一种电动车用电机驱动控制器的设计.pdfVIP

2014 年第 1 期 深圳职业技术学院学报 No.1, 2014 一种电动车用电机驱动控制器的设计 何跃军 （深圳职业技术学院 机电学院，广东 深圳 518055） 摘 要：介绍了一种电机驱动控制器的设计方案．该控制器控制对象为功率在 1~5 kW 范围内的无刷电动 机，适用于多种中型电动车的驱动控制. 与采用传统的直流电机或异步电机驱动控制器相比，本驱动控制器采 用无刷电机作为驱动电机，具有能流密度高、使用寿命长、调速范围宽、维护成本低等优点．驱动控制器采用 正弦波空间矢量控制 （SVPWM ）策略，既保留有同步电机矢量控制策略的动力性能好、转矩脉动低等优点， 又省略了矢量控制所必须需的转子编码器，因而控制方式更为简洁、可靠，且成本低．驱动控制器以 Microchip 公司的 DSPIC33FJ32MC204 控制芯片作为控制核心，使用大功率 MOSFET 作为开关管，分立式驱动电路驱动， 具有驱动信号硬件互锁、过流、欠压、过压、过热等多重保护功能． 关键词：电动车；无刷直流电机；驱动；控制系统；正弦波控制 中图分类号：TM921 文献标志码：A 文章编号：1672-0318 （2014 ）0 1-00 11-05 目前市场上销售的电动巡逻车、高尔夫球车、 动控制系统具有启动平稳、有力，加速快等特点， 观光车等中型电动车绝大部分采样技术成熟的有 能执行无极调速，定速巡航，倒车等多种操作， 刷电机或异步电机．而无刷直流电机，由于其具 具有驱动信号硬件互锁、过流、欠压、过压、过 有能流密度高、使用寿命长、调速范围宽、维护 热等多种保护功能． 成本低等优点，正逐步受到电动车制造厂商的关 本驱动控制系统控制对象为浙江尤耐特电机 注和用户的欢迎．对于其控制核心——无刷电机 公 司 生 产 的 无 刷 直 流 电 动 机 ， 型 号 为 驱动控制器，目前一般都是采用方波驱动方式， BLT3/6-2500/72 ，适用于电动巡逻车、高尔夫球 其特点是价格便宜，但转矩脉动大，控制精度低， 车、观光车等中型电动车辆的驱动控制，本无刷 动力性能较差；而控制器采用同步电机矢量控制 电机主要参数见表 1. 方式，虽然能极大地降低转矩脉动，提高动力性 控制系统主电路为三相 H 桥结构形式，功率 能，但控制复杂，且需要在转子上安装价格较为 开关管则采用是的大功率 MOSFET ．系统利用相 昂贵的编码盘，由此带来制造成本的上升，不易 位差 120 度的 3 个霍尔传感器，进行位置信号的 被广大低端用户接受．基于此，本控制器设计采 表 1 系统电动车用无刷电机参数表 用简易正弦波驱动控制方式[1-3] ，与方波控制方式 项 目 参 数 相比，成本相差不大，但由于能较大程度地降低 额定功率/峰值功率/ kW 3 /6 电磁转矩脉动，因而所控电机的动