电动汽车无刷电机控制系统的设计.pdf

2013(11)
汽车工程师
FOCUSE技术聚焦
Design-innovation
电动流车无刷电机控制
系统的设计
成欲李车营
(山画学院奪学院)
摘要:为对无刷直流电机实现开/闭环两部分控制,文章介绍了基于 Freescale9S12XS128芯片实现对电动汽车无刷
直流电机控制器的设计。程序的编译采用了 Codewarrior软件,闭环控制即在车上安装了振荡传感器,可根据不同
的振荡程度自行调整无刷电机的转速。开环控制是外设有滑动变阻器,用户可以通过调整滑动变阻器来控制输入
电压信号的大小,进而调整PWM的输出来控制电机的转速。此款控制器实现了电机的开/闭环控制,还设计有显
屏,可显示速度、电流、电压及消耗的电量,且预留有无线输出口并配有 LABVIEW上位机软件可用于调试电机和
采集数据。
关键词:电动汽车;电机控制器;9S12XS128; LABVIEW; Codewarrior;设计
Design of Brushless Motor Control System of Electric Vehicle
Abstract: The purpose of this paper is to realize open and close loop control respectively for brushless motor. The paper
introduces brushless DC motor controller of electric vehicle based on Freescale 9S12XS128 chip. The compiler is used of
Codewarrior software, shock sensor is installed in the car in a close loop mode, the velocity of brushless motor is freely adjusted
according to different vibration level. Outer slide rheostat is designed in a open loop mode, the user can slide the rheostat to
control the input voltage signal to adjust motor revolution. This controller presented open and close loop control, indicating
velocity, current and power consumption on the screen, in addition, offered a wireless outlet with Labview PC software
Key words: Electric vehicle; Motor controller; 9$$128; Lab VIEW; Codewarrior; Design
随着汽车电子控制技术的不断发展,对应用电动尔位置传感器输出的3个信号,将其处理为功率驱动
机的性能和控制器的性能的要求越来越高。无刷直流单元的6个功率开关器件所要求的驱动顺序:T1,
电动机(简称BLDC)既具备直流电动机的运行效率高T6T1,12-1T3,T2T3,T4T5,T6T1,
和调速性能好等诸多特点,又具备交流电动机的结构T6。微控制器还可根据电流、电压和转速反馈的模拟
简单、运行可靠及维护方便等一系列优点,同时克服了信号,及时发出制动信号,并能采集A113振荡芯片的
有刷直流电机由于机械电刷和换向器的存在所带来的信号检测汽车在行驶时的路况,进而控制PWM的输出
噪声、火花、无线电干扰以及寿命短等弊病,所以无刷来控制电机的转速,实现无刷电机的闭环控制;功率驱
直流电机作为电动汽车产品的动力源逐渐受到消费者动单元主要包括功率开关器件组成的全桥逆变电路和
的青睐。现鉴于无刷直流电机的上述优点以及无刷直自举电路叫;位置传感器在无刷电机中起到测定转子的
流电机作为控制对象的电动自行车在消费市场的巨大磁极位置作用,采用了74HC14进行逻辑变换;本控制
潜力,文章以9S12XS128为主控制芯片,设计了一款新器的显示器采用了12864和1602显屏,能够显示电
型无刷直流电机控制系统。
流、电压及转速;周边电路中检测电流方面采用
1电动汽车无刷电机控制器硬件系统设计ACS712芯片可以提高电流的检测精度,设置了限流保
1.1直流无刷电机控制器硬件系统设计
护、振荡检测、电压测量及滑动电阻调速信号电路,无
本控制器主要由微控制器、功率驱动单元、位置传线输出口电路能进行无线传输数据,可与无线模块对
感器、显屏和周边的辅助电路及保护电路等组成。其中接与 LABVIEW上位机实现通信,方便数据的采集分析,
微控制器的主要功能是根据电机旋转方向的要求和霍图1示出直流无刷电机控制器整体设计框图。
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