CN203172715U - 可变频率的电子转向接触器 - Google Patents
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Abstract
针对现有电动平台搬运车或电动牵引车上的转向电机高速旋转时噪音大的技术难题，本实用新型提供可变频率的电子转向接触器，由钥匙开关、PWM占空比输入单元、MCU及PWM发生器、PWM占空比设置单元、MOS管、电流采样单元、转向请求输入单元、电源管理单元、AD采样单元和过流保护单元组成。本实用新型有益的技术效果是：1、本产品能有效解决转向电机噪音大的问题。2、本产品能够有效控制制造成本。
Description
背景技术
本实用新型属于汽车控制技术领域，具体涉及运用于电动搬运车或牵引车上的可变频率的电子转向接触器。
背景技术
现有的G系列2～5t交流电动平台搬运车以及8~25t电动牵引车上的转向电机都是由一个泵接触器控制的，其工作原理是：当牵引控制器采集到脚制动开关信号或加速踏板开关信号时驱动泵接触器线圈，当泵接触器吸合后，转向电机全压工作，使得转向电机的转速达到1500转，该工作状态下存在的问题是，此时转向系统的噪音很大。之所以转向系统噪音大，主要是转向电机转速太高而导致的。实际上要满足转向性能，转向电机的转速达到700转就能满足要求，但这就需要对转向电机进行变频控制，即使得转向电机的转速能够按转向性能进行控制；然而市场上能够实现对转向电机进行变频控制的泵控制器基本被进口产品所垄断。若采用进口的泵控制器，将导致车辆的制造成本上升，削弱产品的市场竞争力。如果能够开发一款能够通过调节转向电机工作电压占空比，且价格便宜的替代装置，使输出电压能满足转向电机工作需要的，则在有效满足市场需求的同时，有效控制车辆的制造成本。
实用新型内容
针对现有电动平台搬运车或电动牵引车上的转向电机高速旋转时噪音大的技术难题，本实用新型提供可变频率的电子转向接触器，其具体结构为：
可变频率的电子转向接触器，由钥匙开关1、PWM占空比输入单元2、MCU及PWM发生器3、PWM占空比设置单元4、MOS管5、电流采样单元6、转向请求输入单元7、电源管理单元8、AD采样单元9和过流保护单元10组成；其中，
钥匙开关1的信号输出端、PWM占空比输入单元2的信号输出端和转向请求输入单元7的信号输出端与MCU及PWM发生器3的信号输入端分别与MCU及PWM发生器3的信号输入端相连接；
MCU及PWM发生器3的信号输出端与PWM占空比设置单元4的信号输入端相连接，PWM占空比设置单元4的信号输出端与MOS管5的信号输入端相连接；
电流采样单元6的信号输出端分别与AD采样单元9的信号输入端、过流保护单元10的信号输入端相连接；其中，AD采样单元9的信号输出端与MCU及PWM发生器3的信号输入端相连接；过流保护单元10的信号输出端与MOS管5的信号输入端相连接。
电源管理单元8与MCU及PWM发生器3相连接。
有益的技术效果
本产品能有效解决转向电机噪音大的问题。通过应用本产品，能够根据实际需要控制转向电机的转速，当转速下降时，转向系统的噪音也就会随之下降；
本产品能够有效控制制造成本，采用本产品的成本仅为进口的、相同功能产品的价格的1/3。
附图说明
图1为本产品的电学结构框图。
具体的实施方式
现结合附图详细说明本产品的结构原理。
参见图1，可变频率的电子转向接触器，由钥匙开关1、PWM占空比输入单元2、MCU及PWM发生器3、PWM占空比设置单元4、MOS管5、电流采样单元6、转向请求输入单元7、电源管理单元8、AD采样单元9和过流保护单元10组成；其中，
钥匙开关1的信号输出端、PWM占空比输入单元2的信号输出端和转向请求输入单元7的信号输出端与MCU及PWM发生器3的信号输入端分别与MCU及PWM发生器3的信号输入端相连接；
MCU及PWM发生器3的信号输出端与PWM占空比设置单元4的信号输入端相连接，PWM占空比设置单元4的信号输出端与MOS管5的信号输入端相连接；
电流采样单元6的信号输出端分别与AD采样单元9的信号输入端、过流保护单元10的信号输入端相连接；其中，AD采样单元9的信号输出端与MCU及PWM发生器3的信号输入端相连接；过流保护单元10的信号输出端与MOS管5的信号输入端相连接。
电源管理单元8与MCU及PWM发生器3相连接。
各功能单元的作用依次如下：
PWM占空比输入单元2为微控制器的内部输入端口，软件实现高速实时判断输入端口电压值,来调节PWM输出脉冲宽度；
MCU及PWM发生器3采用8位的、型号为ATMEGA8的微控制器，能够实现256种不同脉冲宽度输出状态；
PWM占空比设置单元4为能够手动设置输出16种二进制状态的四档拨码开关，通过手动设置的方式改变PWM占空比的数值；
MOS管5负责实时为转向电机提供电压，MOS管5为型号是FQA70N15的MOS管,其导通电流 210A ,耐压高达150V，内阻为0.02欧姆 ，通过控制MOS管导通和截止，来调节施加电机二端电压的时间，从而控制电机转速；
电流采样单元6负责实时测量转向电机11的工作电流，并将检测的结果一路传输到过流保护单元10，另一路传输到AD采样单元9；
请求输入单元7通过控制微控制器复位端口电压值，来使微控制器正常工作；
电源管理单元8使用误差为2‰的WD5-48S05型开关电源模块，具有过电压、欠电压和极性保护；
AD采样单元9对电流采样单元6所提供的模拟量进行数字化转换，然后传输到MCU及PWM发生器3；AD采样单元9的微控制器的内部AD采样端口,软件实现高速实时采样端口电压值,进过软件计算，当有欠压和过压时，关闭PWM输出；
过流保护单元10为带有输出切断功能的MOS管G极驱动器，其型号为MC33153；当电流采样单元6的输出电流大于50A 时，过流保护单元10切断输出。
使用本产品时，首先打开钥匙开关1，使得本产品得电并进入自检初始化状态，0.5秒后进入工作状态。MCU及PWM单元3接收到转向请求输入单元7触发信号后开始运行本设备。MCU及PWM单元3读取PWM占空比编码值，为预设旋转电机11的旋转速度，MCU及PWM单元3通过自带PWM发生器产生固定频率的PWM波之后对正炫波脉宽调制，驱动MOS管5芯片导通或截止，对电机上工作电压斩波，从而实现旋转电机11的旋转。MCU及PWM单元3通过电流采样单元6实时采样旋转电机11的电流，一路经AD采样单元9转换成数字信号反馈到MCU及PWM单元3调节PWM占空比大小；另一路送过流保护单元10比较其电压值大小。如果超过预设过流电压，过流保护电路输出控制信号切断MOS管输出，停止旋转电机11的旋转。
Claims (2)
1.可变频率的电子转向接触器，包括钥匙开关（1），其特征在于，由PWM占空比输入单元（2）、MCU及PWM发生器（3）、PWM占空比设置单元（4）、MOS管（5）、电流采样单元（6）、转向请求输入单元（7）、电源管理单元（8）、AD采样单元（9）和过流保护单元（10）组成；其中，
钥匙开关（1）的信号输出端、PWM占空比输入单元（2）的信号输出端和转向请求输入单元（7）的信号输出端与MCU及PWM发生器（3）的信号输入端分别与MCU及PWM发生器（3）的信号输入端相连接；
MCU及PWM发生器（3）的信号输出端与PWM占空比设置单元（4）的信号输入端相连接，PWM占空比设置单元（4）的信号输出端与MOS管（5）的信号输入端相连接；
电流采样单元（6）的信号输出端分别与AD采样单元（9）的信号输入端、过流保护单元（10）的信号输入端相连接；其中，AD采样单元（9）的信号输出端与MCU及PWM发生器（3）的信号输入端相连接；过流保护单元（10）的信号输出端与MOS管（5）的信号输入端相连接；
电源管理单元（8）与MCU及PWM发生器（3）相连接。
2.如权利要求1所述的可变频率的电子转向接触器，其特征在于，
PWM占空比输入单元（2）为微控制器的内部输入端口,软件实现高速实时判断输入端口电压值,来调节PWM输出脉冲宽度；
MCU及PWM发生器（3）采用8位的、型号为ATMEGA8的微控制器；
PWM占空比设置单元（4）为能够手动设置输出16种二进制状态的四档拨码开关；
MOS管（5）为型号是FQA70N15的MOS管,其导通电流 210A ,耐压高达150V，内阻为0.02欧姆 ，通过控制MOS管导通和截止，来调节施加电机二端电压的时间，从而控制电机转速；
电源管理单元（8）使用误差为2‰的WD5-48S05型开关电源模块；
过流保护单元（10）为带有输出切断功能的MOS管G极驱动器，其型号为MC33153。
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| CN111483784A (zh) * | 2019-01-28 | 2020-08-04 | 天下逻辑股份有限公司 | 用于物流传输系统的安全型滚筒控制器 |
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2013
- 2013-04-22 CN CN 201320201794 patent/CN203172715U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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| CN111483784A (zh) * | 2019-01-28 | 2020-08-04 | 天下逻辑股份有限公司 | 用于物流传输系统的安全型滚筒控制器 |
| CN111483784B (zh) * | 2019-01-28 | 2021-11-19 | 天下逻辑股份有限公司 | 用于物流传输系统的安全型滚筒控制器 |
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