[实用新型]一种无刷直流电机及其控制装置和使用它的机动车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无刷直流电机及其控制装置以及一种使用所述无刷直流电机的机动车。

背景技术

“轮毂”电机可以直接安装在交通和运输工具的车轮之上，它能为交通工具提供瞬时的扭力，同时大大提高动力效率。而电动机动车的性能优劣主要取决于电池系统和电机及其控制系统两方面的技术，其中，电机要求瞬时功率大、过载能力强、加速性能好和使用寿命长。然而，一般都存在电机转矩不足，而且在长时间有载运行中电机易发热，永磁体磁性能弱化等缺点，制约了纯电动或者混合动力交通和运输工具的发展。

而现在的无刷直流电机一般包括具有永磁体的转子组件和具有用于多相的驱动线圈的定子组件及其控制装置，同时这种无刷直流电机的控制装置的主控部分一般是采用单一的CPU的数据处理及控制模式，造成处理速度相对较慢，不能满足产品的较繁复工作和及时的数据处理的需求，而且这种控制装置的电机位置及转速的检测一般是通过光栅编码器来实现的，但因光栅编码器存在安装复杂、可靠性较低、适用环境差的缺点，使得其使用效果不是十分理想，不能满足日益进步的社会需要。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题的存在，提供一种具有多CPU并行处理能力，并能在环境较为苛刻(如高温、高湿、灰尘、空间狭小等)条件下工作且安装简单方便，可靠性高的无刷直流电机及其控制装置和使用它的机动车。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无刷直流电机控制装置，包括输入及显示模块、通信模块、CPU控制模块、方波及正弦波发生器模块、霍尔传感器检测及运算处理模块、整流三相逆变及IGBT驱动保护模块，其特征在于所述CPU控制模块由一个主控CPU和多个副CPU组成，其中输入及显示模块、霍尔传感器检测及运算处理模块、方波及正弦波发生器模块分别设置有各自独立的副CPU，且各副CPU在主控CPU的控制和协调下对所有的事件进行并行处理以提高运行速度和响应速度。

其中为更好地保证其电机位置及转速检测的可靠性，上述霍尔传感器检测及运算处理模块包括用于检测电机转子位置与转速的通过线路板嵌入在电机转子中的二对或二对以上按极性间序排列呈圆周分布霍尔传感器；

用于将各霍尔传感器检测到的信号进行放大处理的放大器；

用于将各放大器输出的信号进行模数转换的A/D转换电路；

用于对各A/D转换电路的输出信号进行运算处理而生成电机的模拟位置信号的数字信号处理器DSP；

其中，各霍尔传感器检测到的电机转子位置信号经依序连接的放大器，A/D转换电路数字信号处理器DSP处理后输出到上述主控CPU、输入及显示模块、方波及正弦波发生器模块、通信模块与给定的转速进行运算并产生相应的控制信号，该控制信号再输出整流三相逆变及IGBT驱动保护模块输出所期望的电流及电压来控制驱动电机。

一种具有上述无刷直流电机控制装置的无刷直流电机，该无刷直流电机包括具有永磁体的转子组件和具有用于多相的驱动线圈的定子组件，其特征在于所述定子组件和转子组件为少槽多极结构。其中，上述定子组件的4槽或6槽或8槽或9槽或10槽或12槽或14槽或16槽或18槽或20槽或22槽或24槽结构，转子组件为6极或8极或10极或12极或14极或16极或18极或20极结构；上述定子组件为12槽结构，上述转子组件为10极或14极结构。

一种具有上述无刷直流电机的机动车，主要包括机动车车体、安装在机动车车体上的前轮和后轮，且前轮和/或者后轮连接有驱动其转动的“轮毂”电机，“轮毂”电机连接有安装在机动车车体上的供电组件，其特征在于所述电机采用上述无刷直流电机。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果

(1)一体化设计，集成度高，可靠性强。本实用新型集数据采集，数字信号处理，减少了外部线路物理连接，具有很高的稳定性。

(2)采用多CPU结构实现了在主控CPU模块的控制和协调对所有的事件进行并行处理提高运行速度和响应速度系统。

在电机转子的位置和速度检测采用了霍尔传感器检测运算处理模块与原来的光栅编码器比具有以下优点：

A：输出方式灵活多样

B：360℃可编程角度测量

C：非接触式，高可靠性

D：体积小，易于安装拆卸

E：适合应用于振动，高温，粉尘等各种苛刻工业环境

F：价位低，更适合工控领域大规模应用

以下结合附图详细描述本实用新型的具体实现：

附图说明