[發(fā)明專利]一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110770217.0
• 申請(qǐng)日: 2021-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN113595461A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟淑平;焦震;王巖;陳鵬;曹巳甲;李超;張立娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所
• 主分類號(hào): H02P21/14
• 分類號(hào): H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22;H02P25/022;H02P27/12;H02P21/13;H02P21/24
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本發(fā)明提出一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及其控制方法，屬于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器包括核心處理器DSP、485通信模塊、三路CAN總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)檢測(cè)電路、PWM隔離驅(qū)動(dòng)電路、電壓電流采樣電路和功率驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明同時(shí)還提出了泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的控制方法，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)485總線、三路冗余CAN總線、以太網(wǎng)等多種總線形式的實(shí)時(shí)通信，在機(jī)械式傳感器故障時(shí)，可通過采用無傳感器算法實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的速度閉環(huán)矢量控制，且采用的無傳感器算法不需要使用濾波器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，大大減小了代碼量及算法復(fù)雜度，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)，材料科學(xué)，微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的快速發(fā)展，舵面控制系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)由傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)逐漸過渡到電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)。電動(dòng)舵機(jī)系統(tǒng)減少或完全取消了集中式液壓油源和遍布艇身的液壓管路，解決了傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)效率低，成本高，維護(hù)困難，伺服閥易受油液污染，以及液壓管路導(dǎo)致的泄露、振動(dòng)等問題，增強(qiáng)了的可靠性，降低了維修、維護(hù)成本，更提高了能源利用率。

隨著信息化作戰(zhàn)要求的逐步提升，電動(dòng)舵機(jī)控制系統(tǒng)的通信接口呈現(xiàn)多樣化、智能化、冗余備份的特點(diǎn)。另外基于電機(jī)泵一體化設(shè)計(jì)方案，電機(jī)處于浸油工作狀態(tài)，電機(jī)內(nèi)部的機(jī)械位置傳感器和旋轉(zhuǎn)變壓器同樣處于浸油工作狀態(tài)，其可靠性會(huì)有所降低。因此舵面控制系統(tǒng)有必要在機(jī)械式傳感器故障時(shí)采用電機(jī)無傳感器控制。如何在規(guī)定的通訊周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)多樣化的總線通信并同時(shí)實(shí)現(xiàn)泵用永磁同步電機(jī)的無傳感器控制變得至關(guān)重要。

現(xiàn)在，有許多無傳感器控制方法用來取代傳統(tǒng)機(jī)械式位置/速度傳感器，但包含轉(zhuǎn)子位置的信號(hào)提取過程都會(huì)使用濾波器。濾波器的使用會(huì)造成所觀測(cè)出來的轉(zhuǎn)子位置信息存在隨電機(jī)轉(zhuǎn)速變化而變化的誤差，這嚴(yán)重影響了永磁同步電機(jī)無傳感器控制系統(tǒng)的控制性能，進(jìn)而限制了其在舵面控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及其控制方法，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)不能在規(guī)定的通訊周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)多樣化的總線通信并同時(shí)實(shí)現(xiàn)泵用永磁同步電機(jī)的無傳感器控制問題。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，包括核心處理器DSP、485通信模塊、三路CAN總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)檢測(cè)電路、PWM隔離驅(qū)動(dòng)電路、電壓電流采樣電路和功率模塊。

進(jìn)一步地，泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器采用TMS570LS1227作為控制器的主控芯片，485通信模塊采用ADUM2682，CAN總線通信模塊采用TJA1050，以太網(wǎng)通信模塊采用WIZnet的以太網(wǎng)接口芯片W5500作為以太網(wǎng)控制器，以太網(wǎng)模塊電路中變壓器芯片選用HX1188NL，旋變解碼芯片采用AD2S1210。

本發(fā)明同時(shí)還提出一種泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的控制方法，采用上述泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，采用機(jī)械傳感器和無傳感器雙冗余的速度電流雙閉環(huán)伺服控制方法，正常狀態(tài)下采用旋轉(zhuǎn)變壓器獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速用于電機(jī)的轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制，同時(shí)無傳感器算法也用于解算出轉(zhuǎn)子位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速，計(jì)算得到的位置和轉(zhuǎn)速結(jié)合旋變信號(hào)解碼電路狀態(tài)信息來判斷旋變運(yùn)行狀態(tài)，一旦旋變出現(xiàn)異常，則電機(jī)控制系統(tǒng)切換到無傳感器控制狀態(tài)。

進(jìn)一步地，泵用浸油式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的控制方法中，485總線傳輸、CAN總線、以太網(wǎng)采用時(shí)序控制的方式來控制每種通信的時(shí)序；

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