技術領域

本發明涉及永磁同步電機控制技術領域，尤其涉及一種高速電機無傳感器驅動控制系統。

背景技術

在傳統汽車及工業中，對永磁同步電機的控制普遍存在低轉速、低功率、轉速響應慢、轉速不穩定的、帶載能力差的缺陷。而隨著科技進步及客戶要求的不斷提高，現有的技術并不能滿足客戶的使用要求及國家標準。如，在控制上轉速精度要求＜1％,響應速度少于1s等。

另外，由于控制系統外設端口的增加，其所需滿足的標準也與國外技術前沿要求同等。如，在控制系統上需同時具有USB、CAN/LIN、UART、I2C等功能。因此，對功能強大的高速電機進行合理控制變得迫切需要。響應快、大功率、高轉速成為客戶及提升產品竟爭力的追求。而國內對高速電機，特別在控制轉速(10000rpm-120000rpm)上是一片空白，電子半導體產業基礎薄弱，控制技術不成熟，軟件上對于在線升級及滿足IS015765架構的程序一直依靠國外核心技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于高速電機、響應速度快、控制精度高的無傳感控制系統。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案。

一種電機無傳感器驅動控制系統，適用于10000RPM-120000RPM的高速電機，其特征在于，包括：處理器，與處理器連接的驅動電路，保護電路，無位置傳感器檢測電路，CAN總線通信電路，以及高低壓隔離電路；所述驅動電路包括：連接在一起的橋式矩陣電路、推挽輸出驅動電路和IGBT擴流高負荷承載電路。

作為上述方案的進一步說明，所述無位置傳感器檢測電路用來檢測電機的反電動勢信號，所述處理器根據檢測到的反電動勢信號建立數學模型控制電機轉動。

作為上述方案的進一步說明，所述橋式矩陣電路為IR2136芯片，在IR2136上連接外圍元件組成推挽輸出。

作為上述方案的進一步說明，所述IGBT擴流高負荷承載電路分三路控制，每路控制上都設有并聯的兩個IGBT管；IGBT擴流高負荷承載電路與橋式矩陣電路一起由12個IGBT管組成上下橋開關。該IGBT擴流高負荷承載電路能夠針對不同負載適當調整硬件的擴流元件IGBT管,并可以實現并管使用，提高產品的適用性。

作為上述方案的進一步說明，所述無位置傳感器檢測電路包括運算放大器及外部電路阻抗，運算放大器采用差分輸入，輸入與輸出采用1：1的信號處理方式。該無位置傳感器檢測電路是一種高頻抗干擾電路，通過運放與外圍阻抗元件組成了既保持電路完整不失真的信號并能防止的了由于電機高速轉形成的干擾信號，為提供控制系統精準的控制位置信息。

作為上述方案的進一步說明，所述高低壓隔離電路的輸入電源為開關震蕩電路加到高頻變壓器上產生的多路不同幅值電源，在高低壓隔離電路的高低壓輸入端都設有共模電感。

作為上述方案的進一步說明，所述電機無傳感器驅動控制系統包括上下垂直排布的信號處理板和IGBT擴流板，所述處理器設置在信號處理板上，所述IGBT擴流高負荷承載電路設置在IGBT擴流板上；在信號處理板和IGBT擴流板之間設有高壓開關信號屏蔽板。采用上、中、下三層結構，使高低壓電路分區域布置，有利于減少損耗，提高效率。

作為上述方案的進一步說明，在CAN總線通信電路上連接有上位機，用來接收故障診斷及控制器相關信息。

作為上述方案的進一步說明，所述電機無傳感器驅動控制系統還包括帶水流道的冷卻裝置，所述水流道是由兩路水槽組成，兩路水槽槽寬一致；水流道中有導流散熱片，在導流散熱片的兩端有導流尖角。

與現有技術相比，本發明提供的一種高速電機無傳感器驅動控制系統具有以下有益效果：

一、通過在處理器上連接驅動電路，保護電路，無位置傳感器檢測電路，CAN總線通信電路，以及高低壓隔離電路，為高速電機(10000RPM-120000RPM)提供了一種響應快、轉速控制精度高的無傳感器驅動控制系統，以及全新的控制方式。

二、通過在處理器上連接CAN總線通信電路，方便實現基于CAN總線的在線刷新程序及程序架構，為實現國內的汽車的系統升級打下基礎，所有升級都不需拆開零部件控制逐一刷新程序，只需通過CAN總線就能完成，快捷方便；能滿足ISO15765的故障診斷功能的軟件Bootloder程序架構。

三、通過在信號處理板和IGBT擴流板之間設有高壓開關信號屏蔽板，在空間結構上提出了一種有利于消除控制器自身干擾及對外干擾的方法，為控制器通過EMC抗干擾提供了一種解決的方式。

附圖說明

圖1所示為本發明提供的電機無傳感器驅動控制系統原理框圖；