[发明专利]一种双电机推进系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种双电机推进系统及其控制方法，所述方法包括：主电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈电动机的状态信息；从电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈电动机的状态信息；所述转速指令包括主电机的主转速指令和从电机的从转速指令；所述主电机控制器和所述从电机控制器之间内部通信相互传递数据。本发明提供的双电机推进系统控制方法，可有效控制双电机按照转速指令和螺旋桨负载均衡输出转速和转矩，基于协同控制以及冗余设计使得系统具备容错性能好的特点，出现部分故障时能保证整个电动机系统能继续工作。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种双电机推进系统及控制方法。

背景技术

电动飞机、太阳能无人机、平流层飞艇的推进系统采用电动机装置驱动螺旋桨产生推进动力。推进系统包括电动机装置和螺旋桨，电动机装置由电动机和电动机控制器组成，是推进系统的核心组成部分。受电池能量密度限制和长航时飞行要求，电动机装置需具备高功重比、高效率、高容错性和双电机协同工作一致性好的技术特点。

现有高空飞行器电推进方案主要是分布式、有位置传感器的直流无刷电机方案，在机翼或机头机尾分布设置多个电动机装置，分布式带来功重比降低的问题、位置传感器也带来可靠性和功重比的问题、直流无刷电机方波控制方式带来整个系统效率降低的和转矩脉动的问题。此外，双电机(也叫双电动机，包括主电动机和从电动机，也可以称主电机和从电机)协同工作的一致性也是现有技术的难点，双电机配合不同步易导致电机彼此较劲或过流保护。因此，针对双电机推进系统需要设计一种新的控制方法兼顾以上特点。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种双电机推进系统及控制方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种双电机推进系统，该双电机推进系统包括：主电动机、从电动机、主电机控制器和从电机控制器；其中，所述主电动机和所述从电动机采用独立的定子和转子，所述主电动机和所述从电动机共用转子外壳和电机轴；所述主电机控制器的输出与所述主电动机的三相线连接，所述从电机控制器的输出与所述从电动机的三相线连接；所述主电机控制器和所述从电机控制器通信连接。

可选地，所述主电机控制器包括：与所述主电动机的相线连接的主电流传感器，与所述主电动机的母线连接的主电压采集电路，所述主电压采集电路与所述从电流传感器分别与主数字信号处理器连接；

所述从电机控制器包括：与所述从电动机的相线连接的从电流传感器，与所述从电动机的母线连接的从电压采集电路，所述从电压采集电路与所述从电流传感器分别与从数字信号处理器连接。

可选地，所述主电机控制器包括：主速度环控制器、主电流环控制器、主电机矢量控制器、主Clark变换、主Park变换和主反Park变换，其中，所述主数字信号处理器分别与所述主电机矢量控制器、所述主Park变换的输和所述主反Park变换连接，所述主数字信号处理器还与所述主速度环控制器连接，所述主速度环控制器与所述主电流环控制器连接，所述主电流环控制器与所述主反Park变换连接；

所述从电机控制器包括：从速度环控制器、从电流环控制器、从电机矢量控制器、从Clark变换、从Park变换和从反Park变换，其中，所述从数字信号处理器分别与所述从电机矢量控制器、所述从Park变换的输和所述从反Park变换连接，所述主数字信号处理器还与所述从速度环控制器连接，所述从速度环控制器与所述从电流环控制器连接，所述从电流环控制器与所述从反Park变换连接。

第二方面，本发明提供了一种双电机推进系统的控制方法，所述方法包括：

主电机控制器与外部通信接收转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；

从电机控制器与外部通信接收所述转速指令并向外部反馈所述双电机推进系统的状态信息；

所述转速指令包括主电机的主转速指令和从电机的从转速指令；