[发明专利]一种车用永磁同步电机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，更具体的说，是涉及一种车用永磁同步电机控制系统。

背景技术

目前，常用的电机控制系统方式有很多种，具体包括：（1）采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)为核心的电机控制系统；（2）采用FPGA（Field－Programmable Gate Array，可编程逻辑器件）为核心的电机控制系统；（3）采用单片机为核心的电机控制系统；（4）采用单片机和DSP为核心的电机控制系统。这些控制系统各有其特点，适用于不同的情况。例如：方式1对核心器件DSP的性能要求很高，不适用I/O和功能多的复杂电机控制系统；方式2适用于小型的、控制简单的电机控制器系统；方式3适用于功能多，但实时性不高的电机控制系统；方式4适用于多功能、复杂的实时电机控制系统。

对于永磁同步电机及其控制系统来说，其在EV/HEV车上的应用非常广泛，其作为整车动力总成系统的一个核心组成部分，必须保证其工作的安全性和可靠性，因此，就对电机控制系统提出了更高要求：高实时性、多功能性和控制复杂性。

因此，提供一种车用永磁同步电机控制系统，基于数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD，以提高电机控制系统的高实时性、多功能性和控制复杂性，是领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车用永磁同步电机控制系统，基于数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD，以克服现有技术中由于不能有效提高电机控制系统的高实时性、多功能性和控制复杂性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车用永磁同步电机控制系统，基于数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件CPLD，该系统包括：功率模块、永磁同步电机及固定在所述永磁同步电机上的旋转变压器，还包括：

设置在控制板上，实现与整车控制器HCU进行通信、温度检测处理、状态监控与故障诊断、电机矢量控制以及负责所述永磁同步电机的转子位置、三相电流、直流电流和电压信号采集与数据处理的控制模块；

设置在驱动板上与所述控制模块相互电连接，接收所述控制模块发送的信号对所述功率模块实现驱动，并将驱动故障信号反馈给所述控制模块的驱动模块；

所述驱动板设置在所述功率模块上，并与所述功率模块的针脚有电气连接；

分别与所述控制模块和所述驱动模块相连接，为所述控制模块和所述驱动模块提供控制和驱动电源的电源模块；

分别与所述控制模块和所述功率模块相连接，对系统的电流、电压及温度进行检测的传感器组；

所述传感器组包括电流传感器、电压传感器和温度传感器；

所述永磁同步电机采用旋转变压器来检测转子的位置。所述旋转变压器检测到的转子位置正弦信号和余弦信号发送给所述控制模块，得到转子的位置。

其中，所述控制模块包括：

作为主控芯片的数字信号处理器DSP；

与所述数字信号处理器DSP通过总线进行信号连接，协助所述数字信号处理器DSP管理外部设备的可编程逻辑器件CPLD；

与所述数字信号处理器DSP通过总线进行信号连接，对所述永磁同步电机进行旋变解码，并接收旋变解码控制信号的旋变解码信号电路；

与所述数字信号处理器DSP通过总线进行信号连接，并与所述可编程逻辑器件CPLD信号连接，接收直流电压故障信号的直流电压检测处理电路；

与所述数字信号处理器DSP通过总线进行信号连接，并与所述可编程逻辑器件CPLD信号连接，接收电流故障信号的电流检测处理电路；

与所述数字信号处理器DSP相连接，接收所述温度传感器所感知的系统温度的温度检测处理电路；

与所述数字信号处理器DSP通过专用串行外围接口SPI相连接，对所述系统数据进行存储的电可擦除可编程存储器EEPROM。

其中，所述驱动模块包括：

与所述电源模块相连接，为所述驱动模块提供控制和驱动电源的电源电路；

与所述控制模块和所述功率模块及所述电源电路相连接，对所述系统进行驱动和保护的驱动及保护电路。

其中，所述传感器组包括：直流电压传感器、直流电流传感器、永磁同步电机定子的三相电流传感器和温度传感器。

其中，所述温度传感器包括两个永磁同步电机的定子温度传感器、功率模块温度传感器、电路板PCB温度传感器、永磁同步电机控制器IPU的冷却液温度传感器和IPU的散热器底板温度传感器。