[发明专利]一种永磁无刷直流起/发电机的控制发电系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电机的控制方法，特别涉及一种永磁无刷直流电机充当汽车发动机的启动电机和发电机双重作用时的发电控制方法及控制系统。

背景技术

目前，国内汽车大多把启动电动机和发电机分开设计，而发电主要使用硅整流发电机。这种硅整流发电机使用的是电励磁来产生磁通，需要增加励磁线圈，并使用蓄电池来提供励磁电流。由于使用了励磁线圈，易烧毁、断线、消耗电能多，减小了发电机的可靠性，增加了汽车成本。而永磁无刷直流起/发电机系统让两种电机合一，减小了电机的体积，同时，由于使用永磁电机，不需要增加励磁线圈，减少成本。永磁无刷直流电机具有在结构上简单可靠，用作发电时，效率高，消耗的电能少等诸多优点。

目前永磁无刷直流起/发电机系统非常适用于普通汽车和混合动力车系统上。电机的起动/发电功能最初就是应汽车、飞机等电源系统的发展要求而设计的，汽车、飞机等系统的发动机在正常工作之前需要启动机来启动。一般使用电机来启动发动机，发动机启动后再利用电机可以四象限运行的特点，把电机作为发电机让机械能转换为电能供给车载用电设备使用，同时给蓄电池充电。但是，由于汽车工况复杂，永磁无刷直流起/发电机用作发电机时，需要通过合适的控制策略来使系统在不同转速条件下获得理想的输出。

发明内容

本发明的目的是提供一种永磁无刷直流电机充当起动电机和发电发电机时的控制方法和控制系统。

首先，本发明提供一种永磁无刷直流起/发电机的发电控制系统，其技术方案是：一种永磁无刷直流起/发电机的发电控制系统，永磁无刷直流电机在外力带动下发电供给负载，包括三相整流电桥、输出电压检测电路、输出电流检测电路、DSP控制器和霍尔传感器；

所述的三相整流电桥设置在永磁无刷直流电机三相输出端，所述的三相整流电桥的输出端接负载；

所述的输出电压检测电路和输出电流检测电路设置在所述的三相整流电桥的输出端，所述的输出电压检测电路和输出电流检测电路的所产生的输出电流和电压信号分别送入所述的DSP控制器中；

所述的霍尔传感器设置在所述的永磁无刷直流电机上，所产生的位置信号送入所述的DSP控制器中；

所述的DSP控制器利用位置信号、输出电流和电压信号产生控制所述的三相整流电桥的PWM信号接三相整流电桥。

进一步的，上述的永磁无刷直流起/发电机的发电控制系统中：所述的三相整流电桥包括开关管V1、开关管V2、开关管V3、开关管V4、开关管V5和开关管V6；

所述的开关管V1设置在所述的永磁无刷直流电机a相输出与三相整流电桥的输出阳极之间，所述的开关管V4设置在所述的永磁无刷直流电机a相输出与三相整流电桥的输出阴极之间；

所述的开关管V3设置在所述的永磁无刷直流电机b相输出与三相整流电桥的输出阳极之间，所述的开关管V6设置在所述的永磁无刷直流电机b相输出与三相整流电桥的输出阴极之间；

所述的开关管V5设置在所述的永磁无刷直流电机c相输出与三相整流电桥的输出阳极之间，所述的开关管V2设置在所述的永磁无刷直流电机c相输出与三相整流电桥的输出阴极之间；

在三相整流电桥的输出阴极和阳极之间设置有滤波电容Co。

进一步的，上述的永磁无刷直流起/发电机的发电控制系统中：所述的DSP控制器包括基本I/O模块、第一比较器、第一PI调节器、第二比较器、第二PI调节器和PWM生成模块；

所述的基本I/O模块输入参考电压（U_ref）；

所述的第一比较器的输入端分别接入参考电压（U_ref）和所述的输出电压检测电路检测到的输出电压（U_dc），所述的第一比较器的输出端接所述的第一PI调节器，所述的第一PI调节器的输出生成参考电流（I_ref）；

所述的第二比较器的输入端分别接入参考电流（I_ref）和所述的输出电流检测电路检测到的输出电流（I_dc），所述的第二比较器输出端接所述的第二PI调节器，所述的第二PI调节器产生占空比信号输入到所述的PWM生成模块；

所述的PWM生成模块据所述的霍尔传感器所产生的位置信号生成PWM信号，分别接通所述的三相整流电桥的六个开关管的栅极。

进一步的，上述的永磁无刷直流起/发电机的发电控制系统中：所述的控制器控制所述的三相整流电桥的六个开关管的过程如下：

当永磁无刷直流电机输出的三相交流中