技术领域
[0001] 本实用新型涉及电动滑板车，特别是涉及一种无感正弦电动滑板车控制系统。
背景技术
[0002] 电动滑板车因其外观时尚、便于携带，可很好地解决人们的短途通勤或出行最后一公里的问题，加上采用锂
电池提供
能源，符合绿色环保潮流，正被越来越多客户所接受。现有有感电动滑板车控制系统是控制有感直流无刷
电机。有感电机里面有霍尔
传感器，
控制器可以根据传感器来知道电机当前的
位置，从而精准的控制电机的输出。电机里要加入霍尔传感器，生产加工麻烦，同时霍尔传感器也有一定的寿命，其在使用到一定的时间后需要进行更换，产生更换成本。
[0003] 因此，现在亟需设计一种能解决上述一个或者多个问题的无感正弦电动滑板车控制系统。
发明内容
[0004] 为解决
现有技术中存在的一个或者多个问题，本实用新型提供了一种无感正弦电动滑板车控制系统。
[0005] 本实用新型为达到上述目的所采用的技术方案是：一种无感正弦电动滑板车控制系统，其特征在于，所述无感正弦电动滑板车控制系统包括：
采样电阻电路、放大电路、ADC采集电路、
微处理器、驱动电路、电机；所述采样电阻电路，用于采集电机的
电流；所述放大电路，用于放大对应电机电流的
电压值；所述ADC采集电路，用于采集对应的放大电流值、
母线电压所有信息提供给所述微处理器；所述微处理器，用于将采集到的电流、电压
信号通过相应
算法计算出当前电机的转速和位置，同时电流闭环控制，实现相电流为
正弦波的矢量控制，并输出给所述驱动电路；所述驱动电路根据所述微处理器的输出，
驱动电机按照给定运行；所述采样电阻电路电性连接所述放大电路，所述放大电路电性连接所述ADC采集电路，所述ADC采集电路电性连接所述微处理器，所述微处理器电性连接所述驱动电路，所述驱动电路电性连接所述电机，所述电机电性连接所述采样电阻电路。
[0006] 在一些
实施例中，还包括：反电动势检测电路；所述反电动势检测电路，用于检测电机反电动势来判断电机的速度；所述反电动势检测电路与所述微处理器电性连接，所述反电动势检测电路还与所述电机电性连接。
[0007] 本实用新型的有益效果是：相较于现有技术，本实用新型包括：采样电阻电路、放大电路、ADC采集电路、微处理器、驱动电路；采样电阻电路，用于采集电机的电流；放大电路，用于放大对应电机电流的电压值；ADC采集电路，用于采集对应的放大电流值、母线电压所有信息提供给微处理器；微处理器，用于将采集到的电流、电压信号通过相应算法计算出当前电机的转速和位置，同时电流闭环控制，实现相电流为正弦波的矢量控制，并输出给驱动电路；驱动电路根据微处理器的输出，驱动电机按照给定运行。采用以上设计，节省了霍尔传感器，降低了成本，同时也提高了生产加工的效率。通过采集到的电流，电机按照无感正弦控制，相比于无感方波，噪音小，静音，震动小，体验感好。
附图说明
[0008] 图1为本实用新型较佳实施例电路
框图；
[0009] 图2为本实用新型较佳实施例矢量控制框图；
具体实施方式
[0010] 为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加浅显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0011] 如图1所示，本实用新型提供了一种无感正弦电动滑板车控制系统，其特征在于，所述无感正弦电动滑板车控制系统包括：采样电阻电路、放大电路、ADC采集电路、微处理器、驱动电路、电机；所述采样电阻电路，用于采集电机的电流；所述放大电路，用于放大对应电机电流的电压值；所述ADC采集电路，用于采集对应的放大电流值、母线电压所有信息提供给所述微处理器；所述微处理器，用于将采集到的电流、电压信号通过相应算法计算出当前电机的转速和位置，同时电流闭环控制，实现相电流为正弦波的矢量控制，并输出给所述驱动电路；所述驱动电路根据所述微处理器的输出，驱动电机按照给定运行；所述采样电阻电路电性连接所述放大电路，所述放大电路电性连接所述ADC采集电路，所述ADC采集电路电性连接所述微处理器，所述微处理器电性连接所述驱动电路，所述驱动电路电性连接所述电机，所述电机电性连接所述采样电阻电路。
[0012] 在一些实施例中，还包括：反电动势检测电路；所述反电动势检测电路，用于检测电机反电动势来判断电机的速度；所述反电动势检测电路与所述微处理器电性连接，所述反电动势检测电路还与所述电机电性连接。
[0013] 具体的，电机的输出端分别电性连接采样电阻电路和反电动势检测电路，采样电阻的输出端电性连接放大电路；放大电路的输出端和反电动势检测电路的输出端分别与ADC采集电路输入端电性连接，ADC采集电路的输出端电性连接微处理器；微处理器的输出端连接驱动电路；驱动电路的输出端连接电机；
[0014] 其中，采集电阻模
块用来采集三相电机的相电流输出给放大模块；因采集到的电流相对应的电压值太小，利用放大电路将对应的电压值进行放大然后输出给ADC采集电路；ADC采集电路，采集对应的放大电流值和母线电压等所有信息，提供给芯片的微处理器；微处理器，用于控制与其相连的各模块，对采集到的电流和电压信号经过位置估算算法得到当前电机的转速和位置，同时电流闭环控制，实现电流位正弦波的矢量控制，并输出给驱动电路；驱动电路根据微处理器的输出，驱动电机按照给定运行；有感电动滑板车控制系统，不管
刹车或控制器没有输出情况下，都可以通过霍尔传感器检测出当前电机的速度，实时显示电机速度。无感电动滑板车没有霍尔传感器，为解决实时显示速度问题，本实施例加入反电动势检测电路。当控制器控制电机正常运行时，微处理器可以通过估算算法实时知道电机的速度；当控制器没有输出时，通过检测电机反电动势来判断当前电机的转速。当刹车时，因刹车的方式通过下桥臂同时输出相同的刹车占空比，无法通过采集电流实时控制电机，也需要通过检测电机反电动势来判断当前电机的转速。若刹车时，三个下桥臂同时100%导通，则对应的反电动势模块的电压为零，即无法真正反馈出当前的实时速度。为解决这个问题，在刹车时，三个下桥臂输出占空比不能超过97%，要预留3%的关断时间，以便在此时间段采集真实的反电动势电压。
[0015] 其中，电流闭环控制是指，运用坐标变换将采集到的三相静止
坐标系下的电机相电流(交流量)转换到相对于
转子磁极轴线静止的旋转坐标系上，通过控制旋转坐标系下的矢量大小和方向达到控制电机目的。坐标变换之后，旋转同步矢量转换成静止矢量，电压量和电流量均变为直流量。再根据转矩公式，找出转矩与旋转坐标系上的被控制量之间关系，实时计算和控制转矩所需的直流给定量，将直流给定量与采集到的反馈值进行比较，通过PI调节得到对应旋转坐标上的电压。再经过坐标反变换得到三相静止坐标系下的电机相电压信息，并转换为对应的控制器输出。驱动模块根据控
制模块的输出，驱动电机按照给定运行，最终实现电流闭环控制。
[0016] 其中，如图2所示，矢量控制在滑板车上的具体实现是将三相
定子电流 、、经过Clarke变换得到两相静止坐标系上的电流 、，再由Park变换,得到两相旋转坐标系上的电流 、。的方向与转子磁链方向相同，此时直流无刷电机就变成了由励磁电流 和转矩电流 分开独立控制的直流电机。通过PI控制器得到相应的 、 ，再经过坐标逆变换算出空间旋转矢量所需的电压。最后经过空间矢量
脉宽调制算法（SVPWM）输出的六路PWM来驱动功率器件，产生
频率可变，幅值交变的三相正弦电压或电流来控制直流无刷电机。
[0017] 无感正弦电动滑板车系统的控制过程如下：
[0018] （1）测量滑板车电机三相定子电流，可得到 和 。将
三相电流通过Clark变换至两相电流 和 ，其是相互
正交的时变电流值。
[0019] （2）按照控制环上一次
迭代计算出的电机
角度Theta，通过Park变换得到旋转坐标系下相互正交的电流 和 。在稳态条件下，和 是常量。
[0020] （3） 的参考值控制转子磁通，的参考值控制电机的转矩输出，其各自的实际值与参考值进行比较得到电流环PI控制器的输入。调节PI控制器的参数，得到 和 ,即要施加到电机上的直流电压矢量。
[0021] （4）输入 、 、和 ，转子位置估算算法估算出新的电机角度和转速。新的电机角度可用于FOC算法下一个电压矢量的计算。计算出的电机转速与给定值进行比较得到误差，误差经过速度环PI调节器输出 的参考值。
[0022] （5）通过使用新的电机角度，和 经过IPark变换逆变到两相静止坐标系上。该计算将产生下一个正交电压值 、 。再采用SVPWM算法判定其合成的电压矢量位于哪个扇区，计算出三相各桥臂
开关管的导通时间。最后经过三相逆变器驱动模块输出电机所需的
三相电压。
[0023] 综上所述，本实用新型包括采样电阻电路、放大电路、ADC采集电路、微处理器、驱动电路、电机；所述采样电阻电路，用于采集电机的电流；所述放大电路，用于放大对应电机电流的电压值；所述ADC采集电路，用于采集对应的放大电流值、母线电压所有信息提供给所述微处理器；所述微处理器，用于将采集到的电流、电压信号通过相应算法计算出当前电机的转速和位置，同时电流闭环控制，实现相电流为正弦波的矢量控制，并输出给所述驱动电路；所述驱动电路根据所述微处理器的输出，驱动电机按照给定运行；所述采样电阻电路电性连接所述放大电路，所述放大电路电性连接所述ADC采集电路，所述ADC采集电路电性连接所述微处理器，所述微处理器电性连接所述驱动电路，所述驱动电路电性连接所述电机，所述电机电性连接所述采样电阻电路。采用以上设计，节省了霍尔传感器，降低了成本，同时也提高了生产加工的效率。通过采集到的电流，电机按照无感正弦控制，相比于无感方波，噪音小，静音，震动小，体验感好。
[0024] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
