集成控制装置、起发一体电机系统及其集成控制方法制造方法及图纸

本申请提出一种用于起发一体电机的集成控制装置、起发一体电机系统及其集成控制方法。所述集成控制装置，包括：磁电编码器模块，用于接收来自磁电编码器的采集信号并转换为电机角度信号输出；电机控制模块，用于接收磁电编码器模块输出的电机角度信号并转换为转速信号输出；发动机控制模块，用于接收电机控制模块的转速信号，向发动机输出控制信号；电机接口，用于电机控制模块和电机之间的信号传输；电机元件接口，用于磁电编码器模块与磁电编码器之间的信号传输；发动机控制接口，用于发动机控制模块与发动机之间的信号传输。通过将发动机控制、电机控制、磁电编码器控制集成为一体，大幅提高控制的实时性，与起发一体电机相匹配。

【技术实现步骤摘要】
集成控制装置、起发一体电机系统及其集成控制方法
本申请属于电机
，具体涉及一种用于起发一体电机的集成控制装置、起发一体电机系统及其集成控制方法。
技术介绍
一般的动力装置中包括有起动电机系统和发电机系统。传统的飞机以及车载发动机是通过专门的起动装置如：液压、燃气涡轮起动机或电起动机进行起动。其中，电起动采用专门的电机、变速齿轮箱拖动发动机，起动完成之后，该起动装置就不再工作，占用了飞机、车辆系统等有限的空间，增加了体积、重量。在现有结构中，以上起动电机系统和发电系统是两个完全独立的系统，不仅占用大量空间，且结构复杂，同时因起动电机系统在发动机起动结束后就不再使用，利用率很低，并存在起动效率低，故障率高，维修不便的缺点，一直以来人们都在寻找一种更高效、更简洁的起动方案。将起动发动机功能与发电功能融合于一台电机上，构成起动发电机，不仅可以简化结构、降低成本、减少空间占用，还可保证在起动状态下电机具有较大的扭矩和功率输出。作为起动机构时，电机通入电源电流，电机定子电枢绕组产生旋转磁场，旋转磁场同静止的转子之间有了相对运动，则旋转磁场的磁力线将切割转子导体，转子导体产生感应电流，此感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，并对转轴形成电磁力矩，使转子转动起来，转子带动发动机轴旋转，对发动机进行起动。在发动机起动成功后，电机作为发电机对蓄电池进行充电，对车载系统进行供电。
技术实现思路
本申请提出了一种起发一体电机的集成控制装置，采用集成控制替代功能单一的普通控制，将发动机控制装置、电机控制装置、磁电编码器控制装置进行集成，大幅提高控制系统的实时性，与起发一体电机系统相匹配，实现起动和发电功能的实时转换和控制根据本申请的一方面，提供一种用于起发一体电机的集成控制装置，包括：磁电编码器模块，用于接收来自磁电编码器的采集信号并转换为电机角度信号输出。电机控制模块，用于接收磁电编码器模块输出的电机角度信号并转换为转速信号并输出。发动机控制模块，用于接收电机控制模块的转速信号，向发动机输出控制信号。电机接口，用于电机控制模块和电机之间的信号传输。电机元件接口，用于磁电编码器模块与磁电编码器之间的信号传输。发动机控制接口，用于发动机控制模块与发动机之间的信号传输。将编码器模块、电机控制模块和发动机控制模块集成为一体，提升控制系统的实时性，从而适应起发一体电机的控制需求。根据本申请的示例实施例，所述电机控制模块通过转速信号判断电机的起动状态，并输出控制信号。进一步地，所述电机控制模块还包括逆变子模块，用于接收所述电机控制模块的控制信号，将直流电与三相交流电流进行互相转换。当判断电机仍处于起动状态时，电机控制模块输出的逆变控制信号将直流电转换为三相交流电流为电机供电；当判断电机仍处于发电状态时，电机控制模块输出的逆变控制信号将电机产生的三相交流电流转换为直流电并调节电压，为系统电源充电。根据本申请的示例实施例，所述发动机模块根据电机控制模块输入的转速信号，判断转速达到设定值后，输出点火控制信号。根据本申请的示例实施例，其特征在于，还包括电源接口模块，用于电机控制模块和系统电源之间的信号传输。在上述集成控制装置中，所述电机控制模块判断电机转速达到设定值后，输出切断电源信号，通过电源接口模块切断电机电源。根据本申请的示例实施例，还包括反馈接口模块，用于发动机与发动机控制模块之间的反馈信号传输。在上述集成控制装置中，所述发动机控制模块通过所述反馈接口模块接收发动机的工况信号，判断发动机的运转情况，并发出喷油控制信号，修正喷油器的喷油量。根据本申请的二方面，提供一种起发一体电机系统，包括起发一体电机、磁电编码器和上述集成控制装置。磁电编码器与起发一体电机同轴设置，与所述集成控制装置电连接。所述集成控制装置，接收来自所述磁电编码器的信号，并控制所述起发一体电机的运行。根据本申请的示例实施例，所述起发一体电机为永磁同步电机。根据本申请的示例实施例，所述磁电编码器为多对极组合磁电编码器，与所述起发一体电机同轴设置。包括同轴环形设置的第一多对极磁体以及第二多对极磁体和电路板。所述第一多对极磁体包括m对磁极，所述第二多对极磁体包括n对磁极，m和n为大于2的自然数且彼此互质。在上述起发一体电机系统中，所述第一多对极磁体位于外环，所述第二多对极磁体位于内环，m大于n。进一步地，m和n为质数。根据本申请的示例实施例，所述第一多对极磁体设置为磁化方向与环的径向或轴向一致。此外，所述第二多对极磁体设置为磁化方向与环的径向或轴向一致。在上述起发一体电机系统中，所述电路板上包括第一组磁电传感器，与第一多对极磁极相对设置。所述电路板上包括第二组磁电传感器，与第二多对极磁极相对设置。还包括第三组磁电传感器，与第一或第二多对极磁极相对设置。在上述起发一体电机系统中，所述第一组磁电传感器的数量p等于或大于n，所述第二组磁电传感器的数量q等于或大于m。此外，所述第一组磁电传感器和所述第二组磁电传感器在一端对齐。所述第一组磁电传感器以360/2mp的间隔角度设置，所述第二组磁电传感器以360/2nq的间隔角度设置。根据本申请的示例实施例，所述起发一体电机系统还包括电源模块。当所述起发一体电机系统处于起动状态时，电源为电机供电。当所述起发一体电机系统处于发电状态时，所述起发一体电机系统对电源充电。根据本申请的示例实施例，所述起发一体电机系统，还包括发动机。根据本申请的三方面，提供一种起发一体电机系统集成控制方法，其特征在于，包括：采集并传输电机转子位置；分析电机工作状态，开启起动机工作模式；采集并传输电机角度信号；分析电机角度信号，发动机点火，开启发电机工作模式；采集并传输发动机工况信号；判断发动机的运转工况，输出喷油量控制信号。附图说明下面结合附图详细说明本申请。通过结合以下附图所作的详细描述，本申请的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：图1示出根据本申请示例实施例的起发一体电机的集成控制原理图。图2示出根据本申请示例实施例的用于起发一体电机的集成控制装置组成框图。图3示出根据本申请示例实施例的起发一体电机系统组成框图。图4示出根据本申请示例实施例的起发一体电机结构示意图。图5示出根据本申请示例实施例的用于起发一体电机的磁电编码器结构示意图。图6A示出根据本申请示例实施例的磁电编码器磁体结构平面图。图6B示出根据本申请示例实施例的磁电编码器磁体结构立体图。图7示出根据本申请示例实施例的起发一体电机系统工作过程示意图。图8示出根据本申请示例实施例的起发一体电机系统集成控制方法流程图。具体实施方式下面结合附图详细说明本申请的具体实施方式。在此记载的具体实施方式/实施例为本申请的特定的具体实施方式，用于说明本申请的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于起发一体电机的集成控制装置，所述起发一体电机包括电机和发动机，其特征在于，所述集成控制装置，包括：/n磁电编码器模块，用于接收来自磁电编码器的采集信号并转换为电机角度信号输出；/n电机控制模块，用于接收磁电编码器模块输出的电机角度信号并转换为转速信号输出；/n发动机控制模块，用于接收电机控制模块的转速信号，向发动机输出控制信号；/n电机接口，用于电机控制模块和电机之间的信号传输；/n电机元件接口，用于磁电编码器模块与磁电编码器之间的信号传输；/n发动机控制接口，用于发动机控制模块与发动机之间的信号传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于起发一体电机的集成控制装置，所述起发一体电机包括电机和发动机，其特征在于，所述集成控制装置，包括：
磁电编码器模块，用于接收来自磁电编码器的采集信号并转换为电机角度信号输出；
电机控制模块，用于接收磁电编码器模块输出的电机角度信号并转换为转速信号输出；
发动机控制模块，用于接收电机控制模块的转速信号，向发动机输出控制信号；
电机接口，用于电机控制模块和电机之间的信号传输；
电机元件接口，用于磁电编码器模块与磁电编码器之间的信号传输；
发动机控制接口，用于发动机控制模块与发动机之间的信号传输。


2.根据权利要求1所述的集成控制装置，其特征在于，所述电机控制模块通过转速信号判断电机的起动状态，并输出控制信号。


3.根据权利要求2所述的集成控制装置，其特征在于，所述电机控制模块还包括逆变子模块，用于接收所述电机控制模块的控制信号，将直流电与三相交流电流进行互相转换。


4.根据权利要求1所述的集成控制装置，其特征在于，所述发动机控制模块根据电机控制模块输入的转速信号，判断转速达到设定值后，输出点火控制信号。


5.根据权利要求1所述的集成控制装置，其特征在于，还包括电源接口模块，用于电机控制模块和系统电源之间的信号传输。


6.根据权利要求5所述的集成控制装置，其特征在于，所述电机控制模块判断电机转速达到设定值后，输出切断电源信号，通过电源接口模块切断电机电源。


7.根据权利要求1所述的集成控制装置，其特征在于，还包括反馈接口模块，用于发动机与发动机控制模块之间的反馈信号传输。


8.根据权利要求7所述的集成控制装置，其特征在于，所述发动机控制模块通过所述反馈接口模块接收发动机的工况信号，判断发动机的运转情况，并发出喷油控制信号，修正喷油器的喷油量。


9.一种起发一体电机系统，其特征在于，包括：
起发一体电机；
磁电编码器，与起发一体电机同轴设置，与所述集成控制装置电连接；
根据权利要求1-8任一项所述的集成控制装置，接收来自所述磁电编码器的信号，并控制所述起发一体电机的运行。


10.根据权利要求9所述的起发一体电机系统，其特征在于，所述起发一体电机为永磁同步电机。

【专利技术属性】
技术研发人员：孔得琳，陈文镥，孙佳男，冯同，郝双晖，
申请(专利权)人：昆山为涵电驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32