[發(fā)明專利]一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011491918.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112583321B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華;王順偉;唐勇斌;李志闊;徐曉龍;曹興帥;孟楠
• 申請（專利權(quán)）人: 航天科工智能機(jī)器人有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/13;H02P21/24
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 顧可嘉;夏華棟

本發(fā)明公開了一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)及其控制方法，所述方法包括：主電機(jī)控制器與外部通信接收轉(zhuǎn)速指令并向外部反饋電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信息；從電機(jī)控制器與外部通信接收轉(zhuǎn)速指令并向外部反饋電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)信息；所述轉(zhuǎn)速指令包括主電機(jī)的主轉(zhuǎn)速指令和從電機(jī)的從轉(zhuǎn)速指令；所述主電機(jī)控制器和所述從電機(jī)控制器之間內(nèi)部通信相互傳遞數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)控制方法，可有效控制雙電機(jī)按照轉(zhuǎn)速指令和螺旋槳負(fù)載均衡輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，基于協(xié)同控制以及冗余設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)具備容錯(cuò)性能好的特點(diǎn)，出現(xiàn)部分故障時(shí)能保證整個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能繼續(xù)工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

電動(dòng)飛機(jī)、太陽能無人機(jī)、平流層飛艇的推進(jìn)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力。推進(jìn)系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)裝置和螺旋槳，電動(dòng)機(jī)裝置由電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制器組成，是推進(jìn)系統(tǒng)的核心組成部分。受電池能量密度限制和長航時(shí)飛行要求，電動(dòng)機(jī)裝置需具備高功重比、高效率、高容錯(cuò)性和雙電機(jī)協(xié)同工作一致性好的技術(shù)特點(diǎn)。

現(xiàn)有高空飛行器電推進(jìn)方案主要是分布式、有位置傳感器的直流無刷電機(jī)方案，在機(jī)翼或機(jī)頭機(jī)尾分布設(shè)置多個(gè)電動(dòng)機(jī)裝置，分布式帶來功重比降低的問題、位置傳感器也帶來可靠性和功重比的問題、直流無刷電機(jī)方波控制方式帶來整個(gè)系統(tǒng)效率降低的和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問題。此外，雙電機(jī)(也叫雙電動(dòng)機(jī)，包括主電動(dòng)機(jī)和從電動(dòng)機(jī)，也可以稱主電機(jī)和從電機(jī))協(xié)同工作的一致性也是現(xiàn)有技術(shù)的難點(diǎn)，雙電機(jī)配合不同步易導(dǎo)致電機(jī)彼此較勁或過流保護(hù)。因此，針對雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)一種新的控制方法兼顧以上特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題中的至少一個(gè)，本公開提供了一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)及控制方法。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)，該雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)包括：主電動(dòng)機(jī)、從電動(dòng)機(jī)、主電機(jī)控制器和從電機(jī)控制器；其中，所述主電動(dòng)機(jī)和所述從電動(dòng)機(jī)采用獨(dú)立的定子和轉(zhuǎn)子，所述主電動(dòng)機(jī)和所述從電動(dòng)機(jī)共用轉(zhuǎn)子外殼和電機(jī)軸；所述主電機(jī)控制器的輸出與所述主電動(dòng)機(jī)的三相線連接，所述從電機(jī)控制器的輸出與所述從電動(dòng)機(jī)的三相線連接；所述主電機(jī)控制器和所述從電機(jī)控制器通信連接。

可選地，所述主電機(jī)控制器包括：與所述主電動(dòng)機(jī)的相線連接的主電流傳感器，與所述主電動(dòng)機(jī)的母線連接的主電壓采集電路，所述主電壓采集電路與所述從電流傳感器分別與主數(shù)字信號處理器連接；

所述從電機(jī)控制器包括：與所述從電動(dòng)機(jī)的相線連接的從電流傳感器，與所述從電動(dòng)機(jī)的母線連接的從電壓采集電路，所述從電壓采集電路與所述從電流傳感器分別與從數(shù)字信號處理器連接。

可選地，所述主電機(jī)控制器包括：主速度環(huán)控制器、主電流環(huán)控制器、主電機(jī)矢量控制器、主Clark變換、主Park變換和主反Park變換，其中，所述主數(shù)字信號處理器分別與所述主電機(jī)矢量控制器、所述主Park變換的輸和所述主反Park變換連接，所述主數(shù)字信號處理器還與所述主速度環(huán)控制器連接，所述主速度環(huán)控制器與所述主電流環(huán)控制器連接，所述主電流環(huán)控制器與所述主反Park變換連接；

所述從電機(jī)控制器包括：從速度環(huán)控制器、從電流環(huán)控制器、從電機(jī)矢量控制器、從Clark變換、從Park變換和從反Park變換，其中，所述從數(shù)字信號處理器分別與所述從電機(jī)矢量控制器、所述從Park變換的輸和所述從反Park變換連接，所述主數(shù)字信號處理器還與所述從速度環(huán)控制器連接，所述從速度環(huán)控制器與所述從電流環(huán)控制器連接，所述從電流環(huán)控制器與所述從反Park變換連接。

第二方面，本發(fā)明提供了一種雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括：

主電機(jī)控制器與外部通信接收轉(zhuǎn)速指令并向外部反饋所述雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的狀態(tài)信息；

從電機(jī)控制器與外部通信接收所述轉(zhuǎn)速指令并向外部反饋所述雙電機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)的狀態(tài)信息；

所述轉(zhuǎn)速指令包括主電機(jī)的主轉(zhuǎn)速指令和從電機(jī)的從轉(zhuǎn)速指令；