基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，包括双力矩永磁同步电机转向系统以及车辆转向电路驱动器，所述车辆转向电机驱动器与所述双力矩永磁同步电机转向系统连接，用于控制所述双力矩永磁同步电机转向系统，以实现车辆转向；所述双力矩永磁同步电机转向系统包括左力矩永磁同步电机转向系统和右力矩永磁同步电机转向系统，所述左、右力矩永磁同步电机转向系统分别包括永磁同步电机、旋转变压器、减速器转向轮以及归零传感器。本实用新型专利技术通过采用两个力矩永磁同步电机作为车辆左的电机，可以实现车辆各运动模式的控制及精准控制车辆转向角度。

【技术实现步骤摘要】
基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器
本技术属于永磁同步电机控制
，尤其涉及一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器。
技术介绍
车辆在曲线行走时，由于主驱动轮内轮与外轮行驶时间相同，但行驶距离却不同，因此主驱动内外轮之间存在差速，车辆在转弯时内轮速度会比外轮速度慢一些。在四轮驱动时，为了驱动四个车轮，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让车辆曲线行驶旋转速度基本一致性，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。还有在某些车辆中，动力轮采用两个可以独立控制的主驱动轮，转向轮采用万向轮方式，在这种方案中通过控制两个动力轮的速度差，万向轮随动实现车辆转向运动。这方式下转向控制简单，但是车辆转向控制性能差，转向容易磨损严重。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出了一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，以提高车辆转向控制性能。为实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，包括双力矩永磁同步电机转向系统以及车辆转向电路驱动器，所述车辆转向电机驱动器与所述双力矩永磁同步电机转向系统连接，用于控制所述双力矩永磁同步电机转向系统，以实现车辆转向；所述双力矩永磁同步电机转向系统包括左力矩永磁同步电机转向系统和右力矩永磁同步电机转向系统，所述左、右力矩永磁同步电机转向系统分别包括永磁同步电机、旋转变压器、减速器转向轮以及归零传感器；所述车辆转向电路驱动器包括转向电机控制电路、串口通讯电路、电源转换电路、CAN总线驱动电路以及左车辆转向电机驱动电路和右车辆转向电机驱动电路，所述左、右车辆转向电机驱动电路分别包括电机驱动主电路、PWM驱动电路、电流采集电路、旋转变压器采集电路以及归零信号采集电路。进一步地，所述车辆转向电路驱动器通过CAN总线与车辆控制器连接，用于接收车辆控制器的转角及转速控制信号，并接收所述电流采集电路、旋转变压器采集电路以及归零信号采集电路的检测信号，向所述PWM驱动电路发送控制指令，以及向所述车辆控制器发送车辆驱动的状态信息。进一步地，所述PWM驱动电路与电机驱动主电路连接，用于向所述永磁同步电机发送PWM驱动信号。进一步地，所述电流采集电路与所述永磁同步电机连接，用于采集所述永磁同步电机的电流信号。进一步地，所述旋转变压器采集电路与所述永磁同步电机连接，用于采集所述永磁同步电机的转速和转角；进一步地，所述归零信号采集电路与所述归零传感器连接，获取所述归零传感器的永磁同步电机的归零情况。进一步地，所述电机驱动主电路包括6个MOSFET功率管，每个MOSFET功率管的栅极连接12欧姆电阻，用于调整MOSFET功率管的开关时间，MOSFET功率管的栅极和源极之间连接10千欧姆的下拉电阻，用于防止栅极残余电压的误导通。进一步地，所述PWM驱动电路包括隔离光耦及驱动芯片。进一步地，所述隔离光耦包括两个，隔离光耦为HCPL0454芯片；所述驱动芯片为IR2113芯片。进一步地，所述旋转变压器采集电路包括：变换电路，用于将3.3伏电压的正弦信号和余弦信号变换成1.5伏电压的正弦信号和余弦信号；压缩电路，用于将1.5伏电压的正弦信号和余弦信号进行比例缩小；以及转换电路，用于将正弦信号和余弦信号处理成转向电机控制电路可采集的信号。本技术的基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器通过采用两个力矩永磁同步电机作为车辆左转向轮的电机，两个可以独立控制永磁同步电机的主驱动轮电机，车辆控制器通过CAN总线向转向电机控制电路发送控制指令，可以实现车辆各运动模式的控制及精准控制车辆转向角度。附图说明图1为本技术提出的基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器的一个实施例的结构示意图；图2为根据本技术实施例的车辆转向电机驱动器的电机驱动主电路示意图；图3为根据本技术实施例的车辆转向电机驱动器的电源转换电路示意图；图4为根据本技术实施例的车辆转向电机驱动器的PWM驱动电路示意图；图5为根据本实用型实施例的车辆转向电机驱动器的旋转变压器采集电路示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图和实施例对本技术提供的一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器进行更详细地说明。如图1所示，所述基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器包括：双力矩永磁同步电机转向系统和车辆转向电路驱动器，所述车辆转向电机驱动器与所述双力矩永磁同步电机转向系统连接，用于控制所述双力矩永磁同步电机转向系统，以实现车辆转向。所述双力矩永磁同步电机转向系统包括互为镜像的左力矩永磁同步电机转向系统和右力矩永磁同步电机转向系统，即左右两所述力矩永磁同步电机转向系统具有对称或相同的结构。以下以左力矩永磁同步电机转向系统为例进行描述。如图1所示，左力矩永磁同步电机转向系统包括左力矩永磁同步电机、左旋转变压器、左减速器转向轮、左归零传感器。所述车辆转向电路驱动器包括转向电机控制电路、串口通讯电路、电源转换电路、CAN总线驱动电路以及左车辆转向电机驱动电路和右车辆转向电机驱动电路。左车辆转向电机驱动电路和右车辆转向电机驱动电路互为镜像，即左右两所述车辆转向电机驱动电路具有对称或相同的结构。以左车辆转向电机驱动电路为例进行描述，如图1所示，左车辆转向电机驱动电路包括左电机驱动主电路、左PWM驱动电路、左电流采集电路、左旋转变压器采集电路以及左归零信号采集电路。转向电机控制电路与串口通讯电路、电源转换电路、CAN总线驱动电路、左电机驱动主电路、左PWM驱动电路、左电流采集电路、左旋转变压器采集电路、左归零信号采集电路连接，用于接收车辆控制器的转角及转速控制质量，并接收各电路的检测信号、向各电路发送控制指令，所述转向电机控制电路向所述车辆控制器发送车辆驱动的状态信息；所述电源转换电路与所述左电机驱动主电路连接，用于将接收的驱动电源转换为适合的电压电流值；所述串口通讯电路用于通过串口通讯方式与外部设备连接；所述CAN总线驱动电路通过CAN总线方式与所述车辆控制器连接；所述左PWM驱动电路与左电机驱动主电路连接，用于向所述左力矩永磁同步电机发送PWM驱动信号；所述左电流采集电路与所述左力矩永磁同步电机连接，用于采集所述左力矩永磁同步电机的电流信号，并与所述左PWM驱动电路共同生成PWM驱动信号；...

【技术保护点】
1.一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，包括双力矩永磁同步电机转向系统以及车辆转向电路驱动器，所述车辆转向电机驱动器与所述双力矩永磁同步电机转向系统连接，用于控制所述双力矩永磁同步电机转向系统，以实现车辆转向；所述双力矩永磁同步电机转向系统包括左力矩永磁同步电机转向系统和右力矩永磁同步电机转向系统，所述左、右力矩永磁同步电机转向系统分别包括永磁同步电机、旋转变压器、减速器转向轮以及归零传感器；其特征在于，所述车辆转向电路驱动器包括转向电机控制电路、串口通讯电路、电源转换电路、CAN总线驱动电路以及左车辆转向电机驱动电路和右车辆转向电机驱动电路，所述左、右车辆转向电机驱动电路分别包括电机驱动主电路、PWM驱动电路、电流采集电路、旋转变压器采集电路以及归零信号采集电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，包括双力矩永磁同步电机转向系统以及车辆转向电路驱动器，所述车辆转向电机驱动器与所述双力矩永磁同步电机转向系统连接，用于控制所述双力矩永磁同步电机转向系统，以实现车辆转向；所述双力矩永磁同步电机转向系统包括左力矩永磁同步电机转向系统和右力矩永磁同步电机转向系统，所述左、右力矩永磁同步电机转向系统分别包括永磁同步电机、旋转变压器、减速器转向轮以及归零传感器；其特征在于，所述车辆转向电路驱动器包括转向电机控制电路、串口通讯电路、电源转换电路、CAN总线驱动电路以及左车辆转向电机驱动电路和右车辆转向电机驱动电路，所述左、右车辆转向电机驱动电路分别包括电机驱动主电路、PWM驱动电路、电流采集电路、旋转变压器采集电路以及归零信号采集电路。


2.根据权利要求1所述的基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，其特征在于，所述车辆转向电路驱动器通过CAN总线与车辆控制器连接，用于接收车辆控制器的转角及转速控制信号，并接收所述电流采集电路、旋转变压器采集电路以及归零信号采集电路的检测信号，向所述PWM驱动电路发送控制指令，以及向所述车辆控制器发送车辆驱动的状态信息。


3.根据权利要求2所述的基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，其特征在于，所述PWM驱动电路与电机驱动主电路连接，用于向所述永磁同步电机发送PWM驱动信号。


4.根据权利要求2所述的基于双力矩永磁同步电机的车辆转向电机驱动器，其特征在于，所述电流采集电路与所述永磁同步电机连接，用于采集所述永磁同步电机的电流信号。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝天岳，薛晓川，侯腾，张二岩，尹胜山，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11