双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置及其方法，转速追踪装置中的采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。在磁链估算的转速与所计算的转速相同时驱动双绕组电动液压助力转向电机，加快高低压切换时间，从而保证电动汽车的安全运行。

Speed Tracking Device and Method of Double Winding Electric Hydraulic Power Steering Motor

The embodiment of the invention discloses a speed tracking device and its method for a dual-winding electro-hydraulic power steering motor. The sampling conversion module in the speed tracking device collects three-phase voltage and converts it into two-phase rotating coordinate system voltage. The software phase-locked loop calculates the current angle and operation frequency according to the two-phase rotating coordinate system voltage; the control module determines whether the start-up command is effective or not. When starting the double-winding electro-hydraulic power steering motor with the calculated angle and operating frequency, the flux estimation module judges whether the angle of flux estimation is the same as the calculated angle: the calculation frequency of the phase-locked loop is switched to the given value of frequency, and the angle is switched to the estimated angle of flux; the control module drives the double-winding electro-hydraulic power steering according to the given value of frequency and the estimated angle of flux. Electric machinery. When the estimated speed of flux linkage is the same as the calculated speed, the double-winding electro-hydraulic power steering motor is driven to speed up the high and low voltage switching time, so as to ensure the safe operation of the electric vehicle.

【技术实现步骤摘要】
双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置及其方法
本专利技术涉及商用车双绕组电动液压助力转向
，尤其涉及一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置及其方法。
技术介绍
目前，市场上主流的应急助力转向通常采用单绕组电机与DCDC升压系统提供应急备电；在高压电源出现异常的情况下，低压24V蓄电池经DCDC升压、再经DCAC控制器逆变交流电源驱动高压单绕组转向电机提供应急备电。然而，现有的主流方案无法解决电机故障和DCAC控制器故障时提供应急备电的问题。现有商用车电动液压助力转向的双绕组电机相比单绕组电机，当整车高压驱动控制器异常或电机绕组异常时，24V蓄电池经低压DCAC控制器逆变交流电源驱动低压绕组，实现低压绕组回路单独提供应急备电。双绕组电机通常采用两种启动低压绕组应急备电方式：一是当整车高压回路出现异常时，高压助力转向绕组停止工作，整车控制器向24V低压绕组回路发出启动应急备电命令；这种方式的缺陷是需要借助于整车控制器发出启动指令低压绕组才能工作，而整车控制器判定是否高压故障需要1～3秒的时间，高低压切换助力存在时差，短时失去转向助力，方向盘存在打手风险，存在安全隐患。二是高低压绕组同时工作，高压系统异常时，低压绕组接续应急工作；这种方式存在的缺陷是，由于低压长时间同步运转，增加了电机发热量等功率损失，导致24V蓄电池寿命缩短。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置及其方法，以解决现有双绕组电机进行高低压切换助力存在时差导致存在安全隐患的问题。本专利技术实施例提供一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置，其包括采样变换模块、软件锁相环、磁链估算模块和控制模块；所述采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置中，所述采样变换模块包括反电势采样电路和变换电路；所述反电势采样电路采集三相电压并滤波、放大、整形后输出对应的三相静止坐标系电压；所述变换电路对三相静止坐标系电压进行3s/2r变换获得两相旋转坐标系电压。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置中，所述控制模块包括第一切换电路、第二切换电路、速度环、Q轴电流环、D轴电流环、脉宽调制电路和功率逆变电路；所述第一切换电路输出软件锁相环计算的旋转频率，第二切换电路输出软件锁相环计算的反电势角；所述速度环对旋转频率和磁链估算模块的输出频率的误差信号进行PID调节，输出转矩电流参考值；所述Q轴电流环对转矩电流参考值和实际电流反馈值进行PID调节后输出第一电压矢量；所述D轴电流环对零电流和电流反馈值进行PID调节后输出第二电压矢量；所述脉宽调制电路根据第一电压矢量、第二电压矢量以及反电势角生成用于驱动功率管的脉冲信号；所述功率逆变电路根据所述脉冲信号经输出强电信号驱动双绕组电动液压助力转向电机。本专利技术实施例第二方面提供了一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法，包括：步骤A、采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；步骤B、控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；步骤C、磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；步骤D、控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，所述步骤A包括：步骤A1、反电势采样电路采集三相电压并滤波、放大、整形后输出对应的三相静止坐标系电压，变换电路对三相静止坐标系电压进行3s/2r变换获得两相旋转坐标系电压；步骤A2、软件锁相环根据两相旋转坐标系电压中的Q轴电压和参考值零计算当前的角度；步骤A3、软件锁相环根据两相旋转坐标系电压、电机额定反电势和额定频率计算当前电机实际的旋转频率。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，在所述步骤A1中，对三相静止坐标系电压进行3s/2r变换获得两相旋转坐标系电压包括：变换电路将三相静止坐标系电压进行3s/2s变换获得两相静止坐标系电压，将两相静止坐标系电压进行2s/2r变换获得两相旋转坐标系电压。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，所述步骤A2包括：软件锁相环将参考值零与两相旋转坐标系电压中的Q轴电压相减，将相减的结果经PI调节后得到误差信号，将误差信号与理论角频率相加得到实际角频率，最后对实际角频率积分，输出反电势电压的反电势角。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，所述步骤A3包括：软件锁相环根据两相旋转坐标系电压计算出反电势的电压幅值，将电压幅值与电机额定反电势的比值与额定频率相乘获得当前电机实际的旋转频率。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，在所述步骤B中，有效时以所计算的角度和转速启动双绕组电动液压助力转向电机包括：将旋转频率与磁链估算模块的输出频率的误差信号传输至速度环进行PID调节，输出转矩电流参考值；将转矩电流参考值与实际电流反馈值输入Q轴电流环中进行PID调节后输出第一电压矢量；以零电流为参考值，零电流与电流反馈值输入至D轴电流环中进行PID调节后输出第二电压矢量；脉宽调制电路根据第一电压矢量、第二电压矢量以及反电势角生成用于驱动功率管的脉冲信号；功率逆变电路根据所述脉冲信号经输出强电信号驱动双绕组电动液压助力转向电机。可选地，所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法中，在所述步骤C中，由第一切换电路将锁相环计算频率切换为外部的频率给定值并输出，第二切换电路将角度切换为磁链估算角并输出，平滑切换为对双绕组电动液压助力转向电机的开环矢量控制。本专利技术实施例提供的技术方案中，双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置包括采样变换模块、软件锁相环、磁链估算模块和控制模块；所述采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。通过对三相电压的变化和软件锁相，从而确定双绕组电动液压助力转向电机的角度和转速，可以准确地进行转速追踪，加快双绕组电动液压助力转向电机的高低压切换时间，从而更好地保证电动汽车的安全运行，解决了现有双绕组电机进行高低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置，其特征在于，包括采样变换模块、软件锁相环、磁链估算模块和控制模块；所述采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。

【技术特征摘要】
1.一种双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置，其特征在于，包括采样变换模块、软件锁相环、磁链估算模块和控制模块；所述采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。2.根据权利要求1所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置，其特征在于，所述采样变换模块包括反电势采样电路和变换电路；所述反电势采样电路采集三相电压并滤波、放大、整形后输出对应的三相静止坐标系电压；所述变换电路对三相静止坐标系电压进行3s/2r变换获得两相旋转坐标系电压。3.根据权利要求1所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置，其特征在于，所述控制模块包括第一切换电路、第二切换电路、速度环、Q轴电流环、D轴电流环、脉宽调制电路和功率逆变电路；所述第一切换电路输出软件锁相环计算的旋转频率，第二切换电路输出软件锁相环计算的反电势角；所述速度环对旋转频率和磁链估算模块的输出频率的误差信号进行PID调节，输出转矩电流参考值；所述Q轴电流环对转矩电流参考值和实际电流反馈值进行PID调节后输出第一电压矢量；所述D轴电流环对零电流和电流反馈值进行PID调节后输出第二电压矢量；所述脉宽调制电路根据第一电压矢量、第二电压矢量以及反电势角生成用于驱动功率管的脉冲信号；所述功率逆变电路根据所述脉冲信号经输出强电信号驱动双绕组电动液压助力转向电机。4.一种采用权利要求1所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法，其特征在于，包括：步骤A、采样变换模块采集三相电压并变换为两相旋转坐标系电压，软件锁相环根据所述两相旋转坐标系电压计算当前的角度和运行频率；步骤B、控制模块判断启动命令是否有效，有效时以所计算的角度和运行频率启动双绕组电动液压助力转向电机；步骤C、磁链估算模块判断磁链估算的角度是否与所计算的角度相同：是则锁相环计算频率切换为频率给定值，角度切换为磁链估算角；步骤D、控制模块根据频率给定值和磁链估算角来驱动双绕组电动液压助力转向电机。5.根据权利要求4所述的双绕组电动液压助力转向电机的转速追踪装置的转速追踪方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金山，唐雷华，黄斌，
申请(专利权)人：深圳市知行智驱技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44