Procesorowy układ sterowania silnika BLDC z bocznikowaniem części uzwojenia do napędu pojazdu elektrycznego

One of possible drives for electric car is brushless dc motor. In traction drives we usually require wide range of speed control, and at greater speeds the motor torque may be less. That is why motors operating in two speed control zones are regularly applied; the first zone is called constant torque zone and the second is constant power zone. In dc brushless motor the second control zone may be achieved by shunting (electronically)part of the winding. The speed control circuit for this type of drive is presented. The control circuit Has been designed as a distributed CAN microcontroller network. The main node of CAN network has been butli with Texas Instruments signal processor TMS320LF2407A. The developed architecture of this procesor makes it possible to control two sets of electronic switches at the same time. In the discussed system, one set of microcontroller internal circuits controls the inverter switches (first control zone), and the other set controls transistors shunting parts of the windings (second control zone). The structure of the circuit, software performance and some implementation remarks are described together with block diagram of control circuits. The characteristic feature of this car drive is wide range of speed control. Some requirements as to run Schedule of different procedures are due to this fact. These issues are also presented in the paper.

Jednym z możliwych rozwiązań napędu samochodu elektrycznego jest zastosowanie bezszczotkowego silnika prądu stałego. W napędach trakcyjnych wymagany jest szeroki zakres regulacji prędkości obrotowej, przy czym przy większych prędkościach moment rozwijany przez silnik może być mniejszy. Dlatego w napędach tego typu chętnie stosuje się silniki pracujące w dwóch strefach regulacji prędkości: pierwszą strefę nazywamy strefą stałego momentu, a drugą – strefą stałej mocy. W bezszczotkowych silnikach prądu stałego, pracę w drugiej strefie można osiągnąć przez elektroniczne bocznikowanie części uzwojenia. Poniżej przedstawiony będzie układ regulacji prędkości obrotowej takiego napędu. Układ sterowania został zrealizowany w postaci rozproszonej sieci mikrokontrolerów CAN. Główny węzeł sieci CAN wykonano na procesorze sygnałowym TMS320LF2407A firmy Texas Instruments, którego bogate wyposażenie wewnętrzne umożliwia równoczesne sterowanie dwoma zespołami kluczy tranzystorowych. W omawianym rozwiązaniu, jedna część układów wewnętrznych mikrokontrolera steruje tranzystorami falownika (praca w I strefie), a druga część – tranzystorami zwierającymi części uzwojeń (praca w II strefie). Omówiona będzie budowa układu, działanie oprogramowania i wnioski wynikające z prac uruchomieniowych. Przedstawiony zostanie schemat blokowy układów sterowania. Cechą charakterystyczną napędu samochodu jest praca w szerokim zakresie regulacji prędkości obrotowej. Z tego faktu wypływają pewne wymagania odnośnie harmonogramu wykonywania poszczególnych procedur. Również te zagadnienia zostaną przedstawione w opracowaniu.