專利名稱：一種交通工具的馬達控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及馬達控制領域，尤其涉及ー種交通工具的馬達控制器。
背景技術：
由于地球石油資源危機及環(huán)境污染問題越來越嚴重，發(fā)展新能源交通工具已經成為全球共同關注的焦點問題，燃油助力車在一定程度上減少了石油的消耗，降低了廢棄的排放，但是燃油助力車終究還是要消耗石油資源，而且其工作效率低下，運行噪音大，同樣也給環(huán)境帶來了很多問題，在人口密度較高的地方的影響尤為嚴重。為了解決燃油助力車存在的一系列問題，發(fā)展電動的交通工具取代燃油助力車是市場所需，例如電動摩托車，但是電動摩托車要達到燃油助力車的行駛效果，就必須要求電動摩托車具有快速啟動、高行駛速度和一定的續(xù)航能力的特性，具備這些性能的電動摩托車至少要滿足以下三點要求第一、要有運行高效、出力大的馬達；第二、要有工作穩(wěn)定、效率高及不同工作模式的馬達控制系統(tǒng)；第三、要有高比能量、高比功率及輕型大容量的電能儲存裝置電池。目前，馬達控制器最通用的有兩種，一種是采用120度控制技術的方波控制方法的馬達控制器，另ー種是采用180度控制技術的正弦波控制方法的馬達控制器；方波控制方法的特點是啟動カ矩大，但運行噪音也大，尤其是在大負載情況下噪音問題更嚴重；正弦波控制方法的特點是運行效率高，行駛噪音很小，但啟動カ矩小，整車啟動速度慢。

實用新型內容針對上述技術問題，本實用新型的目的在于提供ー種交通工具的馬達控制器，其根據交通工具工作狀況的不同，控制電機自動調整輸出等效方波的相電流波或正弦波的相電流，完成交通工具大啟動カ矩和低運行噪音的要求。為達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的ー種交通工具的馬達控制器，其包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括電角度計算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷單元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計算單元與空間矢量算法控制單元連接。特別的，所述空間矢量控制單元還包括轉子位置計算單元，所述轉子位置計算單元與行使狀態(tài)判斷單元連接。特別的，所述空間矢量控制單元還包括霍爾狀態(tài)檢測単元，所述霍爾狀態(tài)檢測單元與轉子位置計算單元和電角度計算單元連接。本實用新型的有益效果為，所述ー種交通工具的馬達控制器通過行駛狀態(tài)判斷單元實時判斷交通工具處于啟動狀態(tài)，低速大負載運行狀態(tài)，還是正常行駛狀態(tài)，空間矢量控制單元根據行駛狀態(tài)判斷單元的判斷結果，輸出等效方波或正弦波的相電流，達到大啟動カ矩和低運行噪音的目的，避免了馬達長時間被方波驅動而引起的機械振動，延長馬達使用壽命。
下面根據附圖和實施例對本實用新型作進ー步詳細說明。圖I為本實用新型應用于電動摩托車上的馬達控制器結構圖；圖2為霍爾狀態(tài)關系示意圖；圖3為等效方波的相電流示意圖；圖4為正弦波的相電流示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進ー步說明。請參照圖I至圖4所示。規(guī)定P為電機極對數，電機轉子機械旋轉一周有P個旋轉周；n為霍爾狀態(tài)，其有六個狀態(tài)，分別命名為0、1、2、3、4、5，同時n還表示霍爾狀態(tài)變化的次數。本實施例中，一種電動摩托車的馬達控制器，其包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括轉子位置計算單元、霍爾狀態(tài)檢測単元、電角度計算單元及空間矢量算法控制單元。所述行駛狀態(tài)判斷単元，與空間矢量控制單元連接，驅動馬達控制軟件以判斷電動摩托車處于啟動狀態(tài)、低速大負載運行狀態(tài)或是正常行駛狀態(tài)。所述低速大負載運行狀態(tài)為電動摩托車行駛速度低于每小時10公里的行駛狀態(tài)；若電動摩托車既不處于啟動狀態(tài)，又不處于低速大負載運行狀態(tài)，則電動摩托車處于正常行駛狀態(tài)。所述轉子位置計算單元，與行駛狀態(tài)判斷單元連接，實時計算當前電機轉子的位置，并將電機轉子的位置信息發(fā)給霍爾狀態(tài)檢測單元。所述霍爾狀態(tài)檢測単元，與轉子位置計算單元連接，根據電機轉子的當前位置檢測電機輸出的霍爾狀態(tài)變化，并將霍爾狀態(tài)變化信息傳入電角度計算單元。如圖2所示，圖2為霍爾狀態(tài)關系示意圖，U、V、W分別表示三個相位，其中0、1、2、3、4、5為六個不同的霍爾狀態(tài)，電機轉子一個旋轉周期內的霍爾狀態(tài)依此從0變化到5，經歷六個霍爾狀態(tài)。所述電角度計算單元，與霍爾狀態(tài)檢測單元連接，根據電機輸出的霍爾狀態(tài)變化，自動調整電角度計算方法，計算電機轉子位置的電角度。在行駛狀態(tài)判斷単元判斷出電動摩托車處于啟動狀態(tài)或低速大負載運行狀態(tài)時，通過轉子位置計算單元實時計算出的電機轉子的位置，以及霍爾狀態(tài)檢測單元根據電機轉子的當前位置檢測出的電機輸出的霍爾狀態(tài)變化，所述電角度計算單元調用公式(I)計算電機轉子位置的電角度；。與電角度計算單元連接的空間矢量算法控制單元把計算得到的電機轉子位置的電角度用于空間矢量算法的cIark變換、park變換、dark逆變換和park逆變換，電機轉子位置的電角度以步長值設定単元設定的固定步長增加，輸出等效方波的相電流，電機提供大的啟動カ矩，減少電動摩托車啟動的時間；wt=2pi*n/6+k*wt_add+wt_offset (I)其中，pi為常數3. 14, n為霍爾狀態(tài)的變化次數，k為電機轉子位置的計算次數，wt_add為電機轉子位置的電角度增加的固定步長值，wt_offset為電機轉子位置的電角度補償量。在行駛狀態(tài)判斷單元判斷出電動摩托車處于正常行駛狀態(tài)時，所述電角度計算單元調用公式(2)計算電機轉子位置的電角度。與電角度計算單元連接的空間矢量算法控制単元把計算得到的電機轉子位置的電角度用于空間矢量算法的clark變換、park變換、dark逆變換及park逆變換，輸出等效方波的相電流，電動摩托車以低噪音行駛；wt=2*pi*n/6+t*times*wt_speed+wt_offset (2)其中，pi為常數3. 14, n為霍爾狀態(tài)的變化次數，t為定時器計數一次的時間；times為同一霍爾狀態(tài)內定時器計數次數；wt_speed為電機轉子旋轉的電角速度；wt_offset為電機轉子位置的電角度補償量。 所述電動摩托車的馬達控制器根據馬達控制軟件判斷出的電動摩托車的行駛狀態(tài)的不同，電角度計算單元使用不同的電角度計算方法；在電動摩托車處于啟動狀態(tài)或低速大負載運行狀態(tài)時，電角度増加使用固定步長，空間矢量算法控制單元控制電機輸出近似方波的相電流，電機提供大的啟動カ矩，縮短啟動時間；當電動摩托車順利啟動，速度達到一定值，處于正常行駛狀態(tài)時，電角度計算單元自動更正為正規(guī)的空間矢量算法電角度計算方法，空間矢量算法控制單元控制電機輸出正弦波的相電流，使電動摩托車以低噪音行駛；避免了馬達長時間被方波驅動而引起的機械振動，延長馬達的使用壽命。上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.ー種交通工具的馬達控制器，其特征在于，包括行駛狀態(tài)判斷単元及空間矢量控制単元，所述空間矢量控制單元包括電角度計算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷単元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計算單元與空間矢量算法控制單元連接。
2.根據權利要求I所述的交通工具的馬達控制器，其特征在于，所述空間矢量控制單元還包括轉子位置計算單元，所述轉子位置計算單元與行使狀態(tài)判斷單元連接。
3.根據權利要求2所述的交通工具的馬達控制器，其特征在于，所述空間矢量控制單元還包括霍爾狀態(tài)檢測単元，所述霍爾狀態(tài)檢測単元與轉子位置計算單元和電角度計算單元連接。
專利摘要本實用新型公開一種交通工具的馬達控制器，應用于馬達控制領域，包括行駛狀態(tài)判斷單元和空間矢量控制單元，所述空間矢量控制單元包括電角度計算單元和空間矢量算法控制單元；所述行駛狀態(tài)判斷單元與空間矢量控制單元連接，所述電角度計算單元與空間矢量算法控制單元連接。本實用新型使交通工具以最低的噪音行駛，避免了馬達長時間被方波驅動而引起的機械振動，延長了馬達使用壽命。
文檔編號H02P21/05GK202395717SQ201120435898
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權日2011年11月7日
發(fā)明者凌剛, 岳強, 張海清, 楊仲慶 申請人:無錫邁為電子技術有限公司