[实用新型]基于DSP的混合动力汽车用电机控制器

说明书

技术领域

本实用新型属于自动控制领域中的电机控制，特别涉及混合动力汽车用电机控制。

背景技术

由于能源问题和环境问题的日益严峻，人们正在考虑用混合动力汽车代替内燃机车。融合了传统内燃机汽车和电动汽车优点的混合动力汽车，电动机作为其关键部件，它的控制性能对于混合系统有举足轻重的影响。永磁同步电机具有采用高性能永磁体，消除了旋转伺服电动机由旋转运动到直线运动的机械传动链的影响，具有高推力精度、低损耗、小电气时间常数、响应快等特点。由于混合动力汽车均处在研制阶段，鲜有成熟可靠的适于产业化的混合动力汽车用电机控制器。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种适于产业化的混合动力汽车用电机控制器，根据混合动力汽车用永磁电机的技术要求，确定了其控制系统的结构，基于矢量控制方法，实现电流、速度、位置以及故障的检测，满足了混合动力汽车电机控制的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于DSP的混合动力汽车用电机控制器，其特征在于：整车控制器通过整车通讯接口给电机控制模块发送运行模式、扭矩指令以及速度指令等信息，电机控制模块包括永磁电机矢量控制模块、空间电压矢量脉宽调制、模数转换模块和传感器测量处理模块；与电流、电压以及温度传感器调节电路AD输入端相连的数据采集头与永磁电机相连，传感器测量处理模块输出端与传感器测量处理模块的输入端相连，传感器测量处理模块的两个输出端分别与整车通讯接口和永磁电机矢量控制模块相连，永磁电机矢量控制模块的输出端与空间电压矢量脉宽调制模块相连，空间电压矢量脉宽调制模块的输出端与逆变器的输入端相连，经逆变器将控制信号输出至永磁电机。

本实用新型中，整车控制器通过整车通讯接口给电机控制模块发送运行模式、扭矩指令以及速度指令等信息。通过电流、电压以及温度传感器调节电路AD采样永磁电机A相电流、B相电流传感器信号、定子绕组温度和逆变器温度信号，以及霍尔位置传感器信号，通过模数转换和传感器测量处理模块得到永磁电机相电流信号、电机位置角θ、电机速度ω以及电机温度和逆变器温度信号值，通过CAN通讯由整车控制器接口发送电机的信息给整车控制器，同时输入给永磁电机矢量控制模块。电机控制模块接收到这些信息后，永磁电机矢量控制模块会对运行模式要求进行判断，根据电机本身的特性以及反馈的电机温度和逆变器温度值对整车控制器对于电机的速度指令和扭矩指令进行判断，确定电机矢量控制模块的速度指令和扭矩指令值进行电机矢量控制。在永磁电机矢量控制模块，输入相电流和电机位置角θ，通过Clark和Park变换得到直轴和交轴电流反馈值；输入电机速度ω作为矢量控制模块的速度反馈值。根据运行模式和速度指令以及扭矩指令的要求，通过采用每安培最大扭矩控制或者弱磁控制产生直轴和交轴电流参考值，然后对电机直轴和交轴电流进行PI控制，输出直轴和交轴电压值，再采用Clark和Park逆变换产生SVPWM输入信号，SVPWM输出信号输入逆变器驱动电机旋转。

本实用新型根据混合动力汽车用永磁电机的技术要求，确定了其控制系统的结构，基于矢量控制方法，实现电流、速度、位置以及故障的检测，实现了混合动力汽车电机控制的要求。

附图概述

图1是本实用新型的控制原理框图；

图2是电机DSP控制器与外围逆变器硬件电路接口图；

图3是电机DSP控制器的控制流程图。

具体实施方式

本实用新型是基于DSP的混合动力汽车用电机控制器，整车控制器10通过整车通讯接口20给电机控制模块30发送运行模式、扭矩指令以及速度指令等信息，电机控制模块30包括永磁电机矢量控制模块31、空间电压矢量脉宽调制32、模数转换模块33和传感器测量处理模块34；与电流、电压以及温度传感器调节电路AD60输入端相连的数据采集头与永磁电机70相连，传感器测量处理模块34输出端与传感器测量处理模块34的输入端相连，传感器测量处理模块34的两个输出端分别与整车通讯接口20和永磁电机矢量控制模块31相连，永磁电机矢量控制模块31的输出端与空间电压矢量脉宽调制模块32相连，空间电压矢量脉宽调制模块32的输出端与逆变器40的输入端相连，逆变器40将控制信号输出至永磁电机70。