阅读说明：本技术 高密度大扭矩轮毂电机控制器系统 (High-density large-torque hub motor controller system ) 是由 张湃 杨书林 朱亦玮 徐立增 王伟雄 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了高密度大扭矩轮毂电机控制器系统,本发明电机控制器系统技术领域,包括控制器、隔离驱动器、模块绝缘栅双极型晶体管、数字处理芯片DSP、逻辑处理芯片FPGA等,数字处理模块输出脉宽调制信号(PWM)与逻辑处理单元(FPGA)相连接,逻辑处理单元(FPGA)与隔离驱动单元相连接,所述隔离驱动器输出端与模块绝缘栅双极型晶体管上下桥接位置连接。逻辑处理单元解决了在数字处理模块输出的脉宽调制信号数量有限的问题,在要实现控制多组轮毂电机的产品中,使用逻辑处理单元扩展出更多的脉宽调制信号PWM,同时在控制系统的复杂程度和控制精度上有很大的优化,这也使得在汽车的实际运行过程中达到较高的控制精度和实时性；解决了在汽车实际运行过程中不容易达到较高的控制精度和实时性的问题。(The invention provides a high-density large-torque hub motor controller system, which belongs to the technical field of motor controller systems and comprises a controller, an isolation driver, a module insulated gate bipolar transistor, a digital processing chip DSP, a logic processing chip FPGA and the like, wherein the digital processing module outputs a pulse width modulation signal (PWM) to be connected with a logic processing unit (FPGA), the logic processing unit (FPGA) is connected with an isolation driving unit, and the output end of the isolation driver is connected with the upper bridging position and the lower bridging position of the module insulated gate bipolar transistor. The logic processing unit solves the problem that the number of pulse width modulation signals output by the digital processing module is limited, and in a product for controlling a plurality of groups of hub motors, more Pulse Width Modulation (PWM) signals are expanded by the logic processing unit, and meanwhile, the complexity and the control precision of a control system are greatly optimized, so that higher control precision and real-time performance are achieved in the actual running process of an automobile; the problem of be difficult to reach higher control accuracy and real-time in the car actual operation process is solved.)

高密度大扭矩轮毂电机控制器系统

技术领域

本发明涉及电机控制器系统技术领域，具体为高密度大扭矩轮毂电机控制器系统。

背景技术

现有的高密度大扭矩轮毂电机控制器系统，现有传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不仅重量不轻、让车辆的结构更加复杂，同时也存在需要定期维护和故障率的问题，而电动汽车的轮毂电机驱动系统接受蓄电池输出的电能，将其转化为机械能，再以电动机的输出轴作为驱动轴，将动力传送到车轮上，驱动电动汽车行驶。由于必须根据汽车的运动规律对各个车轮进行协调控制，控制系统非常复杂，技术难度大，在汽车实际运行过程中不容易达到较高的控制精度和实时性，故而，我们提出在控制系统的复杂程度和控制精度上有很大的优化，这也使得在汽车的实际运行过程中达到较高的控制精度和实时性，来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供高密度大扭矩轮毂电机控制器系统。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：高密度大扭矩轮毂电机控制器系统，其特征在于该控制器系统包括：控制器、隔离驱动器、模块绝缘栅双极型晶体管、数字处理芯片DSP、逻辑处理芯片FPGA等，数字处理模块输出脉宽调制信号(PWM)与逻辑处理单元(FPGA)相连接，逻辑处理单元(FPGA)与隔离驱动单元相连接，所述隔离驱动器输出端与模块绝缘栅双极型晶体管上下桥接位置连接。

作为优选的，所述隔离驱动器输出端分别控制模块绝缘栅双极型晶体管上下桥的脉宽调制信号PWM，并且输出幅值为400V的脉宽调制信号PWM驱动轮毂电机

作为优选的，所述数字处理芯片DSP和逻辑处理芯片FPGA构成全数字控制电路。

本发明由于采用了上述的技术方案，具备以下有益效果：

本发明在电机驱动的效率上有很大提升，这也直接影响到电动汽车的效率，采集控制器电路中电压采样电阻的电压信号，通过放大器进行一级放大,再将此电压信号通过二级放大器进行放大，并最终得到1.65V左右得到我们可读的电压信号，将此电压信号与基准电压通过进行比较,来判断电压是否在正常运行状态，在控制系统的复杂程度和控制精度上有很大的优化，这也使得在汽车的实际运行过程中达到较高的控制精度和实时性。

附图说明

图1为本发明

具体实施方式

的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

请参阅图1所示，高密度大扭矩轮毂电机控制器系统，其特征在于，控制器系统包括：驱动器、模块绝缘栅双极型晶体管、伺服电机U_PHASE、信号驱动电机、电阻、数字处理芯片DSP、逻辑处理芯片FPGA和膜电容及叠层母排，驱动器输出端与模块绝缘栅双极型晶体管上下桥接位置连接，且伺服电机U_PHASE的输入端与驱动器的输出端连接，信号驱动电机的输入端与伺服电机U_PHASE的输出端连接，且电阻的输入端电连接在驱动器的输出端，数字处理芯片DSP和逻辑处理芯片FPGA之间并联在驱动器内部，且数字处理芯片DSP和逻辑处理芯片FPGA均与驱动器的输出端电连接，膜电容及叠层母排电连接在驱动器的输出端，电机控制器系统使用驱动器来控制IGBT模块绝缘栅双极型晶体管，驱动器输出端分别控制模块绝缘栅双极型晶体管上下桥的PWM信号，且伺服电机U_PHASE通过驱动器输出幅值为400V的PWM信号驱动电机，驱动器输出分别控制绝缘栅双极型晶体管上下桥的PWM信号，绝缘栅双极型晶体管接收PWM信号后，依此循环控制自身内部上下桥的导通，从而伺服电机U_PHASE输出幅值为400V的PWM信号驱动电机(其余W与V相与U相相同)；

本实施例中如图1所示，驱动器基于控制器系统，且驱动器采样电阻R19和R20两端的电压信号，采集驱动电路中电流采样电阻R19,R20两端的电压信号，通过AMC1301 DWVR进行一级放大得到VOUTP_U,再将此电压信号通过OPA320AI DBRV进行放大并增加1.65V得到我们可读的电流信号I_U，将I_U信号与基准电压通过TLC372进行比较,来判断电流是否在正常运行状态；

本实施例中如图1所示，数字处理芯片DSP和逻辑处理芯片FPGA构成全数字控制电路，可以实现复杂的控制方案和控制策略。其中数字处理芯片DSP负责执行针对电机控制的复杂控制算法，并输出脉宽调制信号PWM。由于在控制多组轮毂电机需要的脉宽调制信号数量更多，数字处理芯片DSP无法满足，就需要逻辑处理芯片FPGA进行扩展。

同时在控制系统的器件选型选择膜电容及叠层母排是多层复合结构连接排，相比于传统的电解电容，采用新型低感、高频大电流膜电容可以有效减小驱动器体积和重量，同时也可以提高驱动器寿命，采用新型膜电容及叠层母排技术不仅能提升原有系统电气性能，而且能有效减少电动车用电机驱动器直流侧电容容量和体积，极大提高了驱动器功率密度，同时提高了驱动器寿命。

其中本发明中应用的仪器：

驱动器为KB57HSYT84型号；

模块绝缘栅双极型晶体管为EGS4002型号；

伺服电机U_PHASE为EMH5-130T18.5B25型号；

信号驱动电机为SST42D2070型号；

采样电阻为0.25W-5W型号；

数字处理芯片DSP为DSP型号；

逻辑处理芯片FPGA为FPGA型号；

膜电容及叠层母排为104k275v型号。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。