專利名稱：電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器，屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，工廠車間用叉車大都采用 內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力裝置，控制簡(jiǎn)單，技術(shù)相對(duì)成熟，但是噪聲和污染卻大大限制了其在高標(biāo)準(zhǔn)車間的應(yīng)用范圍，而且能源利用率相對(duì)較低，無(wú)法完成制動(dòng)能量回收、電制動(dòng)等技術(shù)要求。新型叉車采用他勵(lì)電機(jī)作為控制本體，即他勵(lì)電機(jī)在電動(dòng)叉車中的作用是接收蓄電池組的電能，并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為整車行走提供動(dòng)力。他勵(lì)電機(jī)控制特性的好壞直接影響了叉車駕駛特性的好壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)性能控制，并且在其運(yùn)行時(shí)進(jìn)行溫度、電流和電壓的實(shí)時(shí)保護(hù)，提供一種電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流電機(jī)控制器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器，包括輸入模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊，其中輸入模塊包括KSI電壓信號(hào)單元、B+電壓信號(hào)單元、互鎖信號(hào)單元、方向信號(hào)單元、踏板信號(hào)單元、勵(lì)磁和電樞電流信號(hào)單元、模式選擇信號(hào)單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動(dòng)模塊采用勵(lì)磁全橋、電樞半橋控制電路，各模塊電連接。采用上述技術(shù)方案的有益效果是
1.精確控制當(dāng)前勵(lì)磁和電樞電流的大小和方向，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的精確控制，并起到限流保護(hù)作用；
2.防止在主接觸器結(jié)合瞬間出現(xiàn)大電流燒毀器件；
3.防止啟動(dòng)時(shí)的飛車現(xiàn)象。4.通過(guò)檢測(cè)低端電阻分壓，經(jīng)放大后送入DSP，實(shí)現(xiàn)吸合后能量最優(yōu)控制，經(jīng)濾波后減小了其開(kāi)關(guān)信號(hào)對(duì)電池電壓的影響；
5.對(duì)勵(lì)磁電樞電流的閉環(huán)控制在62.5us中斷中完成，實(shí)現(xiàn)DSP運(yùn)算控制資源的合理分
配；
6.通過(guò)控制勵(lì)磁和電樞電流精確控制制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，結(jié)合叉車當(dāng)前速度和駕駛員輸入踏板位置，實(shí)現(xiàn)叉車最佳駕駛體驗(yàn)。7.實(shí)現(xiàn)DSP與EEPROM之間數(shù)據(jù)的存取，實(shí)時(shí)記錄叉車運(yùn)行狀況，為故障檢測(cè)和調(diào)試提供便利；
8.為勵(lì)磁和電樞電路的開(kāi)關(guān)功率管設(shè)計(jì)可靠的結(jié)構(gòu)散熱器件，實(shí)現(xiàn)控制器長(zhǎng)時(shí)間大功率運(yùn)行時(shí)的散熱可靠性。9.可選四種控制模式，提供四種不同的駕駛體驗(yàn)；10.采用CAN通信接口，可以實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的在線實(shí)時(shí)調(diào)整。


圖I是本發(fā)明所述叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明所述叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器處理程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器作進(jìn)一步說(shuō)明。所述電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器，包括輸入模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊，其中輸入模塊包括KSI電壓信號(hào)單元、B+電壓信號(hào)單元、互鎖信號(hào)單元、方向信號(hào)單元、踏板信號(hào)單元、勵(lì)磁和電樞電流信號(hào)單元、模式選擇信號(hào)單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動(dòng) 模塊采用勵(lì)磁全橋控制電路，各模塊電連接，如圖I所示。本發(fā)明叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器根據(jù)當(dāng)前駕駛員控制信號(hào)以及叉車當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行控制。具體原理為當(dāng)駕駛員給定方向信號(hào)和踏板信號(hào)，控制器通過(guò)檢測(cè)當(dāng)前勵(lì)磁和電樞電流，結(jié)合手編設(shè)定參數(shù)，決定增大或者減小勵(lì)磁和電樞占空比，從而對(duì)叉車動(dòng)力輸出進(jìn)行平滑控制，已達(dá)到最佳駕駛控制體驗(yàn)。所述叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器處理程序，該程序按如下功能編制=DSP的初始化、讀取EEPROM數(shù)據(jù)、測(cè)量確定勵(lì)磁電樞電流零點(diǎn)、打開(kāi)定時(shí)器中斷、主函數(shù)while (I)循環(huán)完成CAN同信。定時(shí)器中斷函數(shù)中完成對(duì)駕駛員輸入信號(hào)的檢測(cè)、當(dāng)前電樞和勵(lì)磁電流的檢測(cè)和控制、主接觸器當(dāng)前狀態(tài)的檢測(cè)和控制、控制器當(dāng)前故障的檢測(cè)、控制器當(dāng)前故障的LED和IO電平輸出、控制器溫度電壓的實(shí)時(shí)檢測(cè)
坐寸ο本發(fā)明工作過(guò)程以駕駛員向前正常行駛、踏板電壓信號(hào)為50%為例，具體控制策略為按照踏板輸入信號(hào)，電樞下橋占空比成正比例增加，所以電樞電流增加，按照勵(lì)磁電流與電樞電流map圖對(duì)應(yīng)關(guān)系，勵(lì)磁電流相應(yīng)增加，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增加，叉車加速，電樞反電動(dòng)勢(shì)增加，造成電樞電流減小，叉車逐漸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；當(dāng)叉車前進(jìn)受阻，速度降低，電樞反電動(dòng)勢(shì)降低，電樞電流增加，勵(lì)磁電流增加，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增加，叉車試圖克服阻力繼續(xù)前進(jìn)，如成功克服阻力，繼續(xù)前進(jìn)，則電樞和勵(lì)磁電流減小，直至達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，如不能克服阻力，則電樞電流限制在踏板50%信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流上限不再增加，已保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路不被燒壞。本控制器的保護(hù)功能可以分為四類，分別是電流保護(hù)、電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、防飛車保護(hù)。以下為各保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程
$電流保護(hù)電流保護(hù)上限值可通過(guò)手持編程器設(shè)定，主要是在電機(jī)堵轉(zhuǎn)或者電路
短路時(shí)能夠迅速判斷并做出動(dòng)作，關(guān)斷控制信號(hào)輸出信號(hào)，保護(hù)控制器元器件和電機(jī)。具體實(shí)施方案為米用霍爾兀件測(cè)量電樞和勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小，從而精確控制正反向電流大小，當(dāng)超過(guò)上限時(shí)及時(shí)減小Pwm輸出，保護(hù)電機(jī)和控制器。 電壓保護(hù)通過(guò)電源和地之間的精密電阻分壓，比例計(jì)算可得系統(tǒng)電壓，如果超出允許范圍，則減小甚至關(guān)斷電樞電流輸出，防止元器件受到損害；
:1)溫度保護(hù)使用緊貼在控制器散熱結(jié)構(gòu)件上的溫度傳感器，進(jìn)行內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換，
在過(guò)溫時(shí)減小直至關(guān)斷電樞電流信號(hào)輸出，防止元器件受到損害。④防飛車保護(hù)高踏板禁止和靜止互鎖(可選)，防止啟動(dòng)時(shí)的飛車現(xiàn)象。具體實(shí)現(xiàn)方式為當(dāng)駕駛員上車，腳不小心放在了加速踏板上，然后用鑰匙給車上電，則控制器默認(rèn)駕駛員無(wú)意加速，報(bào)高踏板禁止故障，從而避免開(kāi)車后猛沖造成事故，當(dāng)駕駛員把腳離開(kāi)加速踏板，則故障自動(dòng)清除；靜止互鎖是安防在駕駛員駕駛座椅或駕駛控制面板上的一個(gè)開(kāi) 關(guān)，能夠確保叉車在無(wú)人駕駛狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)飛車現(xiàn)象造成事故。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器，其特征在于該控制器包括輸入模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊，其中輸入模塊包括KSL電壓信號(hào)單元、B+電壓信號(hào)單元、互鎖信號(hào)單元、方向信號(hào)單元、踏板信號(hào)單元、勵(lì)磁和電樞電流信號(hào)單元、模式選擇信號(hào)單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A ;所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動(dòng)模塊采用勵(lì)磁全橋控制電路，各模塊電連接。
全文摘要
一種電動(dòng)叉車用他勵(lì)直流行走電機(jī)控制器，該控制器包括輸入模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊，其中輸入模塊包括KSL電壓信號(hào)單元、B+電壓信號(hào)單元、互鎖信號(hào)單元、方向信號(hào)單元、踏板信號(hào)單元、勵(lì)磁和電樞電流信號(hào)單元、模式選擇信號(hào)單元；所述的數(shù)字信號(hào)處理模塊(DSP)使用TMS320LF2406A；所述通信模塊采用CAN通信接口，輸出驅(qū)動(dòng)模塊采用勵(lì)磁全橋控制電路，各模塊電連接。本發(fā)明可有效控制和保護(hù)電動(dòng)叉車用直流行走電機(jī)，實(shí)現(xiàn)叉車安全行駛。
文檔編號(hào)B60L3/00GK102756656SQ20121027068
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者王大方 申請(qǐng)人:遵義天義利威機(jī)電有限責(zé)任公司