[发明专利]一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器及其控制方法

说明书

本发明提出一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器及其控制方法，属于电机驱动控制技术领域，泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器包括核心处理器DSP、485通信模块、三路CAN总线通信模块、以太网通信模块、旋转变压器信号检测电路、PWM隔离驱动电路、电压电流采样电路和功率驱动模块。本发明同时还提出了泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器的控制方法，可同时实现485总线、三路冗余CAN总线、以太网等多种总线形式的实时通信，在机械式传感器故障时，可通过采用无传感器算法实现永磁同步电机的速度闭环矢量控制，且采用的无传感器算法不需要使用滤波器，与现有技术相比，大大减小了代码量及算法复杂度，具有突出的实质性特点和显著的进步。

技术领域

本发明属于电机驱动控制技术领域，具体涉及一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器及其控制方法。

背景技术

随着电力电子技术，材料科学，微电子技术及现代控制理论的快速发展，舵面控制系统的动力机构由传统液压系统逐渐过渡到电动舵机系统。电动舵机系统减少或完全取消了集中式液压油源和遍布艇身的液压管路，解决了传统液压系统效率低，成本高，维护困难，伺服阀易受油液污染，以及液压管路导致的泄露、振动等问题，增强了的可靠性，降低了维修、维护成本，更提高了能源利用率。

随着信息化作战要求的逐步提升，电动舵机控制系统的通信接口呈现多样化、智能化、冗余备份的特点。另外基于电机泵一体化设计方案，电机处于浸油工作状态，电机内部的机械位置传感器和旋转变压器同样处于浸油工作状态，其可靠性会有所降低。因此舵面控制系统有必要在机械式传感器故障时采用电机无传感器控制。如何在规定的通讯周期内实现多样化的总线通信并同时实现泵用永磁同步电机的无传感器控制变得至关重要。

现在，有许多无传感器控制方法用来取代传统机械式位置/速度传感器，但包含转子位置的信号提取过程都会使用滤波器。滤波器的使用会造成所观测出来的转子位置信息存在随电机转速变化而变化的误差，这严重影响了永磁同步电机无传感器控制系统的控制性能，进而限制了其在舵面控制系统中的应用，需要进行改进。

发明内容

本发明提供了一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器及其控制方法，目的是解决现有技术不能在规定的通讯周期内实现多样化的总线通信并同时实现泵用永磁同步电机的无传感器控制问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器，包括核心处理器DSP、485通信模块、三路CAN总线通信模块、以太网通信模块、旋转变压器信号检测电路、PWM隔离驱动电路、电压电流采样电路和功率模块。

进一步地，泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器采用TMS570LS1227作为控制器的主控芯片，485通信模块采用ADUM2682，CAN总线通信模块采用TJA1050，以太网通信模块采用WIZnet的以太网接口芯片W5500作为以太网控制器，以太网模块电路中变压器芯片选用HX1188NL，旋变解码芯片采用AD2S1210。

本发明同时还提出一种泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器的控制方法，采用上述泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器，采用机械传感器和无传感器双冗余的速度电流双闭环伺服控制方法，正常状态下采用旋转变压器获得电机转子位置和电机转速用于电机的转速双闭环控制，同时无传感器算法也用于解算出转子位置和电机转速，计算得到的位置和转速结合旋变信号解码电路状态信息来判断旋变运行状态，一旦旋变出现异常，则电机控制系统切换到无传感器控制状态。

进一步地，泵用浸油式永磁同步电机驱动控制器的控制方法中，485总线传输、CAN总线、以太网采用时序控制的方式来控制每种通信的时序；

以太网采用MibSPI模式实现以太网数据分时写入、汇总传输的方式来减小CPU运算负荷；