[发明专利]一种助推器电机调速器

说明书

一种助推器电机调速器，包括：母线电容组，用于将锂离子电池组输出的电压U1转换后输出电压U2至DC/DC电路和三相逆变桥；DC/DC电路，用于将电压U2转换后输出隔离电源至控制板；信号采集与调理电路，用于采集1路母线电压信号、2路相电流信号、3路相反电动势过零信号；控制电路，用于根据1路母线电压信号、2路相电流信号、3路相反电动势过零信号，以及上位机提供的1路PWM占空比输入调速信号、1路模拟量输入调速信号，输出六路PWM信号至驱动电路；驱动电路，输出六路PWM换相和调制信号至三相逆变桥；三相逆变桥，输出三相UWV至助推器电机，实现对助推器电机调速。

技术领域

本发明涉及助推器电机控制技术，尤其与一种助推器电机调速器有关。

背景技术

助推器是一种水面航行器，采用专用调速器、多相高频永磁电机和桨叶载荷作为其动力模块。采用高频永磁电机的助推器，其调速控制，影响着助推器的实际使用效果。随着助推器的应用领域不断拓展，对于一些特殊场所的应用，对其电机的调速功能、体积重量和续航时长具有较高的要求。助推器采用锂离子电池组供电，手柄通讯监控或者远程无线监控进行人机交互。专用调速器驱动多相高频永磁电机作为动力模块驱动桨叶推动助推器和载荷高速巡航。助推器要求具有高频永磁电机体积小、重量轻、高效节能、高功率因数等特点，助推器电机调速器采用无位置传感器控制算法，可实现多相高频永磁电机小电流平稳起动，高速稳速运行，且可实现调速功能。因此，在助推器结构和调速器硬件电路设计方面，需要解决整体体积需要小型化的问题。在调速器算法设计方面，需要解决调速准确性和时效性的问题，实现助推器电机可靠起动、稳速调速、高效可靠运行。目前缺少有效的应对此类助推器电机的调速方式，尤其针对是三相永磁电机，缺乏有效的调控手段。

发明内容

为解决上述相关现有技术不足，本发明提供一种助推器电机调速器，通过调速信号，结合检测的多项参数，输出六路PWM信号经驱动电路传输至三相逆变桥进行换相和调制，转换为三相UWV至三相高频永磁电机，实现对助推器电机有效控制，采用正弦波起动和方波运行相结合的双模驱动算法，可以实现助推器小电流平稳起动、高效率长时间续航。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种助推器电机调速器，包括：控制板，与控制板连接的DC/DC电路、三相逆变桥，以及与DC/DC电路、三相逆变桥连接的母线电容组；

母线电容组连接锂离子电池组，用于将锂离子电池组输出的电压U1转换后输出电压U2至DC/DC电路和三相逆变桥，并用于为三相逆变桥高频调制提供瞬时能量。

DC/DC电路用于将电压U2转换后输出隔离电源至控制板为控制板供电。

控制板包括控制电路、以及与控制电路连接的驱动电路、信号采集与调理电路：

其中，信号采集与调理电路用于采集1路母线电压信号、2路相电流信号、3路相反电动势过零信号，并提供给控制电路；

其中，控制电路连接上位机，用于根据1路母线电压信号、2路相电流信号、3路相反电动势过零信号，以及上位机提供的远程无线监控信号、手柄通讯监控信号、1路PWM占空比输入调速信号、1路模拟量输入调速信号，输出六路PWM信号至驱动电路；

其中，驱动电路，连接三相逆变桥，用于根据六路PWM信号输出六路PWM换相和调制信号至三相逆变桥。

1路母线电压信号和2相电流信号除用于正弦波和方波运行算法之外，用于欠压保护和过流保护，欠压时通过手柄指示灯提醒更换锂离子电池组，同时在停机状态时也可通过高频永磁电机绕组进行声音报警。控制板计算累积工作时长，采集母线电压信号、相电流信号后，存储在掉电非易失铁电存储器中，并可以通过串口读取，用于数据分析；控制板根据所采集母线电压信号、相电流信号运算基于电流闭环控制的空间矢量算法，输出正弦波驱动电流实现助推器小电流平稳起动。控制板根据ECAP接口捕获的方波信号，计算出准确的换相点，输出准确的六路PWM信号，实现高效高功率因数方波驱动，可以实现助推器高效率长时间续航。