[发明专利]带转矩平衡的双绕组电机的控制方法

说明书

本发明涉及带转矩平衡的双绕组电机的控制方法，包括以下步骤：步骤1，采用两套控制器，各自运行于速度控制模式，各自计算估算转矩，两个控制器中均有转矩平衡算法；步骤2，两个控制器交换各自计算出的估算转矩数据；步骤3，将估算转矩数据、转速指令数据和电机速度信号进行转矩平衡算法的运算，动态调节两组控制器各自的输出转矩，最终使两组控制器的输出转矩相等，进而通过输出转矩驱动双绕组同时运行；步骤4，当任一控制器检测到故障时，转矩平衡算法停止运行，另一套控制器控制单绕组运行。本发明的两组控制器不存在主从之分，安全性高；同时通过在两组控制器中均加入了转矩平衡算法，使得两组控制器及电机绕组负载相同，系统寿命较高。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，更具体地说，是涉及一种带转矩平衡的双绕组电机的控制方法。

背景技术

随着科技的不断进步，新能源纯电动客车也在飞速的发展，使其对外形、体积、性能的要求都有很大的提高，目前的新能源客车大多都是一个气泵或者油泵控制器控制一个电机和泵头集成在一起的打气泵或者转向泵，这样的分开式控制方式占用了更多的空间体积并且使用两个电机也增加了成本，为了优化空间布局节省资源成本，使用双绕组电机来同时控制打气和转向是具有可持续发展的重要意义。但是目前对于双绕组电机的控制上还存在较多问题，例如控制器使得双绕组转矩分配不均导致系统效率低，又例如部分双绕组电机控制器的算法复杂，性能要求较高，成本较高等问题。

中国专利公开文献CN2019112204144，公开了一种双绕组永磁同步电机系统，包括双绕组永磁同步电机以及两套独立的控制系统，该两套控制系统的旋变解码电路共用旋变器，每套控制系统的旋变解码电路从该旋变器获取电机转子的位置和速度信息以独立地控制相应的一套绕组。

该专利中虽然采用了两个控制器独立控制绕组，但是上述方案工作在转速环时，会有转矩分配不均的问题，可能出现一个绕组及其控制器长时间大负载运行，而另一个组无载运行的情况，使整套系统寿命降低；极端情况可能出现一个绕组正转矩电动，另一个绕组负转矩发电，造成系统效率低下，电量浪费等严重的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种带转矩平衡的双绕组电机的控制方法，该方法安全性高，成本低且能使得两个绕组负载相同，提高系统寿命。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

带转矩平衡的双绕组电机的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，采用两套控制器，各自运行于速度控制模式，各自计算估算转矩，并且在两个控制器中均设有转矩平衡算法；

步骤2，通过两个控制器之间的通讯接口交换各自计算出的估算转矩数据；

步骤3，将估算转矩数据、转速指令数据以及电机速度信号进行转矩平衡算法的运算，动态调节两组控制器各自的输出转矩，最终使两组控制器的输出转矩相等，进而通过输出转矩驱动双绕组同时运行；

步骤4，当其中任一控制器检测到故障时，转矩平衡算法停止运行，由另一套控制器控制进行单绕组运行。

作为优选方案：所述步骤1中的估算转矩的计算过程如下：

根据建立的系统数学模型，两套绕组的三相电流信号经过Clark变换和Park变换后得到电流在旋转坐标系中的d轴分量Id1和Id2以及q轴分量Iq1和Iq2；

根据公式TqAct＝p(Psid*Iq-Psiq*Id)，计算出当前的估算转矩TqAct，式中Psid为电机磁链的d轴分量，Psiq为磁链的q轴分量，p为电机极对数。

作为优选方案：所述Clarke变换公式为

所述Park变换公式为