[發明專利]一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器及其裝置

有效

• 申請號: 201410018396.2
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103780167A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 竇滿峰;賀夢穎;楊劍威;趙祥珺;陳敏;包艷艷;董鵬
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/14;H05K7/20;H05K9/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，包括控制電路、功率電路、電源電路，電源電路通過DC／DC轉換模塊生成控制電路所需要的供電電壓；控制電路采用主控芯片DSP和CPLD生成PWM波來控制功率電路中功率開關管的通斷，實現電機正常換相；功率電路采用專用集成IPM智能功率模塊驅動電機的運轉；其特征在于控制電路包括Hall電路、DSP系統、Current?Loop電路、PWM電路、CPLD電路和Logic?Ports電路，Hall電路輸出兩路相同的三相霍爾信號，一路三相霍爾信號輸入到DSP系統，實現轉速閉環控制，DSP輸出的數字信號經過DA轉換成模擬信號，模擬信號通過硬件Current?Loop電路實現過流保護，Current?Loop電路的輸出信號經過PWM電路生成兩路反向的PWM波，PWM波與Hall電路輸出的另一路三相霍爾信號經過CPLD電路生成六路PWM波，六路PWM波經過Logic?Ports硬件電路來防止上下管子互通，經過Logic?Ports硬件電路的六路PWM波通過驅動芯片ULN2003生成驅動IPM的信號，控制電機的正常運行。

2.根據權利要求1所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，其特征在于所述的功率電路采用光耦HCPL4505進行信號隔離和電平轉換的作用。

3.根據權利要求1所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，其特征在于所述的電源電路采用YND系列電源模塊來實現DC/DC轉換來優化散熱功能。

4.根據權利要求1所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，其特征在于所述的DSP系統采用速度閉環設計，實現速度閉環數字化，提高速度穩定性。

5.根據權利要求1所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，其特征在于所述的控制電路采用電流截止負反饋控制技術，解決起動、正/反轉和堵轉時的電流沖擊問題。

6.根據權利要求1所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器，其特征在于所述的控制電路采用低溫加熱保護技術，當控制器內部溫度降至0℃時，加熱電路導通，功率電阻與290V輸入直流電相連，對控制器進行加熱；當控制器內部溫度回升至25℃時，加熱電路關斷，功率電阻與290V輸入直流電斷開，停止對控制器加熱。

7.一種實現權利要求1所述的用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器的裝置，包括電源模塊板（1）、控制電路板（2）、IPM驅動板（3）、IPM模塊（4）、加熱電阻Ⅰ（5）、加熱電阻Ⅱ（6）、加熱電阻Ⅲ（7）、濾波電容（8）、延時上電開關（9）、電流傳感器（10）、插針（11）、中間鋁隔板（12）、散熱底板（13），其特征在于所述的中間鋁隔板（12）位于控制器裝置的正中間，把控制器裝置分為上下兩層，控制電路板（2）固定在中間鋁隔板（12）的上面，加熱電阻Ⅱ（6）和加熱電阻Ⅰ（5）分別焊接在中間鋁隔板（12）的上下表面，通過鋁隔板（12）給控制電路板（2）加熱，控制電路板（2）通過插針（11）與IPM驅動板（3）連接，IPM驅動板（3）位于IPM模塊（4）上面，IPM模塊（4）與電源模塊板（1）均位于散熱底板（13）上，散熱底板（13）位于控制器裝置的底部。

8.根據權利要求8所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器的裝置，其特征在于所述的控制電路板（2）采用支架安裝結構來固定在中間鋁隔板（12）。

9.根據權利要求8所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器的裝置，其特征在于所述的電源模塊板（1）是反面放置于散熱底板（13）上。

10.根據權利要求8所述的一種用于臨近空間飛行器系統的電機驅動控制器的裝置，其特征在于所述的加熱電阻Ⅱ（6）和加熱電阻Ⅰ（5）底部涂有導熱硅脂。