[发明专利]一种组合结构电动机及其驱动控制方法

权利要求书

1.一种组合结构电动机的驱动控制方法，其特征在于：所述组合结构电动机，包括各自独立驱动的第一至第三电动机、用于固定所述第一至第三电动机的同一机座、用于检测电动机转轴转速的转速传感器、用于检测电动机转矩的转矩传感器、组合结构电动机驱动控制器，所述第一至第三电动机、转速传感器、转矩传感器分别与所述组合结构电动机驱动控制器连接，所述第一至第三电动机共用同一组合结构电动机转轴；

所述组合结构电动机的驱动控制方法，包括如下步骤，

（1）电动机加速或加载过程的控制：

（1.1）当获得启动与运转命令后，组合结构电动机驱动控制器使第一电动机通电，然后查找存储于组合结构电动机驱动控制器中的平缓加速曲线，使第一电动机的驱动电流或驱动电压从零开始逐渐增大，并通过第一电动机使组合结构电动机转轴连同第一电动机、第二电动机和第三电动机的所有转子或电枢一起加速回转，直至达到命令要求的转速ω或预期转矩m，然后保持组合结构电动机转轴的转速ω或组合结构电动机转轴的转矩m大小不变；当要求组合结构电动机转轴的运转速度ω达到阈值ω1s，或要求组合结构电动机转轴的转矩m达到m1s时，组合结构电动机驱动控制器让第一电动机的驱动电流或驱动电压继续增大，直至组合结构电动机转轴的运转速度ω达到阈值ω1s、或组合电动机转轴的转矩m达到m1s为止，然后保持此时的第一电动机的驱动电流或驱动电压大小不变；此处，ω1s为预设第一转速阈值，m1s为预设第一转矩阈值；

（1.2）当接到命令要求组合结构电动机转轴的转速ω增大超过ω1s但不大于ω2s、或要求组合结构电动机转轴的转矩m增大超过m1s但不大于m2s时，组合结构电动机驱动控制器立刻让第二电动机和第三电动机通电、且同时从零开始逐渐增加其各自的驱动电流大小或驱动电压大小，与此同时，逐渐减少第一电动机的驱动电流大小或驱动电压大小，在此过程，按平缓加速曲线实现电动机转轴平稳增加转速或转矩；该过程一直重复进行，直至第一电动机的驱动电流大小或驱动电压大小减为零、且第二电动机和第三电动机的驱动电流大小或驱动电压逐渐增加到，使组合结构电动机转轴转速平稳增加到ω2s、或组合结构电动机转轴的转矩平稳增加到m2s为止，保持此时的第二电动机和第三电动机的驱动电流大小或驱动电压不变，切断第一电动机的动力电源；此处，ω2s为预设第二转速阈值，m2s为预设第二转矩阈值，且ω1sω2s，m1s m2s；

（1.3）当命令要求组合结构电动机转轴的转速ω增大到大于ω2s且小于等于ω3s、或要求组合结构电动机转轴的转矩m增大到大于m2s且小于等于m3s时，组合结构电动机驱动控制器继续同时增加第二电动机和第三电动机各自的驱动电流或驱动电压大小，使组合结构电动机转轴的转速或转矩按平缓加速曲线继续增大，直至组合结构电动机转轴的转速增大到预期的转速ω或组合结构电动机转轴的转矩增大到预期的工作载荷m为止；当组合结构电动机转轴的转速增大到ω3s，或组合电动机转轴的转矩增大到m3s时，保持此时的第二电动机和第三电动机各自的驱动电流或驱动电压大小不变；此处，ω2s＜ω3s，m2s＜m3s，ω3s为预设第三转速阈值，m3s为预设第三转矩阈值；

（1.4）当命令要求组合结构电动机转轴的转速ω增大到大于ω3s且小于等于ω4s、或要求组合结构电动机转轴的转矩m增大到大于m3s且小于等于m4s时，在保持第二电动机和第三电动机的各自的驱动电流大小或驱动电压大小不变的情况下，组合结构电动机驱动控制器马上接通第一电动机的动力电源、且从零开始平稳增加其驱动电流或驱动电压大小，使组合结构电动机转轴的转速或转矩按平稳加速曲线增加，直至组合结构电动机转轴的转速增大到预期的转速ω或组合电动机转轴的转矩增大到预期的转矩m为止；当组合结构电动机转轴的转速ω增大到ω4s，或组合结构电动机转轴的转矩m增大到m4s时，保持此时的第一电动机、第二电动机和第三电动机的各自的驱动电流大小或驱动电压大小不变，即维持此时的组合结构电动机转轴的转速ω或转矩m大小不变且匀速运转，加速过程结束；此处，ω4sω3s，m4sm3s；

（1.5）在步骤（1.1）至步骤（1.4）中，组合结构电动机驱动控制器不断检测第一电动机、第二电动机和第三电动机的驱动电流大小或驱动电压大小；一旦发现第一电动机、第二电动机和第三电动机中任一电动机的驱动电流大小或驱动电压大小即将超过其对应的额定电流或额定电压时，组合结构电动机驱动控制器则立即调整该电动机的驱动电流大小或驱动电压大小为其额定值，并保持该值不变，同时将该电动机已处于额定工作状态的信息保存并显示出来；

（2）电动机减速或减载过程的控制：

（2.1）当命令要求组合结构电动机转轴的转速ω从ω4s、或要求电动机转轴转矩m从m4s开始减速或减少转矩，组合结构电动机驱动控制器在保持第二电动机和第三电动机各自的驱动电流或驱动电压大小不变的情况下，逐渐减少第一电动机的驱动电流或驱动电压大小，使组合结构电动机转轴的转速或组合结构电动机转轴的转矩按平缓减速曲线逐渐减小，直至满足命令要求为止；当第一电动机的驱动电流或驱动电压降为零、且组合结构电动机转轴的转速ω降至ω3s、或组合结构电动机转轴的转矩m降至m3s时，组合结构电动机驱动控制器切掉第一电动机的动力电源，保持第二电动机和第三电动机各自的驱动电流或驱动电压大小不变；

（2.2）当命令要求进一步减小组合结构电动机转轴的转速或转矩、即使转轴的转速处于ω2s与ω3s间或转矩处于m2s与m3s间减小时，组合结构电动机驱动控制器在保持第一电动机的驱动电流或驱动电压为零且断电的情况下，让第二电动机和第三电动机的驱动电流或驱动电压开始逐渐减小，使组合结构电动机转轴的转速或转矩按平缓减速曲线减小，直至组合结构电动机转轴的转速或转矩满足命令要求为止；当组合结构电动机转轴的转速降至ω2s、或组合结构电动机转轴的转矩降至m2s时，保持此时的第二电动机和第三电动机的驱动电流或驱动电压不变；

（2.3）若命令要求继续降低组合结构电动机转轴的转速或转矩，即要求转轴的转速在ω1s与ω2s区间、或要求转轴的转矩在m1s与m2s区间减小时，则组合结构电动机驱动控制器在继续减小第二电动机和第三电动机的驱动电流或驱动电压的同时，接通第一电动机的动力电源并使其驱动电流或驱动电压逐渐增大，但该过程继续满足组合结构电动机转轴的转速或转矩按平缓减速曲线减小，直至组合结构电动机转轴的转速或转矩降至命令要求为止；当第二电动机和第三电动机的驱动电流或驱动电压均降为零、且组合结构电动机转轴的转速降为ω1s或组合结构电动机转轴的转矩降为m1s时，切断第二电动机和第三电动机的动力电源，保持第一电动机此时的驱动电流或驱动电压不变；

（2.4）若命令要求继续降低组合结构电动机转轴的转速或转矩，即要求转轴的转速在0与ω1s区间、或要求转轴的转矩在0与m1s区间减小时，组合结构电动机驱动控制器让第一电动机的驱动电流或驱动电压开始并逐渐下降，使组合结构电动机转轴按平缓减速曲线下降转轴速度或力矩，直至达到命令要求的数值为止；当第一电动机的驱动电流或驱动电压降为零、且组合结构电动机转轴的转速或力矩降为零时，则切断第一电动机的动力电源、组合结构电动机转轴抱闸，结束减速减载过程。