[發(fā)明專利]一種用于臨近空間飛行器系統(tǒng)的電機驅(qū)動控制器及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410018396.2
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103780167A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 西北工業(yè)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(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機驅(qū)動控制器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于臨近空間飛行器系統(tǒng)的電機驅(qū)動控制器及其裝置。?

背景技術(shù)

臨近空間是未來空天一體化作戰(zhàn)的重要戰(zhàn)略領(lǐng)域，但目前仍是空天軍事系統(tǒng)的薄弱地帶，世界各主要軍事強國正在加緊進行各項研究工作，以爭取盡早占據(jù)這一戰(zhàn)略制高點。?

臨近空間因其顯著的特點：空氣相對稀薄、環(huán)境溫度變化復雜、環(huán)境壓力低、臭氧和太陽輻射能力強等，因此，臨近空間環(huán)境的復雜性和臨近空間飛行器相關(guān)研制技術(shù)的高難度是臨近空間至今尚未開發(fā)的根本原因。?

為了滿足臨近空間飛行器電推進系統(tǒng)驅(qū)動控制器的技術(shù)指標（包括性能指標、功能指標以及環(huán)境指標三個方面），使控制器在技術(shù)指標要求的工作范圍內(nèi)均可以正常工作，本發(fā)明采用的臨近空間飛行器系統(tǒng)電機驅(qū)動控制器的設(shè)計方法，確保了控制器在高空低溫低壓的環(huán)境下，仍可以正常通訊，可靠運行，滿足臨近空間飛行器電推進系統(tǒng)高效高可靠性的技術(shù)要求。?

臨近空間飛行器采用太陽能電池供電的方式，比較適合提供高壓直流電源（300VDC），但是適用于高壓直流電源的大功率無刷電機面臨一些技術(shù)問題需要解決，特別是控制器設(shè)計、控制器可靠性、電機參數(shù)與控制參數(shù)匹配等問題都是研究重點。?

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題?

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種用于臨近空間飛行器系統(tǒng)的電機驅(qū)動控制器及其裝置。?

技術(shù)方案?

一種用于臨近空間飛行器系統(tǒng)的電機驅(qū)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(zhuǎn)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(guān)管的通斷，實現(xiàn)電機正常換相；功率電路采用專用集成IPM智能功率模塊驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)；其特征在于控制電路包括Hall電路、DSP系統(tǒng)、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(tǒng)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，DSP輸出的數(shù)字信號經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換成模擬信號，模擬信號通過硬件Current?Loop電路實現(xiàn)過流保護，Current?Loop電路的輸出信號經(jīng)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(jīng)過CPLD電路生成六路PWM波，六路PWM波經(jīng)過Logic?Ports硬件電路來防止上下管子互通，經(jīng)過Logic?Ports硬件電路的六路PWM波通過驅(qū)動芯片ULN2003生成驅(qū)動IPM的信號，控制電機的正常運行。?

所述的功率電路采用光耦HCPL4505進行信號隔離和電平轉(zhuǎn)換的作用。?

所述的電源電路采用YND系列電源模塊來實現(xiàn)DC/DC轉(zhuǎn)換來優(yōu)化散熱功能。?

所述的DSP系統(tǒng)采用速度閉環(huán)設(shè)計，實現(xiàn)速度閉環(huán)數(shù)字化，提高速度穩(wěn)定性。?

所述的控制電路采用電流截止負反饋控制技術(shù)，解決起動、正/反轉(zhuǎn)和堵轉(zhuǎn)時的電流沖擊問題。?

所述的控制電路采用低溫加熱保護技術(shù)，當控制器內(nèi)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(nèi)部溫度回升至25℃時，加熱電路關(guān)斷，功率電阻與290V輸入直流電斷開，停止對控制器加熱。?

一種實現(xiàn)所述用于臨近空間飛行器系統(tǒng)的電機驅(qū)動控制器的裝置，包括電源模塊?板1、控制電路板2、IPM驅(qū)動板3、IPM模塊4、加熱電阻Ⅰ5、加熱電阻Ⅱ6、加熱電阻Ⅲ7、濾波電容8、延時上電開關(guān)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Ⅱ6和加熱電阻Ⅰ5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(qū)動板3連接，IPM驅(qū)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。?

所述的控制電路板2采用支架安裝結(jié)構(gòu)來固定在中間鋁隔板12。?

所述的電源模塊板1是反面放置于散熱底板13上。?

所述的加熱電阻Ⅱ6和加熱電阻Ⅰ5底部涂有導熱硅脂。?

有益效果?