專利名稱：一種電機驅動控制系統及其控制方法
技術領域：
本發明屬于電機控制技術領域，尤其涉及一種電機驅動控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前，混合動力車和電動車上采用電機作為發電機和電動機，如圖1所示，電機的 驅動電路包括電源Al，并聯在電源兩端的三個濾波電容Cl、C2、C3，以及并聯電源兩端的三 組IGBT模塊，三組IGBT模塊包括六個功率開關器件IGBT(Q1-Q6)以及六個反向并聯二極 管(D1-D6)，每組包括兩個串聯的開關器件IGBT，每個開關器件IGBT都并聯有一個反向二 極管，如第一組由Ql與Dl并聯構成上橋臂開關、Q2與D2并聯后構成下橋臂開關，上、下橋 臂開關再串聯而成，即IGBT模塊的每一組都包括上橋臂開關和下橋臂開關，三組上橋臂開 關與下橋臂開關之間的連接點與電機的三相電源線連接以用來引入三相交流電信號。當出 現電源斷電的異常情況時，現有的電機驅動控制系統停止對發出驅動信號，使IGBT模塊停 止工作，無法向電機輸出三相交流電信號。但是當電機在高速運轉時，即使停止發出驅動信 號后，電機也不能迅速停止轉動，特別是當電機處于發電狀態時，繼續轉動的電機發電產生 反電動勢，使三個濾波電容C1、C2、C3兩端的電壓快速升高，當加載在濾波電容兩端的電壓 大于濾波電容的耐壓值，會使濾波電容燒毀，嚴重時甚至會使濾波電容發生爆炸。
發明內容
本發明為解決現有技術中存在的電機驅動控制系統和控制方法不能更好地保護 濾波電容，容易使濾波電容燒毀甚至發生爆炸的問題，提供一種能夠更好地保護濾波電容 的電機驅動控制系統和控制方法。本發明提供一種電機驅動控制系統，所述電機驅動控制系統分別與電機和電源電 連接，所述電機驅動控制系統包括檢測單元、比較單元和控制模塊，所述檢測單元分別與所 述電源和所述電機電連接，所述控制模塊與所述電機電連接；所述檢測單元，用于檢測所述電源的電壓和所述電機的轉速，并發送給所述比較 單元；所述比較單元，用于分別對電壓的大小和轉速的大小進行比較，并發送比較結果 給所述控制單元；所述控制模塊，用于根據所述比較單元的比較結果以控制所述電機的關閉。本發明還提供一種電機驅動控制方法，包括以下步驟所述檢測單元檢測所述電源的電壓和所述電機的轉速，并發送所述比較單元；所述比較單元比較檢測的電壓與電壓設定值的大小，根據電壓的比較結果比較轉 速的大小，并發送轉速的比較結果給所述控制模塊； 所述控制模塊根據比較單元的比較結果以控制電機的關閉。 本發明提供的電機驅動控制系統和控制方法，當電源出現異常情況時，通過檢測
電機的轉速，在確保濾波電容兩端的電壓不會大于濾波電容的耐壓值時，才會控制電機的關閉，避免電機產生的反電動勢會將濾波電容燒毀，更好地保護濾波電容。
圖1為現有技術電機驅動電路的電路圖；圖2為本發明電機驅動控制系統的一種實施例的結構框圖；圖3為本發明電機驅動控制方法的一種實施例的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖2所示，本發明提供一種電機驅動控制系統，所述電機驅動控制系統分別與 電機2和電源1電連接，所述電機驅動控制系統包括檢測單元3、比較單元4和控制模塊， 所述檢測單元3分別與所述電源1和所述電機2電連接，所述控制模塊與所述電機2電連 接；所述檢測單元3，用于檢測所述電源1的電壓和所述電機2的轉速，并發送給所述 比較單元4 ；所述比較單元4，用于分別對電壓的大小和轉速的大小進行比較，并發送比較結果 給所述控制模塊；所述控制模塊，用于根據所述比較單元4的比較結果以控制所述電機2的關閉。進一步改進，所述控制模塊包括控制單元5和IGBT模塊6，所述控制單元5，用于 根據所述比較單元4的比較結果以停止對所述IGBT模塊6發送驅動信號；所述IGBT模塊6，用于根據所述控制單元5的驅動信號以控制電機2的關閉。進一步改進，所述控制模塊為DSP2812芯片，DSP2812芯片發出的驅動信號為PWM 波給所述IGBT模塊6。所述電機為三相電機，優選情況下為所述電機為永磁同步電機，因 此對電機2的控制也就采用永磁同步的控制方法。控制單元5停止發出PWM波給所述IGBT 模塊6，IGBT模塊6停止輸出三相交流電信號給電機2，電機2也就停止轉動。進一步改進，所述檢測單元包括用于檢測電源2電壓的電壓傳感器，以及用于檢 測電機2轉速的轉速傳感器，所述電壓傳感器與所述電源電連接，轉速傳感器與所述電機 電連接。優選情況下，所述電壓傳感器為電壓霍爾傳感器。本發明還提供一種電機驅動控制方法，包括以下步驟所述檢測單元3檢測所述電源1的電壓和所述電機2的轉速，并發送所述比較單 元4 ；所述比較單元4比較檢測的電壓與電壓設定值的大小，根據電壓的比較結果比較 電機轉速的大小，并發送轉速的比較結果給所述控制模塊；所述控制模塊根據比較單元4的比較結果以控制電機的關閉。進一步改進，電機驅動控制方法還包括以下步驟當檢測的電壓U大于第一電壓 設定值Ul或小于第二電壓設定值U2時，比較電機轉速的大小；當檢測的電壓值在第一電壓設定值Ul與第二電壓設定值的范圍U2內，繼續檢測
5的電源電壓U。進一步改進，比較檢測的轉速η和轉速設定值nl的大小；當檢測的轉速η大于轉速設定值nl時，通過設定的Id，Iq值降低電機的轉速；當檢測的轉速η等于小于轉速設定值nl時，控制模塊停止發出驅動信號。如圖3所示，本發明的實施例中一種電機驅動控制方法，包括以下步驟步驟SO1，檢測電源兩端的電壓值U和電機轉速n，并發送給比較單元4 ；步驟S02，比較檢測到的電壓值U是否大于第一電壓設定值Ul或是否小于第二電 壓設定值U2，如果是，則進入步驟S03，如果比較結果為否，則進入步驟SOl ；步驟S03，保護標志位I標志為1，電源電壓出現異常，系統進入步驟S04 ；步驟S04，比較檢測到的電機轉速η是否大于轉速設定值nl，如果是，則進入步驟 S05，如果比較結果為否，則進入步驟S06 ；步驟S05，控制單元5沒有直接對IGBT模塊6停止發出驅動信號，而是通過事先設 定的Id，Iq值控制電機的轉速，使電機的轉速降低，系統進入步驟S04，以確認電機2的轉 速是否已經降低；步驟S06，控制單元5停止發出驅動信號，即停止發出PWM波，控制單元5就無法驅 動開關器件IGBT導通，IGBT模塊6也就無法輸出三相交流電信號給電機2，電機2停止轉動。對于步驟S02中，所述第一電壓設定值Ul的取值范圍為380-390V，第二電壓設定 值U2的取值范圍為180-200V，當檢測到的電壓U大于390V或者電壓U小于180V時，電源 出現異常，因此電源的最大的安全電壓范圍為180V-390V。對于步驟S04中，所述轉速設定值nl根據濾波電容的最大耐壓值U3計算得出的， 濾波電容的最大耐壓值U3等于電機的電動勢，即電機繼續轉動產生的反電動勢Eg，計算公 式為Eg = 4.f = n*p/60，上式中，f為定子頻率，N為定子每相繞組匝數，k 為繞組系數，Φ為每極氣隙磁通量，η為電機轉速，P為電機極對數，因此當得知濾波電容的 最大耐壓值U3后，就可以根據上述的公式計算出轉速設定值nl的大小。對于步驟S05中，Id，Iq為從三相靜止坐標系變換到兩相旋轉坐標系中的虛擬量， Id表示用于控制電機的弱磁電流，Iq表示用于控制電機的力矩電流，優選情況下，弱磁電 流Id = 0A，力矩電流Iq的取值范圍為0到1000A。當電機處于發電狀態時，即使控制單元5停止發送PWM波給IGBT模塊6，但是由于 慣性作用，電機2還是會繼續轉動，產生反電動勢加載在濾波電容兩端，電機2的轉速越大， 產生反電動勢也就越大。本發明的電機驅動控制系統和控制方法，通過檢測電機2的轉速，當轉速η大于轉 速設定值nl時，先控制電機的轉速降低后，再控制電機2的關閉，只有當轉速η等于或小于 轉速設定值nl時，控制電機2關閉，電機2產生的反電動勢也不會將濾波電容燒毀，以更好 的保護濾波電容。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種電機驅動控制系統，所述電機驅動控制系統分別與電機和電源電連接，其特征 在于所述電機驅動控制系統包括檢測單元、比較單元和控制模塊，所述檢測單元分別與所 述電源和所述電機電連接，所述控制模塊與所述電機電連接；所述檢測單元，用于檢測所述電源的電壓和所述電機的轉速，并發送給所述比較單元；所述比較單元，用于分別對電壓的大小和轉速的大小進行比較，并發送比較結果給所 述控制模塊；所述控制模塊，用于根據所述比較單元的比較結果以控制所述電機的關閉。
2.如權利要求1所述的電機驅動控制系統，其特征在于所述控制模塊包括控制單元 和IGBT模塊；所述控制單元，用于根據所述比較單元的比較結果以控制對所述IGBT模塊發送驅動信號；所述IGBT模塊，用于根據所述控制單元的驅動信號以控制所述電機的關閉。
3.如權利要求1所述的電機驅動控制系統，其特征在于所述控制模塊為DSP2812芯片。
4.如權利要求1所述的電機驅動控制系統，其特征在于所述檢測單元包括用于檢測 所述電源電壓的電壓傳感器，以及用于檢測所述電機轉速的轉速傳感器，所述電壓傳感器 與所述電源電連接，轉速傳感器與所述電機電連接。
5.一種電機驅動控制方法，其特征在于包括以下步驟所述檢測單元檢測所述電源的電壓和所述電機的轉速，并發送所述比較單元； 所述比較單元比較檢測的電壓與電壓設定值的大小，根據電壓的比較結果比較轉速的 大小，并發送轉速的比較結果給所述控制模塊；所述控制模塊根據所述比較單元的比較結果以控制所述電機的關閉。
6.如權利要求5所述的電機驅動控制方法，其特征在于還包括以下步驟 當檢測的電壓大于第一電壓設定值或小于第二電壓設定值時，比較電機轉速的大小； 當檢測的電壓值在第一電壓設定值與第二電壓設定值的范圍內，繼續檢測所述電源的電壓。
7.如權利要求6所述的電機驅動控制方法，其特征在于還包括以下步驟 比較檢測的轉速和轉速設定值的大小；當檢測的轉速大于轉速設定值時，通過設定的弱磁電流Id值，力矩電流Iq值降低電機 的轉速；當檢測的轉速等于小于轉速設定值時，控制模塊停止發出驅動信號。
8.如權利要求7所述的電機驅動控制方法，其特征在于還包括以下步驟 步驟SO1，檢測電源兩端的電壓值U和電機轉速n，并發送給所述比較單元；步驟S02，比較檢測到的電壓值U是否大于第一電壓設定值Ul或是否小于第二電壓設 定值U2，如果是，則進入步驟S03，如果比較結果為否，則進入步驟SOl ； 步驟S03，保護標志位I標志為1，系統進入步驟S04 ；步驟S04，比較檢測到的電機轉速η是否大于轉速設定值nl，如果是，則進入步驟S05， 如果比較結果為否，則進入步驟S06 ；步驟S05，通過設定的弱磁電流Id值，力矩電流Iq值控制電機的轉速降低，系統進入步 驟 S04 ；步驟S06，控制模塊停止發出驅動信號。
9.如權利要求6所述的電機驅動控制方法，其特征在于所述第一電壓設定值Ul的取 值范圍為380-390V，第二電壓設定值U2的取值范圍為180-200V。
10.如權利要求7所述的電機驅動控制方法，其特征在于弱磁電流Id值為0A，力矩電 流Iq值的取值范圍為0-1000A。
全文摘要
本發明提供了一種電機驅動控制系統和控制方法，所述電機驅動控制系統分別與電機和電源電連接，所述電機驅動控制系統包括檢測單元、比較單元和控制模塊，所述檢測單元分別與所述電源和所述電機電連接，所述控制模塊與所述電機電連接；所述檢測單元，用于檢測所述電源的電壓和所述電機的轉速，并發送給所述比較單元；所述比較單元，用于分別對電壓的大小和轉速的大小進行比較，并發送比較結果給所述控制模塊；所述控制模塊，用于根據比較單元的比較結果以控制所述電機的關閉。本發明提供的電機驅動控制系統和控制方法能更好地保護濾波電容，以防止其燒毀或爆炸。
文檔編號G01P3/00GK102082532SQ20091018845
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月28日 優先權日2009年11月28日
發明者周永莊, 夏聰, 張鑫鑫, 杜智勇, 湯小華, 程立品 申請人:比亞迪股份有限公司
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