[發明專利]核電站機械臂及耐輻射兩相步進電機驅動器

有效

• 申請號: 201610013442.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105511328B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 欒偉玲;張曉霓;韓延龍;姜懿峰;孫柯
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 沈履君

本發明揭示了一種核電站機械臂及耐輻射兩相步進電機驅動器，所述驅動器包括電路板，電路板上設有電子元器件；所述驅動器內的電子元器件上貼有防輻射材料，整個電路板外部由防輻射外殼包裹。所述驅動器還包括主控制芯片、電源部分、CAN總線收發器、電流反饋部分、雙H橋MOSFET驅動電路；所述電源部分、CAN總線收發器、電流反饋部分、雙H橋MOSFET驅動電路與控制芯片的不同引腳相連。本發明提出的核電站機械臂及耐輻射兩相步進電機驅動器，可有效提高裝置的輻射抗性。

技術領域

本發明屬于驅動器技術領域，涉及一種電機驅動器，尤其涉及一種耐輻射兩相步進電機驅動器。

背景技術

在目前可利用的可再生能源中，核能是極少數達到工業應用、可以大規模替代化石燃料的能源之一。但核電站中的強輻照環境使得工作人員無法進入其中作業，遠距離控制技術是核工業不可缺少的工具。不可避免地，控制系統中的大量元器件將受到強輻射照射，而電子元器件的耐輻射能力往往成為瓶頸。

驅動系統作為遠距離控制中的必要系統，其耐輻照性能至關重要。為保證驅動系統在強輻照環境下依然能工作，目前通常采用將整塊電路板用鎢或鉛等重金屬整體包裹的屏蔽方法，但卻因此給驅動系統造成了大量的無用質量，同時削弱了系統的控制性能。

與其他電機相比，步進電機無電刷，電機的壽命僅取決于軸承的壽命，因此具有高可靠性，即使在強輻照環境下仍能保持長時間工作。但與之相對應，相比伺服驅動器等，現有步進電機驅動器控制性能低，而且市售的步進驅動器并不具備通信功能，以上缺點極大限制了步進驅動系統的使用。針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種耐輻射兩相步進電機驅動器，可有效提高裝置的輻射抗性。

此外，本發明還提供一種核電站機械臂，可有效提高裝置的輻射抗性。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種耐輻射兩相步進電機驅動器，所述驅動器包括：電路板、電子元器件；

所述電子元器件包括主控制芯片、電源部分、CAN總線收發器、電流反饋部分、雙H橋MOSFET驅動電路；所述電源部分、CAN總線收發器、電流反饋部分、雙H橋MOSFET驅動電路與主控制芯片的不同引腳相連；

所述CAN總線收發器作為一個信息化接口，實現驅動器與驅動器之間、驅動器與總控制器之間的通訊；由于該動力執行機構包括3個自由度，所以需要三臺驅動器間相互協調配合；當控制器收到命令后，通過CAN接口分別給予三臺驅動器不同的控制信號，以使三臺步進電機相互獨立地轉動，完成預定動作；

作為對輻射敏感的功率元件，采用耐輻射能力強的8個MOSFET搭建電路，與集成度高的驅動芯片相比，其耐輻射能力大大提高；同時，將組成H橋的8個MOSFET管及電壓轉換元器件分立在電路板四周，利用垂直空間節省電路板面積，增強器件的散熱能力；

所述驅動器選用封裝小、的電子元器件組成電路，布局緊湊，電路板的體積為120cm³，重量為90g；部分芯片上有鎢/氧化鋁貼片材料；

所述驅動器內的電子元器件上貼有防輻射材料，該防輻射材料為局部屏蔽用的鎢基合金；

整個電路板外部加裝防輻射屏蔽盒，屏蔽盒外殼為雙層結構，分別為重金屬屏蔽層及中子有機復合屏蔽層；中子屏蔽層在最外側，重金屬屏蔽層在內測，能有效吸收中子層屏蔽產生的次級γ射線。