[發明專利]一種航空用控制類電機電流保護裝置

在審

• 申請號: 202011396051.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112688620A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 蔣知英;陳騫
• 申請（專利權）人: 貴陽航空電機有限公司
• 主分類號: H02P29/68
• 分類號: H02P29/68
• 代理公司: 貴陽春秋知識產權代理事務所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發明公開了一種航空用控制類電機電流保護裝置，包括；供電電源，逆變器，帶有主控芯片的控制板，電流采樣電路，具有與逆變器連接的功率管，并利用功率管的導通內阻采集電機的相電流，以采集形成導通電壓得到采樣值；電流信號調理電路，與電流采樣電路以及主控芯片連接，用于信號調理采集到的功率管導通電壓，并傳送入主控芯片以對電機進行限流啟動與過流保護。本發明具有成本低廉、體積小、重量輕巧的特點，采用功率管的導通內阻來采集電機的相電流，使得該系統在使用不會出現額外增加損耗，極大解決了航空電機產品空間和重量以及無法適用大電流場合中的問題提高產品的可靠性。

技術領域

本發明涉及電機保護裝置領域，尤其適用在永磁無刷類大電流電機的限流啟動以及過流保護，具體為一種航空用控制類電機電流保護裝置。

背景技術

控制類電機兩大必不可少的功能，一是過流保護；二是限流啟動，這兩項功能的傳統做法如下所述，過流保護：目前幾乎所有產品均是以通過電流傳感器或采樣電阻采集電機母線電流，依據采集的電流大小在CPU主控芯片中與初始給定值進行比較，最終由主控芯片輸出保護指令。而限流啟動：同過流保護原理，通過電流傳感器或采樣電阻采集電機母線電流，依據采集的電流大小在CPU主控芯片中與初始給定最大啟動電流值進行比較，當電流大于等于初始設定值時，通過算法控制電機PWM占空比，保證產品啟動電流不超過極限最大值。

傳統的技術實現方法特點是原理簡單，因有電流傳感器，特別是大電流傳感器，其傳感器本身體積較大，因此產品所需體積空間大，難以做到小型化，輕量化，且有大電流傳感器的存在，其可靠性不高；如果采用采樣電阻采集電流，可以節約體積和重量，但因電阻的功率限制，目前采樣電阻模式一般只適用在小電流場合，針對大部分低壓大功率航空電機產品幾百安的電流無法適用。

且當應用在航空產品時，要求就更高，由于航空產品中對每個產品的體積、重量要求均較為嚴苛，空間和體積是一架飛機性能優劣的一個重要指標，也是一個航空電機產品能否研發成功與否的關鍵因素，因此對于機載電機而言，需要做到在功能、性能不變的情況下機載電機整體盡量小型化，輕量化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種航空用控制類電機電流保護裝置，以解決上述背景技術中提出的控制類電機在保證功能、性能不變的情況下取消電流傳感器或采樣電阻實現過流保護及限流啟動，以減小產品的體積和重量，也可以解決采樣電阻無法適用的大電流場合中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案；包括：

供電電源，用于對電機提供驅動電能；

逆變器，用于與供電電源連接；

控制板，帶有主控芯片，連接在逆變器與電機之間；

電流采樣電路，具有與逆變器連接的功率管，并利用功率管的導通內阻采集電機的相電流，以采集形成導通電壓得到采樣值；

電流信號調理電路，與電流采樣電路以及主控芯片連接，用于信號調理采集到的功率管導通電壓，并傳送入主控芯片以對電機進行限流啟動與過流保護。

優選的，還包括溫度檢測電路，用于調整并對采樣值中的電流值進行補償；溫度檢測電路包含溫度傳感器，溫度傳感器一輸入端與功率管電性連接，溫度傳感器的一輸出端與主控芯片電性連接。

優選的，所述電流信號調理電路具有集電極開路輸出方式、至少兩個二極管D1-D3、電阻R1-R10、以及由運放器組成的減法電路；集電極開路輸出包含U1、U2、U3和U4運放器。

優選的，所述主控芯片具有PWM接口、SPI接口、ADC接口和CAP接口，該主控芯片采用TMS320F28035型芯片。

優選的，所述主控芯片的PWM接口傳輸驅動信號與保護信號到逆變器的驅動電路當中，該主控芯片的SPI接口傳輸DAC過流保護闊值以實現過流保護，主控芯片的ADC接口與電流信號調理電路連接，且主控芯片的CAP接口與電機之間還設置有霍爾元件，以檢測電機內轉子的霍爾位置信號。