[發明專利]一種高溫無刷直流電機驅動裝置

在審

• 申請號: 201910314385.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN109861592A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 逯江波;艾凱;逯晶晶
• 申請（專利權）人: 東營市宇彤機電設備有限責任公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16;H02H7/085;H02K29/00;H02K29/08
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 尚欣

本發明提供了一種高溫無刷直流電機驅動裝置，適用于高溫大功率直流無刷電機的驅動，包括：檢測電路模塊用于檢測無刷直流電機的位置轉速信號和電流信號，其中檢測電路模塊包括霍爾傳感器；上電復位自檢模塊；過流保護模塊，其中，當電流超過6A時，發出剎車制動信號；剎車制動模塊，用于進行剎車制動。本發明的電機驅動裝置能夠控制時間和響應速度可調，支持CAN通訊協議，控制簡單，失效溫度高，可靠性高。

技術領域

本發明涉及電機控制領域，具體涉及一種高溫無刷直流電機驅動裝置。

背景技術

無刷直流電機由永磁材料制造的轉子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器組成。其具備直流電機優越的調速性能的同時，由于取消了碳刷、滑環結構所帶來的各類問題。具有結構簡單、效率高、運行可靠等優點。無刷直流電機的調速方式通常通過開環PWM調制來實現，通過外部給定占空比來實現轉速的變化，但這種調速方式適用于對調速要求不高的場合，無法滿足較高的調速性能要求，也無法實現對轉矩轉速的高精度控制。同時，傳統的單片機控制系統、專用電機控系統和DSP控制系統，在實現故障保護時，實現的故障保護電路，響應延時長，降低了系統的安全性。傳統的無刷直流電機的閉環速度控制和閉環位置控制系統，需要利用編碼器作為傳感器對電機的速度和位置進行檢測，在使用時提高了系統的生產成本。

現有技術中的無刷直流電機以其可靠性高、可控性好、效率高、體積小、壽命長、過載強等優勢，適應于復雜的工作環境。但是，目前市場上現有的無刷直流電機控制器存在以下不足：1、應用環境限制，不能適應井下高溫高壓強振動等惡劣工作環境，安全性和可靠性差。2、控制功能有限，需要針對井下控制系統需求進行重新配置，專用性差。而現在的無刷直流電機處理速度相對較慢，不能滿足產品的較繁復工作和及時的數據處理的需求，而且這種控制裝置的電機位置及轉速的檢測一般是通過光柵編碼器來實現的，但因光柵編碼器存在安裝復雜、可靠性較低、適用環境差的缺點，使得其使用效果不是十分理想，不能滿足日益進步的社會需要。

傳統的無刷直流電機驅動電路由功率器件和驅動電路構成，功率器件通常需要專門的散熱片來散熱，對減小驅動電路的體積非常不利，怎樣可靠散熱是無刷電機驅動電路縮小體積要解決的難題，并且霍爾傳感器在高溫時測量結果不準確，因此，獲取霍爾傳感器的溫度并進行高效散熱也是要解決的難題。

發明內容

基于解決上述問題，本發明提供了一種高溫無刷直流電機驅動裝置，其包括檢測電路模塊、上電復位自檢模塊、過流保護模塊、剎車制動模塊、顯示模塊、通信模塊、CPU控制模塊、信號發生器模塊、整流三相逆變模塊、電源模塊、IGBT驅動模塊、無刷直流電機、存儲器模塊和通訊模塊；所述檢測電路模塊包括霍爾傳感器，檢測轉子的位置；所述上電復位自檢模塊將轉子運行至起位置，進行正常起動；所述過流保護模塊，其中，當電流超過6A時，發出剎車制動信號；所述剎車制動模塊，進行剎車制動使轉子停止轉動；顯示模塊，用于顯示電機的轉速，霍爾傳感器的溫度，工作電流；所述通信模塊支持CAN通訊協議，用于電機控制信號的輸入和輸出；所述CPU控制模塊用于和各模塊輸入信號的運算，以及運算結果的輸出；所述信號發生器模塊產生方波或正弦波；所述電源模塊用于整流、電壓轉換為不同的模塊供電；所述IGBT驅動模塊用于各模塊中的開關控制；所述無刷直流電機，包括定子和轉子，設置在轉子上的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器測量轉子的位置，并將位置信號通過設置在轉子上信號輸出端輸入，并且設置與霍爾傳感器物理接觸的溫度傳感器，通過轉子上信號輸出端輸入；所述存儲器模塊中存儲的數據包括：無刷直流電機位置信號、轉速信號，電流信號，霍爾傳感器的溫度信號。

根據本發明的實施例，所述轉子上設置有霍爾傳感器安裝槽，用于安裝霍爾傳感器和溫度傳感器。

根據本發明的實施例，所述溫度傳感器為石墨烯溫度傳感器。

根據本發明的實施例，所述轉子中心設置為空心結構，所述霍爾傳感器和溫度傳感器的連接線從通過空心結構連出。

根據本發明的實施例，所述通訊模塊具有15孔的R232接口。