淺析低速電動車用電機控制器的設計與實現論文

引高

隨着新能源產業的興起，電動汽車以低成本運營，綠色環保等優勢進入到人們的生活中。低速電動車作為一種新型的代步工具，在農村佔據了很大的市場。但是低速電動車目前使用的電機及控制器大多為直流有刷控制系統。直流有刷控制系統的缺點是電機維護費用高，最高轉速低，爬坡能力有限，這些因素一直制約着低速電動車的推廣。交流異步電機控制系統可以有效克服直流有刷控制系統的缺點，但是價格偏高。本設計在電路設計及器件選型上做了大量的分析及試驗驗證，提供了一種操作簡單，價格低廉的低速電動車用交流異步電機控制器

1電機控制器系統設計

電動汽車電機控制器主要工作方式為扭矩控制方式。工作原理為:採集車輛油門踏板的信號和電機速度傳感器信號作為輸入，根據檢測到的電機U,V,W的相電流做閉環反饋，得到電機驅動需要的PW M波形。同時，電機控制器需要實時監測電機的温度信號、電流大小、控制器的温度信號、電壓信號等，保障控制系統的安全及行車的安全為了方便實現對電機參數的匹配設置及整車特性的設置，專門設計了CAN總線通信電路，提高了控制器使用的.方便性及故障定位的便捷性。本設計共由三部分組成，控制板、功率板及電容。

控制器的主芯片採用T1公司的TMS320LF2406，該款芯片將實時處理能力和控制器外設功能集於一身，為控制系統應用提供了一個理想的解決方案。控制器的外圍電路主要包括:模擬量檢測電路、開關量檢測電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、温度檢測電路、轉速採集電路及CAN通信電路、參數存電路

1.1模擬量檢測電路

模擬量檢測電路通過運放完成對輸入油門踏板信號的採集功能。

1.2電流檢測電路

電流檢測電路是電機控制器系統的重要組成部分。電流採樣的準確性影響電機相電壓向量三角形的閉合性，即影響電機的效率及運行的平穩性。但是由於集成的電流傳感器價格比較貴，本設計採用Allegro公司的A 1326芯片，配合磁環進行電流的檢測，通過改變磁環的磁場氣隙，可以調整電流的檢測範圍。實踐證明，使用該電路可以實現對電流的準確採集

1.3電壓檢測電路

電壓檢測電路可以通過檢測電池的端電壓，實現對電池的過欠壓報警。由於蓄電池的工作電壓範圍比較寬，為了準確檢測到最高電壓和最低電壓，本設計採用I雙運放分段採集的方式。其中，低電壓由U8A檢測，高電壓由U 8B部分電路檢測。低電壓段輸出:VO =(R58* (1/CR57 +R45) +1/R58 +1/R56) *Vi+)。R58/R56*VREF。高電壓段輸出:V 1= (R49* ( 1/R52+1/R49+1/R50) * Vi+)-R49/R50* V REF。其中，Vi+=R48/ (R37+R48) * U do ,V REF= do。此種檢測方法大大提高了電壓的採集精度，而且電路簡單，器件便宜。

2結束語

文章詳細論述了採用'PMS320LF2406 DSP為核心的低速車交流異步電機控制器的硬件設計，給出了模擬量採集、電流採集、電壓採集、CAN通信等電路的設計方法及器件選型。本電機控制器通過台架測試及實際車輛道路測試，證明硬件電路工作可靠，控制器效率達到95%以上，各種保護功能完善。通過CAN總線進行電機匹配設置及故障讀取，增強了控制器的可操作性，方便了用户使用。