一种磁悬浮轮毂电机控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109245617A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811306293.0(22)申请日2018.11.05(71)申请人河南科技大学地址471000河南省洛阳市涧西区西苑路48号(72)发明人王永巍吴静波付申振郭志军申彦杰邓利军吴依伟杜自发毛静雯刘佳凯肖金涛贾德顺(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人薛布赫(51)Int.Cl.H02N15/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种磁悬浮轮毂电机控制系统(57)摘要本发明旨在提供一种磁悬浮轮毂电机控制系统，通过驾驶员意图判断模块VCU判断驾驶员意图，然后驱动DSP控制芯片利用霍尔传感器获得当前电机转子的位置，判断当前所需的驱动扭矩，将控制指令发送给高压电源，对磁悬浮轮毂电机的驱动绕组提供交变的电流，使驱动绕组产生旋转的磁场，磁悬浮轮毂电机的产生驱动力，使永磁转子转动驱动车轮；同时悬浮DSP控制芯片高压电源给模块对磁悬浮轮毂电机的悬浮绕组提供对应的交变电流，使悬浮绕组产生的磁场始终与永磁转子的磁场相同，产生纵向悬浮力。本发明控制方法简单，通过驾驶员意图判断模块对驾驶员意图进行分析，控制磁悬浮轮毂电机的悬浮绕组和驱动绕组，使磁悬浮轮毂电机达到使用要求。CN109245617ACN109245617A权利要求书1/2页1.一种磁悬浮轮毂电机控制系统，包括驾驶员意图判断模块、用于驱动磁悬浮轮毂电机的驱动模块、用于为磁悬浮轮毂电机永磁转子与定子之间提供纵向悬浮力的悬浮模块以及用于驾驶员意图判断模块、驱动模块以及悬浮模块供电的高压电源；其特征在于：其中，驾驶员意图判断模块包括VCU整车控制器、加速踏板信号采集单元、制动踏板信号采集单元、挡位信号采集单元；其中，驱动模块包括驱动DSP控制芯片、驱动电路、IPM电路、驱动电压采集单元、驱动电流采集单元、第一信号检测处理单元、驱动控制逻辑单元、RDC转换电路以及永磁转子位置检测单元；其中，悬浮模块包括悬浮DSP控制芯片、悬浮电路、悬浮电压采集单元、悬浮电流采集单元、第二信号检测处理单元、悬浮控制逻辑单元；其中，VCU整车控制器采集加速踏板信号、制动踏板信号、挡位信号，判断当前驾驶员的行驶意图；其中，VCU整车控制器与悬浮DSP控制芯片和驱动DSP控制芯片通过通信模块连接；悬浮DSP控制芯片和驱动DSP控制芯片通过SPI模块连接；其中，永磁转子位置传感器采集的当前转子位置信号，经过RDC转换电路将永磁转子位置信号传递到驱动控制逻辑单元，然后传递到驱动DSP控制芯片；驱动DSP控制芯片接收VCU采集的加速踏板信号，第一信号检测单元采集IPM电路的母线电压信号和电流信号，将该电压和电流信号传递到驱动DSP控制芯片，驱动DSP控制芯片根据该电压、电流信号以及加速踏板信号计算得到当前的驱动扭矩，然后转换为电流和电压信号，然后将驱动扭矩信号传递给动力高压电源，提供相应的电流和电压；经过驱动电路和IPM模块控制驱动绕组，驱动绕组产生磁场，然后与磁悬浮轮毂电机的永磁转子的驱动永磁体产生驱动扭矩；驱动DSP采集到的转子位置信号通过SPI模块，传递到悬浮DSP控制芯片，从而判断当前悬浮绕组的位置，即悬浮绕组与悬浮磁极的磁场重合角度，并且获取当前磁悬浮轮毂电机永磁转子转速；第二信号检测处理单元采集当前悬浮电路中的悬浮电流采集单元、悬浮电压采集单元所采集到的电流和电压信号，从而在悬浮DSP芯片中计算当前的悬浮力；然后将悬浮力信号传递给动力高压电源，使磁悬浮轮毂电机的悬浮绕组产生磁场，与磁悬浮轮毂电机的悬浮永磁体产生相应的悬浮斥力。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轮毂电机控制系统，其特征在于：VCU整车控制器根据当前驾驶员转向盘转向角度以及转向速度，从而计算出当前所需的转向力矩；然后转换为电流和电压信号，然后将转向力矩信号传递给动力高压电源，提供相应的电流和电压；经过驱动电路和IPM模块控制驱动绕组，驱动绕组产生磁场，然后与磁悬浮轮毂电机的永磁转子的驱动永磁体产生转向力矩。3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮轮毂电机控制系统，其特征在于：悬浮DSP控制芯片采集设置在磁悬浮轮毂电机定子轴上的位移传感器的数据，用以判断当前的轮毂电机的冲击度，结合第二信号检测处理单元采集当前悬浮电路中的电流采集单元、电压采集单元所采集到的电流信号和电压信号，悬浮DSP控制芯片对冲击度和电流信号和电压信号进行判断，从而在悬浮DSP芯片中计算当前的悬浮力；然后将悬浮力信号传递给动力高压电源，使磁悬浮轮毂电机的悬浮绕组产生磁场，与磁悬浮轮毂电机的悬浮永磁体产生相应的悬浮2CN109245617A权利要求书2/2页斥力。4.根据权利