浅析低速电动车用电机控制器的设计与实现

　　引高
　　随着新能源产业的兴起，电动汽车以低成本运营，绿色环保等优势进入到人们的生活中。低速电动车作为一种新型的代步工具，在农村占据了很大的市场。但是低速电动车目前使用的电机及控制器大多为直流有刷控制系统。直流有刷控制系统的缺点是电机维护费用高，最高转速低，爬坡能力有限，这些因素一直制约着低速电动车的推广。交流异步电机控制系统可以有效克服直流有刷控制系统的缺点，但是价格偏高。本设计在电路设计及器件选型上做了大量的分析及试验验证，提供了一种操作简单，价格低廉的低速电动车用交流异步电机控制器
　　1电机控制器系统设计
　　电动汽车电机控制器主要工作方式为扭矩控制方式。工作原理为:采集车辆油门踏板的信号和电机速度传感器信号作为输入，根据检测到的电机U,V,W的相电流做闭环反馈，得到电机驱动需要的PW M波形。同时，电机控制器需要实时监测电机的温度信号、电流大小、控制器的温度信号、电压信号等，保障控制系统的安全及行车的安全为了方便实现对电机参数的匹配设置及整车特性的设置，专门设计了CAN总线通信电路，提高了控制器使用的方便性及故障定位的便捷性。本设计共由三部分组成，控制板、功率板及电容。
　　控制器的主芯片采用T1公司的TMS320LF2406，该款芯片将实时处理能力和控制器外设功能集于一身，为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。控制器的外围电路主要包括:模拟量检测电路、开关量检测电路、电流检测电路、电压检测电路、温度检测电路、转速采集电路及CAN通信电路、参数存电路
　　1.1模拟量检测电路
　　模拟量检测电路通过运放完成对输入油门踏板信号的采集功能。
　　1.2电流检测电路
　　电流检测电路是电机控制器系统的重要组成部分。电流采样的准确性影响电机相电压矢量三角形的闭合性，即影响电机的效率及运行的平稳性。但是由于集成的电流传感器价格比较贵，本设计采用Allegro公司的A 1326芯片，配合磁环进行电流的检测，通过改变磁环的磁场气隙，可以调整电流的检测范围。实践证明，使用该电路可以实现对电流的准确采集
　　1.3电压检测电路
　　电压检测电路可以通过检测电池的端电压，实现对电池的过欠压报警。由于蓄电池的工作电压范围比较宽，为了准确检测到最高电压和最低电压，本设计采用I双运放分段采集的方式。其中，低电压由U8A检测，高电压由U 8B部分电路检测。低电压段输出:VO =(R58* (1/CR57 +R45) +1/R58 +1/R56) *Vi+)。R58/R56*VREF。高电压段输出:V 1= (R49* ( 1/R52+1/R49+1/R50) * Vi+)-R49/R50* V REF。其中，Vi+=R48/ (R37+R48) * U do ,V REF=3.OV do。此种检测方法大大提高了电压的采集精度，而且电路简单，器件便宜。
　　2结束语
　　文章详细论述了采用PMS320LF2406 DSP为核心的低速车交流异步电机控制器的硬件设计，给出了模拟量采集、电流采集、电压采集、CAN通信等电路的设计方法及器件选型。本电机控制器通过台架测试及实际车辆道路测试，证明硬件电路工作可靠，控制器效率达到95%以上，各种保护功能完善。通过CAN总线进行电机匹配设置及故障读取，增强了控制器的可操作性，方便了用户使用。