具有自动弱磁调速功能的电动汽车牵引电机控制器

摘要

该发明中的控制器与牵引直流电机构成电动汽车上的电机驱动控制系统，该控制器控制的直流电机采用复合励磁方式，由于上述电机驱动控制系统采用自动弱磁调速方案，满足了电动汽车的大扭矩起动和高速运行时电机需弱磁调速的特性要求，电动汽车全速运行时，电机增磁绕组中的励磁电流能自动减到零。由于该控制器斩波频率为高频，牵引电机运行时不产生噪音。电机驱动系统能在双现象内运行，使电动汽车具有再生制动功能。

主权项

1.具有自动弱磁调速功能的电动汽车牵引电机控制器(以下简称电机控制器)，由驱动模块、制动模块、电机电枢电流传感器、以单片机为核心的控制电路单元、驱动模块的驱动电路单元、制动模块的驱动电路单元、驱动模块的温度传感器、制动模块的温度传感器、增磁绕组旁路功率二极管、驱动模块尖峰电压吸收电路、制动模块尖峰电压吸收电路、稳压电容器、接触器、稳压电容器预充电电阻、接触器线圈驱动电路单元、接触器线圈吸收二极管、电源电流传感器和熔断器构成，其中驱动模块包含一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)和与之反并联的功率二极管，制动模块也包含一个绝缘栅双极晶体管(IGBT)和与之反并联的功率二极管，本发明所涉及的电机控制器的电源为电动汽车动力电池组，本发明所涉及的电机控制器的控制对象是电动汽车上永磁与增磁绕组复合励磁的直流牵引电机，本发明所涉及的电机控制器的输入控制信号是电动汽车上加速踏板位移传感器输出电压信号和制动踏板位移传感器输出电压信号，动力电池组的正极通过电源开关接熔断器的一端，熔断器的另一端通过电源电流传感器接接触器主触点的一端，接触器主触点的另一端接到驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的集电极，驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发射极通过电机电枢电流传感器接牵引电机电枢的正极，稳压电容器的正极接到驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的集电极，制动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的集电极接到驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发射极，制动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的发射极与增磁绕组旁路功率二极管的阳极和电机增磁绕组的负极相连接，增磁绕组旁路功率二极管的阴极、电机增磁绕组的正极、稳压电容器的负极、电机电枢负极和动力电池组的负极相连接，稳压电容器预充电电阻与接触器主触点两端并联，接触器线圈的正极接接触器线圈吸收二极管的阴极，接触器线圈的负极接接触器线圈吸收二极管的阳极，动力电池组电压通过电源开关、熔断器、电源电流传感器、接触器，再经稳压电容器滤波后，经过驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的斩波给电机提供电枢电压，从而产生电枢电流来驱动电动汽车，以单片机为核心的控制电路单元接收加速踏板传感器位移输出电压信号和电机电枢电流传感器的电枢驱动电流反馈信号，发出高频脉宽调制(PWM)控制信号，通过驱动模块的驱动电路单元后到驱动模块中绝缘栅双极晶体管(IGBT)的控制极，控制驱动模块中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)工作在脉宽调制(PWM)开关状态下工作，实现动力电池组电源电压到电机电枢电压的斩波控制，以实现电动汽车驱动时加速踏板对牵引电机的驱动转矩控制，以单片机为核心的控制电路单元接收制动踏板位移输出电压信号和电机电枢电流传感器反馈的电枢制动电流信号，发出制动脉宽调制(PWM)控制信号，该信号经过制动模块的驱动电路单元后到制动模块中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)控制极，控制该绝缘栅双极晶体管(IGBT)处在高频脉宽调制(PWM)开关状态下工作，以实现电动汽车再生制动力矩可控功能。根据上述具有自动弱磁调速功能的电动汽车牵引电机控制器，其技术特征在于：电机增磁绕组连接在电机电枢续流回路中，在电动汽车驱动运行时，续流电流使增磁绕组产生增磁励磁磁场，该励磁磁场与电机永磁励磁磁场叠加产生电机的总励磁磁场，电机电枢续流回路中的电流随着电动汽车运行速度的提高而减小，也即电机增磁绕组中的电流随着电动汽车运行速度的逐渐提高而逐渐减小，实现了电机励磁磁场自动减弱的作用。