双转子电机控制方法及控制组件技术

本发明专利技术公开了一种双转子电机控制方法及组件。所述控制方法包括：以模拟霍尔采样电路中的至少两组正余弦模拟霍尔传感器分别采集对应于双转子电机第一、第二转子的第一、第二模拟量传感信号，再以核心电路分别对第一、第二模拟量传感信号进行计算，获得第一、第二转子的转速；使模拟量控制电路依据核心电路计算出的第一、第二转子的转速，分别向第一、第二驱动器输送第一、第二控制信号。较之现有技术，本发明专利技术提供的控制方法可以简单有效实现对双转子电机的控制，电机控制精度更高，并且可以在保证双转子电机同步运行的同时，显著提升电机控制系统的可靠性，因而广泛适用于工业、军工领域的多种应用场合。

Control method and components of double rotor motor

【技术实现步骤摘要】
双转子电机控制方法及控制组件
本专利技术涉及一种双转子电机，特别是一种双转子电机控制方法及控制组件，属于电机控制领域。
技术介绍
传统的电动机一般只有一个定子和一个转子，无论是直流机、同步机还是异步机，都只有一个机械端口。近年来，一些研究人员还研发了双转子电机，这种电机具有2个机械轴，可以实现2个机械轴能量的独立传递。这种新型电机极大的减小了设备的体积和重量，提高了工作效率，能很好的满足节能和调速的要求，有着优越的运行性能，因此，在许多领域有着很好的应用前景。然则，因双转子电机所具有的特殊结构，传统的电机控制方法对其并不适用。业界亟待发展出一种简单有效的双转子电机控制方法，以保障其能稳定可靠的运行。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种双转子电机控制方法及控制组件，从而克服现有技术的不足。为了达到前述专利技术目的，本专利技术采用了以下方案：本专利技术实施例提供了一种双转子电机控制方法，其包括：提供模拟霍尔采样电路，并以其中的至少两组正余弦模拟霍尔传感器分别采集对应于双转子电机第一转子、第二转子的第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号，再以核心电路分别对所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行计算，获得第一转子及第二转子的转速；提供模拟量控制电路，并使模拟量控制电路依据核心电路计算出的所述第一转子及第二转子的转速，分别向第一驱动器、第二驱动器输送第一控制信号、第二控制信号；以及以所述第一驱动器、第二驱动器同时向双转子电机输出第一驱动信号、第二驱动信号。在一些实施方式中，所述双转子电机控制方法包括：以核心电路对第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行细分计算，从而获得第一转子及第二转子的转速，其中采用的计算方法包括：将一个磁场周期θ细分成n个细分值，每个细分值对应tan值的范围，根据模数转换的采样值对应电机磁钢的一对极磁场的位置，从而得到电机运行实际位置，进而获得第一转子及第二转子的转速；其中tanθ=sinθ==cosθ==；θ=arctan()上式中Yh、Yl分别为模拟量采集磁场最高值、最低值，Ym为中心电压值，Ys、Yc分别为正弦方向实时采集数据、余弦方向实时采集数据，n的取值为大于0而小于或等于4095（即，12位分辨率，（212-1））。本专利技术实施例还提供了一种双转子电机控制组件，其包括分别与核心电路连接的模拟霍尔采样电路、模拟量控制电路；其中，所述模拟霍尔采样电路包括：对应于双转子电机第一转子设置的至少两组正余弦模拟霍尔传感器，用于采集对应于所述第一转子的第一模拟量传感信号，对应于双转子电机第二转子设置的至少另两组正余弦模拟霍尔传感器，用于采集对应于所述第二转子的第二模拟量传感信号；所述核心电路电路至少用于对所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号分别进行计算，从而获得第一转子及第二转子的转速；所述模拟量控制电路用于依据核心电路计算出的所述第一转子、第二转子的转速，分别向第一驱动器、第二驱动器输送第一控制信号、第二控制信号，且使所述第一驱动器、第二驱动器同时向双转子电机输出第一驱动信号、第二驱动信号。较之现有技术，籍由本专利技术提供的控制方法可以简单有效的实现双转子电机的控制，控制精度更高，并且还可以在保证双转子电机同步运行的同时，显著提升系统的可靠性，因而广泛的适用于工业、军工等多种应用场合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一典型实施例中双转子电机控制组件的结构示意图；图2是本专利技术一典型实施例中模拟量霍尔采样电路的工作原理图；图3为本专利技术一典型实施例中双转子电机的控制示意图；图4为本专利技术一典型实施例中的双转子电机结构示意图；图5为本专利技术一典型实施例中的数字霍尔传感器信号示意图；图6为本专利技术一典型实施例中的数字霍尔传感器冗余设计示意图；图7为本专利技术一典型实施例中基于数字量霍尔采样电路的双转子电机控制原理示意图；附图标记说明：1-核心电路，2-第一驱动器，3-第二驱动器，4-双转子电机，5-给定速度N，6-第一霍尔反馈信号，7-第二霍尔反馈信号，8-第一控制信号及第一电角度信号，9-第二控制信号及第二电角度信号，10-第一驱动信号，11-第二驱动信号，12-定子，13-第一转子，14-第二转子，15-第一转轴，16-第二转轴，17-第一转子磁钢，18-第二转子磁钢，19-第一组霍尔传感器，20-第二组霍尔传感器，21-第三组霍尔传感器，22-第四组霍尔传感器，23-第一转子转速计算器，24-第二转子转速计算器，25-第一转子传感器信号测速器，26-第二转子传感器信号测速器，27-第一转子电角度计算器，28-第二转子电角度计算器，29-第一转子PI控制器，30-第二转子PI控制器。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本专利技术实施例的一个方面提供的一种双转子电机控制方法包括：提供模拟霍尔采样电路，并以其中的至少两组正余弦模拟霍尔传感器分别采集对应于双转子电机第一转子、第二转子的第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号，再以核心电路分别对所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行计算，获得第一转子及第二转子的转速；提供模拟量控制电路，并使模拟量控制电路依据核心电路计算出的所述第一转子及第二转子的转速，分别向第一驱动器、第二驱动器输送第一控制信号、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双转子电机控制方法，其特征在于包括：/n提供模拟霍尔采样电路，并以其中的至少两组正余弦模拟霍尔传感器分别采集对应于双转子电机第一转子、第二转子的第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号，再以核心电路分别对所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行计算，获得第一转子及第二转子的转速；/n提供模拟量控制电路，并使模拟量控制电路依据核心电路计算出的所述第一转子及第二转子的转速，分别向第一驱动器、第二驱动器输送第一控制信号、第二控制信号；以及/n以所述第一驱动器、第二驱动器同时向双转子电机输出第一驱动信号、第二驱动信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种双转子电机控制方法，其特征在于包括：
提供模拟霍尔采样电路，并以其中的至少两组正余弦模拟霍尔传感器分别采集对应于双转子电机第一转子、第二转子的第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号，再以核心电路分别对所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行计算，获得第一转子及第二转子的转速；
提供模拟量控制电路，并使模拟量控制电路依据核心电路计算出的所述第一转子及第二转子的转速，分别向第一驱动器、第二驱动器输送第一控制信号、第二控制信号；以及
以所述第一驱动器、第二驱动器同时向双转子电机输出第一驱动信号、第二驱动信号。


2.根据权利要求1所述的双转子电机控制方法，其特征在于：所述模拟霍尔采样电路包括对应于第一转子设置的至少两组传感器和对应于第二转子设置的至少另外两组传感器；对应于同一转子的至少两组传感器包含多个正余弦模拟霍尔传感器，其中一组传感器内的任一正余弦模拟霍尔传感器均与另一组传感器中相应的一个正余弦模拟霍尔传感器以相同电角度安装，并且同一组传感器内任意两个相邻正余弦模拟霍尔传感器之间相差的电角度均相同；所述第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号分别为第一转子及第二转子的磁钢信号。


3.根据权利要求2所述的双转子电机控制方法，其特征在于包括：以核心电路对第一模拟量传感信号、第二模拟量传感信号进行细分计算，从而获得第一转子、第二转子的转速，其中采用的计算方法包括：
将一个磁场周期θ细分成n个细分值，每个细分值对应tan值的范围，根据模数转换的采样值对应电机磁钢的一对极磁场的位置，从而得到电机运行实际位置，进而获得第一转子及第二转子的转速；其中
tanθ=
sinθ==
cosθ==；
θ=arctan()
上式中Yh、Yl分别为模拟量采集磁场最高值、最低值，Ym为中心电压值，Ys、Yc分别为正弦方向实时采集数据、余弦方向实时采集数据，n的取值为大于0而小于或等于4095。


4.根据权利要求2所述的双转子电机控制方法，其特征在于包括：在对应于同一转子的至少两组传感器之中优先选择一组传感器反馈该转子的传感信号，当该一组传感器内有任一正余弦模拟霍尔传感器出现故障时，则选择另一组传感器中对应于该任一正余弦模拟霍尔传感器的一个正余弦模拟霍尔传感器与该一组传感器内的其余正余弦模拟霍尔传感器组合成为新的一组传感器，并以该新的一组传感器反馈该转子的传感信号。


5.根据权利要求1所述的双转子电机控制方法，其特征在于：所述正余弦模拟霍尔传感器均固定设置在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔海，张驰，蒋哲，虞冠杰，陈进华，杨桂林，王冬杰，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33