機(2)和第二開關磁阻輪轂電機(4)進入回饋制動狀態時，產生的電能經充電器(9)返充給蓄電池(11)。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用5KW的四相8／6極結構開關磁阻輪轂電機，由于轉子僅僅是帶有多個凸極的硅鋼片疊壓而成，結構相當簡單，維護方便，也增加了可靠性。

采用電流上下限均控制的裝置，有利于較為精確的控制電機的轉矩輸出，高速DSP的采用也能支撐更高頻的PWM控制。