CN109905061A - 永磁电机调压控制***及方法 - Google Patents

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付永锋
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Abstract

一种永磁电机调压控制***，包括切换开关、串联调压电路、并联调压及驱动电路、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池、电压采样电路以及切换驱动电路。所述CPU通过转子位置信号处理电路与电机相连且通过电压采样电路与电池相连，所述CPU通过桥驱动电路与并联调压及驱动电路相连且通过切换驱动电路与切换开关相连。并联调压及驱动电路与电机连接并且通过切换开关与电池相连，串联调压电路连接在电池和电机之间。所述CPU能够根据电机的转速不同控制切换开关的通断状态从而切换调压模式。本发明有效地降低了发热、油耗以及噪声，提高了效率。

Description

永磁电机调压控制***及方法
技术领域
本发明涉及发动机集成启动发电控制技术领域，尤其是一种永磁电机调压控制***及方法。
背景技术
现有摩托车发电***为永磁电机和调压器共同工作执行发电的功能，摩托车调压器分为短路式和开关式，各有优缺点，都可以实行发电调压的功能，短路式消耗功率大，损耗发动机输出功率，影响提速性能，增加油耗。而开关式存在噪声大、摩擦力矩大的问题，并且容易出现失控，减短电瓶寿命甚至烧毁车身负载。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种永磁电机调压控制***及方法，其解决了现有发电机调压方式的单一性，避免现有调压方式的缺陷，更好的发挥电机能量的利用率，有效地降低了发热、油耗以及噪声，提高了效率，能够保证输出电压的控制精度，并且有非常高的可靠性。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案一是：一种永磁电机调压控制***，包括切换开关、串联调压电路、并联调压及驱动电路、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池、电压采样电路以及切换驱动电路，所述CPU通过转子位置信号处理电路与电机相连且通过电压采样电路与电池相连，所述CPU通过桥驱动电路与并联调压及驱动电路相连且通过切换驱动电路与切换开关相连，并联调压及驱动电路与电机连接并且通过切换开关与电池相连，串联调压电路连接在电池和电机之间，所述CPU能够根据电机的转速不同控制切换开关的通断状态从而切换调压模式。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述CPU能够发送驱动指令给桥驱动电路，通过桥驱动电路驱动并联调压及驱动电路进而启动电机。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机的转速小于设定值n1时，切换开关接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路工作；电机的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关关闭，进入串联调压模式，串联调压电路工作。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机转速大于设置值n2时，切换开关关闭。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机转速大于设置值n2时，切换开关接通。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述电机上设有传感器，所述转子位置信号处理电路与传感器连接从而所述传感器测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路传送给CPU。
作为本发明技术方案一的进一步改进，所述传感器是霍尔传感器。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案二是：一种永磁电机调压控制方法，切换开关根据切换驱动电路的调压指令实现并联调压模式和串联调压模式的切换，当电机的转速小于设定值n1时，切换开关接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路工作；电机的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关关闭，进入串联调压模式，串联调压电路工作。
作为本发明技术方案二的进一步改进，所述电机转速大于设置值n2时，切换开关关闭。
作为本发明技术方案二的进一步改进，所述电机转速大于设置值n2时，切换开关接通。
本发明的有益效果是：本发明通过在电机作为发电机时向电池充电时，电机转速小的情况下采用并联调压模式，在转速提高到一定程度时切换为串联调压模式，不同的调压模式下，充分发挥了电机能量的利用率，有效地降低了发热、油耗以及噪声，提高了效率，能够保证输出电压的控制精度，并且有非常高的可靠性。
附图说明
图1为本发明永磁电机调压控制***第一实施例的结构示意图。
图2为本发明永磁电机调压控制***第二实施例的结构示意图。
对照以上附图，作如下补充说明：
1---切换开关 2---串联调压电路
3---并联调压及驱动电路 4---电机
5---转子位置信号处理电路 6---桥驱动电路
7---CPU 8---电池
9---电压采样电路 10---切换驱动电路
11---传感器
具体实施方式
请参考图1及图2，一种永磁电机调压控制***，包括切换开关1、串联调压电路2、并联调压及驱动电路3、电机4、转子位置信号处理电路5、桥驱动电路6、CPU7、电池8、电压采样电路9以及切换驱动电路10。所述CPU7通过转子位置信号处理电路5与电机4相连且通过电压采样电路9与电池8相连，所述CPU7通过桥驱动电路6与并联调压及驱动电路3相连且通过切换驱动电路10与切换开关1相连。并联调压及驱动电路3与电机4连接并且通过切换开关1与电池8相连，串联调压电路2连接在电池8和电机4之间。所述CPU7能够根据电机4的转速不同控制切换开关1的通断状态从而切换调压模式。
所述CPU7能够发送驱动指令给桥驱动电路6，通过桥驱动电路6驱动并联调压及驱动电路3进而启动电机4。并联调压及驱动电路3中的驱动功能指的是：当电机4作为起动电机时，由于电机4的初始状态是不动的，转子位置信号处理电路5测得的电机4初始转速为0，CPU7通过转子位置信号处理电路5读取到这个转速为0的信号，就会向桥驱动电路6发送一个驱动指令，再通过并联调压及驱动电路3去将电机4启动旋转。
所述电机4的转速小于设定值n1时，切换开关1接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路3工作；电机4的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关1关闭，进入串联调压模式，串联调压电路2工作。电机4一旦旋转起来，CPU7通过转子位置信号处理电路5读取电机的转速，然后根据转速发送调压方式切换的指令，通过切换驱动电路10控制切换开关1的通断，来实现不同调压方式的切换。
当电机4的转速达到更高的程度时，就无需考虑并联调压模式和串联调压模式下发热、油耗以及噪声对电机4能量转换成电池8能量的影响，因此，转速大于n2后，CPU7内部设定根据电机4的反电动势大小以及元器件的耐压值灵活选择切换开关1的通断状态。即，所述电机转速大于设置值n2时，切换开关1为关闭状态，继续使用串联调压模式；切换开关1也可以接通，从而切换为并联调压模式使用。
请参考图1，在本发明的第一实施例中，转子位置信号处理电路5，不使用传感器而与电机4直接连接。
请参考图2，在本发明的第二实施例中，转子位置信号处理电路5，使用传感器11与电机4连接。具体的，所述电机4上设有传感器11，所述转子位置信号处理电路5与传感器11连接从而所述传感器11测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路5传送给CPU7。
优选地，所述传感器11是霍尔传感器。当然，所述传感器11也可以根据需要选用其它类型的传感器。
本发明还涉及一种永磁电机调压控制方法：切换开关1根据切换驱动电路10的调压指令实现并联调压模式和串联调压模式的切换，当电机4的转速小于设定值n1时，切换开关1接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路3工作；电机4的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关1关闭，进入串联调压模式，串联调压电路2工作。
所述电机转速大于设置值n2时，切换开关1关闭，继续使用串联调压模式。
所述电机转速大于设置值n2时，切换开关1接通，切换为并联调压模式。
本发明中，CPU7能够判定电机4的转速并向切换驱动电路10发出调压指令，切换开关1根据切换驱动电路10的调压指令实现并联调压模式和串联调压模式的切换。本发明永磁电机调压控制***在电机4作为发电机时向电池8充电时，电机4转速小的情况下采用并联调压模式，在转速提高到一定程度时切换为串联调压模式，不同的调压模式下，充分发挥了电机4能量的利用率，有效地降低了发热、油耗以及噪声，提高了效率，能够保证电池8输出电压的控制精度，并且有非常高的可靠性。

Claims (10)

1.一种永磁电机调压控制***，包括切换开关、串联调压电路、并联调压及驱动电路、电机、转子位置信号处理电路、桥驱动电路、CPU、电池、电压采样电路以及切换驱动电路，所述CPU通过转子位置信号处理电路与电机相连且通过电压采样电路与电池相连，所述CPU通过桥驱动电路与并联调压及驱动电路相连且通过切换驱动电路与切换开关相连，并联调压及驱动电路与电机连接并且通过切换开关与电池相连，串联调压电路连接在电池和电机之间，其特征是：所述CPU能够根据电机的转速不同控制切换开关的通断状态从而切换调压模式。
2.根据权利要求1所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述CPU能够发送驱动指令给桥驱动电路，通过桥驱动电路驱动并联调压及驱动电路进而启动电机。
3.根据权利要求1所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述电机的转速小于设定值n1时，切换开关接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路工作；电机的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关关闭，进入串联调压模式，串联调压电路工作。
4.根据权利要求3所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述电机转速大于设置值n2时，切换开关关闭。
5.根据权利要求3所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述电机转速大于设置值n2时，切换开关接通。
6.根据权利要求1所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述电机上设有传感器，所述转子位置信号处理电路与传感器连接从而所述传感器测得的电机转速信号通过转子位置信号处理电路传送给CPU。
7.根据权利要求6所述的永磁电机调压控制***，其特征是：所述传感器是霍尔传感器。
8.一种永磁电机调压控制方法，其特征是：切换开关根据切换驱动电路的调压指令实现并联调压模式和串联调压模式的切换，当电机的转速小于设定值n1时，切换开关接通，切换为并联调压模式，并联调压及驱动电路工作；电机的转速大于设定值n1且小于设定值n2时，切换开关关闭，进入串联调压模式，串联调压电路工作。
9.根据权利要求8所述的永磁电机调压控制方法，其特征是：所述电机转速大于设置值n2时，切换开关关闭。
10.根据权利要求8所述的永磁电机调压控制方法，其特征是：所述电机转速大于设置值n2时，切换开关接通。
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