[實用新型]一種雙通道冗余無刷直流電機驅動器

有效

• 申請號: 201120351722.3
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN202276306U
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張一鳴;范海峰;高俊俠
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02H3/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本實用新型涉及一種舵機用雙通道冗余無刷直流電機驅動器，屬于電機技術領域。

背景技術

伺服作動器是飛行控制系統的執行機構，亦稱舵機。它按照飛控計算機的輸出指令對飛機的各操縱面進行直接(復合型舵機)或間接(軸助型舵機)控制。它由控制器，作動器等組成。按使用能源可分為：機電、電液和氣動舵機三種；按被控物理量可分：位置、速度和力舵機三種。目前在飛控系統中常用的是位置式電液伺服舵機，電動式伺服舵機目前也得到迅速發展。但是電動式伺服舵機與傳統的單純機械式舵機相比，可靠性略低，當電路發生故障時，將會影響舵機的使用，危害航空安全，因此設計一個具有高可靠性的電機驅動系統是非常有必要的。

目前，電動式伺服舵機主要采用無刷直流電機，無刷直流電機采用高性能的稀土永磁材料制造，具有高速度，高效率，高動態響應，高熱容量和高可靠性等優點。同時還具有低噪聲和長壽命等特點。是一種新發展起來的新型電機，目前已用于多種領域，尤其在航空舵機中應用廣泛。

固態繼電器工作可靠，壽命長，無噪聲，無火花，無電磁干擾，開關速度快，抗干擾能力強，且體積小，耐沖擊，耐振蕩，防爆、防潮、防腐蝕、能與TTL、DTL、HTL等邏輯電路兼容，以微小的控制信號達到直接驅動大電流負載。主要不足是存在通態壓降(需相應散熱措施)，有斷態漏電流，交直流不能通用，觸點組數少，另外過電流、過電壓及電壓上升率、電流上升率等指標差。

實用新型內容

本實用新型主要針對舵機用無刷直流電機驅動器可靠性及繼電保護等方面存在的問題，克服其不足之處，從提高舵機用無刷直流電機驅動器可靠性和安全性的角度出發，研制一種舵機用雙通道冗余無刷直流電機驅動器及其繼電器保護方案。

本實用新型提供一種舵機用雙通道冗余無刷直流電機驅動器，包括1個控制電路，2個功率放大電路即下述功率放大電路A、功率放大電路B，2個逆變橋主電路即下述逆變橋主電路A、逆變橋主電路B，4個相電流檢測電路即下述第一電流檢測電路、第二電流檢測電路、第三電流檢測電路、第四電流檢測電路，2個過流保護電路即下述過流保護電路A、過流保護電路B，2個繼電保護電路即下述繼電保護電路A、繼電保護電路B；

其中，功率放大電路A和功率放大電路B的輸入端分別與控制電路的控制端口相連；功率放大電路A的輸出端與逆變橋主電路A的輸入端相連，功率放大電路B的輸出端與逆變橋主電路B的輸入端相連；逆變橋主電路A和逆變橋主電路B的輸出端分別連接到雙余度無刷直流電機的兩套繞組上即下述無刷直流電機A側和B側三相繞組；第一電流檢測電路和第二電流檢測電路的輸入端連接無刷直流電機A側三相中的任意兩相上，輸出端分別連接控制電路的控制端口；第三電流檢測電路和第四電流檢測電路的輸入端連接無刷直流電機B側三相中的任意兩相上；輸出端分別連接控制電路的控制端口；過流保護電路A的輸入端連接無刷直流電機A側三相中剩余的一相上，輸出端連接控制電路的控制端口上；過流保護電路B的輸入端連接無刷直流電機B側三相中剩余的一相上，輸出端連接控制電路的控制端口上；繼電保護電路A串聯到逆變橋主電路A的供電電路中，控制端連接到控制電路的控制端口上；繼電保護電路B串聯到逆變橋主電路B的供電電路中，控制端連接到控制電路的控制端口上；

控制電路是整個系統的指揮控制中心，協調各部分的工作以及控制電機的啟動、停止、調速及反向等動作，控制對象是雙余度無刷直流電機，即在一個電機定子內嵌放兩套繞組，起到提高可靠性的目的；功率放大電路的作用是將控制器輸出的控制信號隔離、放大，增加其驅動能力；逆變橋主電路主要包含功率開關器件，按順序導通保證電機的正常工作；相電流檢測電路主要起實時檢測電機相電流的作用，經過處理后輸入到控制器，對電機轉速進行反饋調節；過流保護電路是在系統發生故障時能及時的對故障進行診斷及保護；繼電保護電路是系統的關鍵部分，它利用微弱的控制信號，起到控制大電流負載的作用，能在主電路發生故障時，第一時間切斷供電，以防對系統造成更大程度的損害，提高了系統整體的可靠性及安全性。

所述的雙通道冗余無刷直流電機驅動器的繼電器保護方法，其特征在于：