双转子电机控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种双转子电机，特别是一种双转子电机控制系统，属于电机控制领域。

背景技术：

传统的电动机一般只有一个定子和一个转子，无论是直流机、同步机还是异步机，都只有一个机械端口。近年来，一些研究人员还研发了双转子电机，这种电机具有2个机械轴，可以实现2个机械轴能量的独立传递。这种新型电机极大的减小了设备的体积和重量，提高了工作效率，能很好的满足节能和调速的要求，有着优越的运行性能，因此，在许多领域有着很好的应用前景。

然则，因双转子电机所具有的特殊结构，传统的电机控制方法对其并不适用。业界亟待发展出一种简单有效的双转子电机控制方法，以保障其能稳定可靠的运行。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种双转子电机控制系统，从而克服现有技术的不足。

为了达到前述发明目的，本实用新型采用了以下方案：

本实用新型实施例提供了一种双转子电机控制系统，其包括双转子电机控制器、第一传感单元、第二传感单元、第一驱动器和第二驱动器；所述第一传感单元、第二传感单元分别与双转子电机的第一转子、第二转子对应设置，并均与双转子电机控制器连接；所述双转子电机控制器同时通过第一驱动器、第二驱动器与双转子电机连接。

在一些实施方式中，所述第一传感单元、第二传感单元分别用于将对应于第一转子、第二转子的第一传感信号、第二传感信号反馈至双转子电机控制器，所述双转子电机控制器用于将第一控制信号及第一电角度信号、第二控制信号及第二电角度信号分别输往第一驱动器、第二驱动器，所述第一驱动器、第二驱动器用于分别将第一驱动信号、第二驱动信号输往双转子电机，从而构建形成一控制回路。

在一些实施方式中，所述双转子电机的定子上固定设置两套线圈绕组，第一转轴、第二转轴分别固定在第一转子、第二转子上，第二转轴套设在第一转轴上且两者无直接接触。

进一步的，所述第一转轴、第二转轴的出轴在同一方向。

在一些实施方式中，所述第一传感单元、第二传感单元均包含至少两组传感器，其中一组传感器包含多个传感器。

进一步的，所述传感器为霍尔传感器且固定设置在所述双转子电机的定子上。

更进一步的，在对应于同一转子的至少两组传感器内，任意一组传感器内的任一霍尔传感器均与另一组传感器中相应的一个霍尔传感器以相同电角度安装。

更进一步的，同一组传感器内任意两个相邻霍尔传感器之间相差的电角度均是相同的。

更进一步的，一组传感器包含三个霍尔传感器，其中任意两个相邻霍尔传感器之间相差的电角度均为120°。

在一些实施方式中，所述双转子电机控制器包括第一转子传感器信号测速器，第二转子传感器信号测速器、第一转子电角度计算器，第二转子电角度计算器，第一转子pi控制器，第二转子pi控制器、第一转子转速计算器和第二转子转速计算器；所述第一转子传感器信号测速器及第一转子电角度计算器均与第一传感单元连接，所述第二转子传感器信号测速器及第二转子电角度计算器均与第二传感单元连接，所述第一转子传感器信号测速器经第一转子pi控制器与第一驱动器连接，所述第二转子传感器信号测速器经第二转子pi控制器与第二驱动器连接，所述第一转子转速计算器、第二转子转速计算器分别与第一转子pi控制器，第二转子pi控制器连接，所述第一转子电角度计算器、第二转子电角度计算器分别与第一驱动器、第二驱动器连接。

较之现有技术，籍由本实用新型提供的控制系统可以简单有效的实现双转子电机的控制，并且可以在保证双转子电机同步运行的同时，显著提升控制系统的可靠性，因而广泛的适用于工业、军工等多种应用场合。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一典型实施例中的双转子电机控制系统的示意图；

图2为本实用新型一典型实施例中的双转子电机结构示意图；

图3为本实用新型一典型实施例中的霍尔传感器信号示意图；

图4为本实用新型一典型实施例中的霍尔传感器冗余设计示意图；

附图标记说明：1-双转子电机控制器，2-第一驱动器，3-第二驱动器，4-双转子电机，5-给定速度信号，6-第一霍尔反馈信号，7-第二霍尔反馈信号，8-第一控制信号及第一电角度信号，9-第二控制信号及第二电角度信号，10-第一驱动信号，11-第二驱动信号，12-定子，13-第一转子，14-第二转子，15-第一转轴，16-第二转轴，17-第一转子磁钢，18-第二转子磁钢，19-第一组霍尔传感器，20-第二组霍尔传感器，21-第三组霍尔传感器，22-第四组霍尔传感器，23-第一传感单元，24-第二传感单元。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参阅图1所示是本实用新型一典型实施例中一种双转子电机控制系统的示意图。该双转子电机控制系统包括双转子电机控制器1、第一传感单元23、第二传感单元24、第一驱动器2和第二驱动器3；所述第一传感单元、第二传感单元分别与双转子电机4的第一转子13、第二转子14对应设置，并均与双转子电机控制器1连接；所述双转子电机控制器1同时通过第一驱动器2、第二驱动器3与双转子电机4连接。

进一步的，所述第一传感单元23、第二传感单元24分别用于将对应于第一转子、第二转子的第一传感信号6、第二传感信号7反馈至双转子电机控制器1，所述双转子电机控制器1用于将第一控制信号及第一电角度信号8、第二控制信号及第二电角度信号9分别输往第一驱动器2、第二驱动器3，所述第一驱动器2、第二驱动器3用于分别将第一驱动信号10、第二驱动信号11输往双转子电机4，从而构建形成一控制回路。在该图1中，直线箭头所示方向为信号或电流的传输方向。

请参阅图2，在该典型实施例中，所述双转子电机4的定子12上固定设置两套线圈绕组，第一转轴15、第二转轴16分别固定在第一转子13、第二转子14上，第二转轴16套设在第一转轴15上且两者无直接接触，即，第二转轴16以中空方式套在第一转轴15外。进一步的，所述第一转轴15、第二转轴16的出轴在同一方向。

请继续参阅图2，在该典型实施例中，设置第一组霍尔传感器19和第二组霍尔传感器20作为第一传感单元23检测第一转子13上的第一磁钢17信号；设置第三组霍尔传感器21和第四组霍尔传感器22作为第二传感单元24检测第二转子14上的第二磁钢18信号。该四组霍尔传感器固定在定子12上。

请参阅图3，在该典型实施例中，所述第一转子13上的传感器信号由第一组霍尔传感器19和第二组霍尔传感器20产生。该两组霍尔传感器19、20以相同电角度安装，并可以输出六个霍尔传感器输出信号为h1a、h1b、h1c、h1aˊ、h1bˊ、h1cˊ。h1a、h1b、h1c相差120°电角度，h1a与h1aˊ、h1b与h1bˊ、h1c与h1cˊ信号一致。第二转子14的传感器信号由第三组霍尔传感器21和第四组霍尔传感器22产生，方式同上。当然，针对每一转子的传感器还可以是三组或更多组，以及，前述的每一组霍尔传感器也可包括四个或更多个霍尔传感器，其中任意两个相邻霍尔传感器可以均相差相同电角度。

请参阅图4，在该典型实施例中，所述双转子电机控制器1控制第一驱动器2时，首选第一组霍尔传感器19。当第一组霍尔传感器19出现故障时，控制器判断是其中哪一个霍尔(例如h1a)出现故障，且实时切换到第二组霍尔传感器20对应的同电角度的霍尔传感器(例如h1aˊ)，此时控制器得到新的霍尔传感器组合(例如h1aˊ、h1b与h1c)用于控制第一转子13。双转子电机控制器1控制第二驱动器3时，首选第三组霍尔传感器21，方式同上。

在该典型实施例中，所述双转子电机控制器1通双转子电机4上的霍尔传感器反馈得到第一转子13及第二转子14的第一传感信号6和第二传感信号7。双转子电机控制器1通过将给定转速信号5与第一传感信号6、第二传感信号7进行内部控制处理分别得到第一控制信号及第一电角度信号8、第二控制信号及第二电角度信号9。前述的两路控制信号和电角度信号发送到第一驱动器2和第二驱动器3，两个驱动器由第一驱动信号10和第二驱动信号11控制双转子电机4。其中，所述第一控制信号、第二控制信号均为电流控制信号。

在该典型实施例中，较佳的，所述给定速度信号5(即，转速指令)可以通过通信形式rs485、can等形式给定，也可以通过模拟量形式给定。

在该典型实施例中，较佳的，所述双转子电机控制器发送到两个驱动器的电流控制信号和电角度信号，可以通过通信形式rs485、can等形式给定，也可以通过模拟量形式给定。

在该典型实施例中，前述双转子电机控制器1、第一传感单元23、第二传感单元24、第一驱动器2和第二驱动器3均以本领域熟知的硬件实现，同样的，前述双转子电机控制器1中的各个功能模块也均是本领域熟知的硬件实现，这些硬件都可以从市场购得。

本实用新型提供的双转子电机控制系统可以实现双转子的同步控制，尤其适于针对此种类型的双转子电机进行控制，其中通过转速比例和偏置同步调节两个转子的转速，更广泛的适用于多种应用场合，进一步的，通过同时采用霍尔冗余设计，还可进一步增强控制系统的可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。