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专利号: 2018113062930
申请人: 河南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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斥力。

4.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整车控制器接收到制动踏板信号传递到驱动DSP控制芯片,控制磁悬浮轮毂电机的驱动绕组切割磁感线产生电能,实现制动能量回收;同时产生制动力,使轮毂电机的永磁转子慢慢停下,从而实现汽车停车。

5.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:高压电源包括电池组、主继电器、预充继电器、预充电阻、第一熔断器、第二熔断器、第一电容、第二电容、第一IGBT组、第二IGBT组;

其中,电池组的正极连接主继电器的常开触点的一端;主继电器的常开触点的另一端与第一熔断器的一端和第二熔断器的一端同时并联;

其中,第一熔断器的另一端连接第一电容,第一电容的输出端输出三相电连接第一IGBT组;

其中,第二熔断器的另一端连接第二电容,第二电容的输出端输出三相电连接第二IGBT组;

其中,第一电容与第一IGBT组之间并联驱动模块的输出端;

其中,第二电容与第二IGBT组之间并联悬浮模块的输出端。