[實用新型]一種電動車用電機低速異步調(diào)制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520634472.2
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN204886784U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 梅建偉;周海鷹;劉杰;畢棟;魏海波
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業(yè)學院
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02K11/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產(chǎn)權代理事務所 44273
• 代理人: 楊敏

技術領域

本實用新型涉及數(shù)字控制技術、功率器件和微電子技術領域，尤其涉及一種電動車用電機低速異步調(diào)制裝置。

背景技術

三相異步電動機SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)中,通常在低速時采用異步調(diào)制，在高速時采用同步調(diào)制。在異步調(diào)制模式中，當定子電壓的頻率低于4Hz時，為了提高直流電壓利用率同時減小在異步調(diào)制時的啟動電流，通常極低速時異步調(diào)制的載波比很大，此時如果采用查表法計算將需要很大的變量存儲空間；當頻率高于某一數(shù)值時進入同步調(diào)制模式，在異步調(diào)制模式和同步調(diào)制模式過渡過程中容易產(chǎn)生震蕩。

隨著數(shù)字控制技術、功率器件和微電子技術的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)已應用于諸多領域。特別是具有恒功率調(diào)速能力，可在一定速度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行的交流調(diào)速系統(tǒng)，在主軸驅(qū)動、電力牽引和電動車等領域占據(jù)重要地位。

變頻調(diào)速技術因其調(diào)速和起制動性能優(yōu)異、功率因數(shù)高、應用范圍廣泛等許多優(yōu)點被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。由于交流異步電動機主磁極的磁通是按照正弦規(guī)律來設計和運行的，為了使電動機的運行性能優(yōu)良，通常使用正弦脈寬調(diào)制(SPWM)和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的方式來實現(xiàn)調(diào)速。SVPWM調(diào)制方式于上世紀90年代提出，時至今日，在國內(nèi)SPWM調(diào)制方式仍廣泛應用于交流變頻調(diào)速系統(tǒng)中。目前開關器件的開關頻率已經(jīng)可以做到很高，在中小功率應用場合SPWM調(diào)制一般采用異步調(diào)制模式，但在大功率應用場合，開關器件的工作頻率受到限制，采用異步調(diào)制會導致逆變器三相輸出電壓波形不對稱，諧波分量增加。為了克服這些弱點，可以采用分段同步調(diào)制模式，但在分段同步調(diào)制模式中，存在因載波比切換而導致電壓相位發(fā)生跳變的問題。

在異步電機寬范圍調(diào)速時，特別是在異步電機的低速運行場合,其定子電壓頻率低至1Hz,此時采用同步調(diào)制時要想獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，其載波比將非常大，進行查表法計算時變量數(shù)量大，僅僅這一項普通單片機無法滿足其要求，因此為了滿足電機在低速時的控制特性，通常異步電機在低速時采用異步調(diào)制，在高速時采用同步調(diào)制。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本實用新型提出了一種結構設計簡單、合理，執(zhí)行效率高、轉(zhuǎn)矩脈動小、直流電壓利用率高,能夠滿足異步電機控制中異步調(diào)制的技術要求的電動車用電機低速異步調(diào)制裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

上述的電動車用電機低速異步調(diào)制裝置，包括模式分析與判斷單元、占空比計算單元、載波比計算單元、扭矩調(diào)節(jié)單元及脈沖輸出與控制單元；所述載波比計算單元的兩端分別連接所述占空比計算單元和所述扭矩調(diào)節(jié)單元，且所述占空比計算單元、載波比計算單元和扭矩調(diào)節(jié)單元集成為一體；所述占空比計算單元、載波比計算單元和扭矩調(diào)節(jié)單元集成為一體后分別連接所述模式分析與判斷單元和所述脈沖輸出與控制單元；所述占空比計算單元是由電阻R1~R8、電容C1~C6、共模抑制電感T、電壓比較器Q1、光電耦合器U1和施密特觸發(fā)器U2連接組成；所述模式分析與判斷單元是由電阻R9~R17、瞬態(tài)抑制二極管TVS1、運算放大器Q2和Q3、電容C7~C9以及接線端子J1連接組成；所述接線端子J1具有引腳TIAO1、引腳VIN和引腳KI。

所述電動車用電機低速異步調(diào)制裝置，其中：所述接線端子J1具有引腳TIAO1、引腳VIN和引腳KI；所述瞬態(tài)抑制二極管TVS1的陽極端接地，陰極端連接有端子ADCINA4；所述電阻R9一端連接所述瞬態(tài)抑制二極管TVS1的陰極端，另一端連接所述運算放大器Q2的輸出端；所述運算放大器Q2的反相輸入端連接至輸出端，同相輸入端依次通過串接所述電阻R10、R12連接至所述運算放大器Q3的輸出端；所述電阻R11一端接地，另一端連接于所述電阻R10與電阻R12的連接點；所述電容C7并聯(lián)于所述電阻R11兩端；所述運算放大器Q3的電源正極端連接+5V電源，負極端接地，同相輸入端通過所述電阻R16連接至所述接線端子J1的引腳TIAO1，反相輸入端通過所述電阻R15接地；所述電阻R17一端接地，另一端連接于所述接線端子J1的引腳TIAO1；所述電阻R13一端連接于所述運算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述電容C8并通過所述電容C8連接至所述運算放大器Q3的反相輸入端；所述電阻R14一端連接所述運算放大器Q3的輸出端，另一端連接所述運算放大器Q3的反相輸入端。