永磁同步电机的冗余控制系统、电动汽车、方法及介质技术方案

本申请涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机的冗余控制系统、电动汽车、方法及介质，其中，系统包括：采集永磁同步电机的三相电压信号采集组件；第一控制器，用于将三相电压信号转换为三路方波信号，解析三路方波信号得到三路电机转速值，根据三路电机转速值计算永磁同步电机的最终电机转速值，发送最终电机转速值至第二控制器；第二控制器，用于根据当前电机定子的位置及转速信息控制永磁同步电机旋转，在永磁同步电机的旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，利用最终电机转速值控制永磁同步电机旋转。由此，解决了相关技术中旋转变压器或者电机控制器软解码故障时无法获取电机转速信息，导致电机无法正常运转，降低行车安全等问题。行车安全等问题。行车安全等问题。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机的冗余控制系统、电动汽车、方法及介质


[0001]本申请涉及电机
，特别涉及一种永磁同步电机的冗余控制系统、电动汽车、方法及介质。

技术介绍

[0002]目前，永磁同步电机作为纯电动汽车驱动系统的主流电机，其电机转速信号可以通过旋转变压器方案或者电机控制器主控芯片软解码方式来获取，但是由于各类高低压零部件的存在，导致旋转变压器在工作过程中面临着复杂的电磁环境，其获取的电机转子速度信息的可靠性大大降低，而且当系统的软解码功能异常时，也将无法有效获取电机转子速度信息，从而导致电机正常的控制逻辑无法有效执行，最终影响行车安全。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种永磁同步电机的冗余控制系统、电动汽车、方法及介质，以解决电机的旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，无法获取电机转速信息，从而导致电机无法正常运转，降低行车安全等问题。
[0004]本申请第一方面实施例提供一种永磁同步电机的冗余控制系统，包括：永磁同步电机；采集组件，用于采集永磁同步电机的三相电压信号；第一控制器，用于将三相电压信号转换为三路方波信号，解析所述三路方波信号得到三路电机转速值，根据所述三路电机转速值计算所述永磁同步电机的最终电机转速值，发送所述最终电机转速值至第二控制器；第二控制器，用于根据所述永磁同步电机的旋转变压器反馈的位置信号计算当前电机定子的位置及转速信息，根据所述当前电机定子的位置及转速信息控制所述永磁同步电机旋转，在所述永磁同步电机的旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，利用所述最终电机转速值控制所述永磁同步电机旋转。
[0005]可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一控制器进一步用于：根据任意两路电机转速值的差值得到第一至第三转速偏差值；识别所述第一至第三转速偏差值中满足预设条件的有效转速偏差值，根据所述有效转速偏差值加权得到电机转速初始值；根据电机转速梯度和所述第一控制器的信息传递延时补偿所述电机转速初始值，得到所述最终电机转速值。
[0006]可选地，在本申请的一个实施例中，所述电机转速梯度基于电机转速的微分处理得到。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述采集组件包括：第一至第三比较器，其中，所述第一至第三比较器的结构相同，每个比较器的输入端输入所述永磁同步电机的任意两相电压，输出相电压对应的转速方波信号。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，永磁同步电机的冗余控制系统还包括：第一至第三低通滤波电路，其中，所述第一至第三低通滤波电路分别与所述第一至第三比较器的输出端相连，用于对所述转速方波信号进行滤波处理。
[0009]可选地，在本申请的一个实施例中，永磁同步电机的冗余控制系统还包括：计数器，用于在采集到所述方波信号的上升沿或下降沿时计数；第一控制器进一步用于根据计数值解析所述方波信号的波周期，根据所述方波周期和电机的极对数计算电机转速值。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，永磁同步电机的冗余控制系统还包括：驱动电路，用于对所述最终转速值进行放大处理，生成驱动信号；IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘三双极型功率管)功率模块，用于根据所述驱动信号生成三相电流，利用所述三相电流驱动所述永磁同步电机旋转。
[0011]本申请第二方面实施例提供一种电动汽车，包括上述实施例中的永磁同步电机的冗余控制系统。
[0012]本申请第三方面实施例提供一种永磁同步电机的冗余控制方法，所述方法应用于永磁同步电机的冗余控制系统，其中，所述方法包括以下步骤：获取永磁同步电机的三相电压信号；将三相电压信号转换为三路方波信号，解析所述三路方波信号得到三路电机转速值，根据所述三路电机转速值计算所述永磁同步电机的最终电机转速值；在所述永磁同步电机的旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，利用所述最终电机转速值控制所述永磁同步电机旋转。
[0013]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的永磁同步电机的冗余控制方法。
[0014]由此，本申请至少具有如下有益效果：
[0015]本申请实施例可以通过旋转变压器或者电机控制器软解码来获取电机转速信息，也可以通过将三相电压信号转换为三路方波信号，并进行解析和计算，得到最终电机转速值，从而将其作为冗余转速，以此控制电机旋转，提升了控制电机正常运转方法的灵活性，同时保证了在旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，电机能够正常运转，从而提高发生故障时整车的安全性。
[0016]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0017]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1为根据本申请实施例提供的永磁同步电机的冗余控制系统的示意图；
[0019]图2为根据本申请实施例提供的电机转速冗余获取系统架构图；
[0020]图3为根据本申请实施例提供的三相电压信号处理系统原理图；
[0021]图4为根据本申请实施例提供的电机工作状态下三相电压信号状态的示意图；
[0022]图5为根据本申请实施例提供的U
‑
V相电压信号处理系统原理图；
[0023]图6为根据本申请实施例提供的运算放大器P1输入与输出信号示意图；
[0024]图7为根据本申请实施例提供的信号采集过程示意图；
[0025]图8为根据本申请实施例提供的永磁同步电机的冗余控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0027]针对上述
技术介绍
中提到的问题，在纯电动汽车中，由于各类高低压零部件的存在，导致旋转变压器在工作过程中面临着复杂的电磁环境，并且车辆的运行环境复杂、恶劣、多样，如极寒、高温、高原等环境，这些都对系统获得电机转子速度信息的可靠性提出了挑战，另外，当系统的软解码功能异常，也将无法有效获得电机转子速度信息，进而导致电机正常的控制逻辑无法有效执行，最终影响行车安全。
[0028]关于这一问题，目前业内尚无统一且成熟的解决方案，在这一背景下，本申请实施例提供了一种纯电动汽车永磁同步电机转速冗余获取系统及控制方法，在本申请实施例中，首先根据纯电动汽车永磁同步电机相电压检测原理，设计了永磁同步电机相电压的采集、处理系统，该系统通过将电机控制器IGBT功率模块输出的U、V、W三相电压信号，在控制器高压侧转换为三路表征电机转速的方波信号之后，利用电机控制器高压侧的运算资源对这三路电机转速信号进行解析，获得三路独立的转速值，该系统能够独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机的冗余控制系统，其特征在于，包括：永磁同步电机；采集组件，用于采集永磁同步电机的三相电压信号；第一控制器，用于将三相电压信号转换为三路方波信号，解析所述三路方波信号得到三路电机转速值，根据所述三路电机转速值计算所述永磁同步电机的最终电机转速值，发送所述最终电机转速值至第二控制器；第二控制器，用于根据所述永磁同步电机的旋转变压器反馈的位置信号计算当前电机定子的位置及转速信息，根据所述当前电机定子的位置及转速信息控制所述永磁同步电机旋转，在所述永磁同步电机的旋转变压器或者电机控制器软解码故障时，利用所述最终电机转速值控制所述永磁同步电机旋转。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制器进一步用于：根据任意两路电机转速值的差值得到第一至第三转速偏差值；识别所述第一至第三转速偏差值中满足预设条件的有效转速偏差值，根据所述有效转速偏差值加权得到电机转速初始值；根据电机转速梯度和所述第一控制器的信息传递延时补偿所述电机转速初始值，得到所述最终电机转速值。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电机转速梯度基于电机转速的微分处理得到。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集组件包括：第一至第三比较器，其中，所述第一至第三比较器的结构相同，每个比较器的输入端输入所述永磁同步电机的任意两相电压，输出相电压对应的转速方波信号。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：第一至第三低通滤波电路，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玮，储琦，刘超，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：