一种载人电动飞机大功率高效永磁同步电机伺服控制器制造技术

一种载人电动飞机大功率高效永磁同步电机伺服控制器，包括电路控制单元和机械单元；其中电路控制单元包括内部单元和外部单元；其中内部单元包括电容分配板B2、三相逆变器主电路、主控制板、电流传感器模块、温度传感器和直流母线电压采样单元；外部单元包括X1接口、X2接口、X3接口、X4接口、X5接口和X6接口；本实用新型专利技术的有益效果：该型PMSM伺服控制器实现了高可靠性、轻质、大功率输出、低成本的技术成果，填补了电动飞机大功率高效永磁同步电动机(PMSM)控制器设计的技术空白，提高了电动飞机的工作稳定性、有效载荷和续航能力，并且降低了成本，更利于整机系统的升级和装配方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于伺服控制
，尤其涉及一种载人电动飞机大功率高效永磁同步电机伺服控制器。
技术介绍
目前，国内载人电动飞机可采用的电驱动系统主要包括有刷直流电动机系统、感应电动机系统、开关磁阻电动机系统、无刷直流电动机系统及永磁同步电动机系统。其中永磁同步电机(PMSM)系统具有最高的效率、高的功率密度和转矩密度、较好的调速能力、较低的振动噪声等性能特点，具有电动飞机驱动的最优综合指标。目前，大功率PMSM控制器主要缺点:成本高，技术封锁(设备维护费用高，技术支持难度大，周期长)，重量大(降低了飞机的有效载荷)，长时间工作可靠性低。目前，与载人电动飞机PMSM伺服控制器相近的产品主要是电动汽车PMSM大功率控制器。由于该控制器用于电动汽车，控制器的冷却方式主要是水冷方式，并且重量大，额定工作效率低，长时间工作可靠性低。因此，不适用于载人电动飞机永磁同步电机的控制系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种载人电动飞机大功率高效永磁同步电机伺服控制器。本技术的技术方案是这样的:该型PMSM伺服控制器包括电路控制单元和机械单元；其中电路控制单元包括内部单元和外部单元；其中内部单元包括电容分配板B2、三相逆变器主电路、主控制板、电流传感器模块、温度传感器和直流母线电压采样单元；夕卜部单元包括Π接口、X2接口、X3接口、X4接口、X5接口和X6接口 ；所述的三相逆变器主电路包括三组逆变器桥和驱动板；所述的电流传感器模块包括三组交流电流传感器和一组直流电流传感器；所述的温度传感器包括散热器温度传感器和控制器温度传感器；所述的Xl接口负责工作电源、缓冲上电控制和风扇驱动；所述的X2接口负责开关信号输入输出和模拟信号输入；所述的X3接口负责两路CAN总线和一路RS232总线；所述的X4接口负责电机传感器、一路光电编码器、一路霍尔传感器、三组电机内部绕组温度模拟信号；所述的X5接口负责直流母线；所述的X6接口负责驱动输出；内部单元连接为:直流母线接口 X5采用母线正负极铜排经过电流传感器IS4连接电容分配板B2，电容分配板B2采用正负软铜排连接三相逆变器主电路，三相逆变器主电路再采用三相软铜排经过三相电流传感器后连接驱动输出接口 X6，从而构成驱动主回路。电流传感器IS4、母线电压、三相输出电流传感器IS1、IS2、IS3、散热器温度传感器T4、控制器温度传感器T5、驱动板输出温度信号和控制信号通过信号调理电路采用端子连接主控制板BI。主控制板BI同时经过隔离保护及信号调理电路采用端子分别连接X1、X2、X3、X4外部连接端子。外部单元连接为:外部直流母线X5接口采用屏蔽电缆连接直流母线主回路缓冲供电单元，外部驱动输出接口 X6采用屏蔽电缆连接PMSM电机，Xl接口采用屏蔽电缆分别连接外部工作电源24V、散热风扇、缓冲上电单元继电器和主断路器，X2接口分别连接外部1设备和模拟调速设备，X3接口采用屏蔽电缆分别连接调试上位机、用户上位机及数显仪表，X4接口采用屏蔽电缆分别连接电机上安装的光电编码器、霍尔传感器及温度传感器。机械单元包括壳体组件、控制板支架和散热器组件；壳体组件包括壳体KT和壳体盖KTG ;散热器组件包括散热器SRQ、散热器护盖SRG和散热风扇。壳体盖安装在壳体顶端，散热器安装在壳体下端，散热器护盖安装在散热器两端及底部，散热风扇安装在散热器的一侧，控制板支架安装在壳体内，散热器上端。所述的主控制板安装在控制板支架上；所述的壳体组件、控制板支架和散热器组件均采用轻质铝材制成。本技术的有益效果:该型PMSM伺服控制器实现了高可靠性(额定工况下整机2个小时可靠运行)、轻质(控制器重量控制在1kg以内)、大功率输出(额度50KW)、低成本的技术成果，填补了电动飞机大功率高效永磁同步电动机(PMSM)控制器设计的技术空白，达到先进水平。该型PMSM伺服控制器提高了电动飞机的工作稳定性、有效载荷和续航能力，并且降低了成本，更利于整机系统的升级和装配方便，为该型控制器的生产和维护提供了技术支撑，其实际意义和效益十分明显。【附图说明】:图1是PMSM电机伺服控制器功能框图；图2是PMSM电机伺服控制器器件装配正视图；图3是PMSM电机伺服控制器器件装配俯视图；图4是PMSM电机伺服控制器器件去顶盖内部装配俯视图；图中:1壳体、2 IGBT模块、3连接器、4电容分配板、5驱动板、6散热风扇、7交流电流传感器、8母线正极铜排、9三相软铜排1、10三相软铜排2、11负软铜排1、12正软铜排2、13直流电流传感器、14散热器、15散热器护盖、16温度传感器、17主控制板、18铝螺柱、19壳体盖、20航插1、21航插2、22航插3、23航插4、24控制板支架、25母线负极铜排。【具体实施方式】下面结合附图和实施对本技术做进一步的描述。如图1、2、3和4所示，该型PMSM伺服控制器包括电路控制单元和机械单元；其中电路控制单元包括内部单元和外部单元；其中内部单元包括电容分配板B2 ;三相逆变器主电路(三组逆变器桥，每组桥包括=IGBT模块Ml、M2、M3和驱动板QDl、QD2、QD3构成，其中IGBT模块采用FF600R07ME4，驱动板采用2SP0115T);主控制板BI (DSP28335作为主控单元，实现模拟和数字信息采集、空间矢量控制算法、控制逻辑、输出等功能，安装在控制板支架TJl上)；电流传感器(三组交流电流传感器HAH1DR400-S:1S1、IS2、IS3和一组直流电流传感器HAH1DR200-S:1S4)和温度传感器(散热器温度传感器:当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载人电动飞机大功率高效永磁同步电机伺服控制器，其特征在于:包括电路控制单元和机械单元；其中电路控制单元包括内部单元和外部单元；其中内部单元包括电容分配板B2、三相逆变器主电路、主控制板、电流传感器模块、温度传感器和直流母线电压采样单元；外部单元包括X1接口、X2接口、X3接口、X4接口、X5接口和X6接口；所述的三相逆变器主电路包括三组逆变器桥和驱动板；所述的电流传感器模块包括三组交流电流传感器和一组直流电流传感器；所述的温度传感器包括散热器温度传感器和控制器温度传感器；所述的X1接口负责工作电源、缓冲上电控制和风扇驱动；所述的X2接口负责开关信号输入输出和模拟信号输入；所述的X3接口负责两路CAN总线和一路RS232总线；所述的X4接口负责电机传感器、一路光电编码器、一路霍尔传感器、三组电机内部绕组温度模拟信号；所述的X5接口负责直流母线；所述的X6接口负责驱动输出；内部单元连接为：直流母线接口X5采用母线正负极铜排经过电流传感器IS4连接电容分配板B2，电容分配板B2采用正负软铜排连接三相逆变器主电路，三相逆变器主电路再采用三相软铜排经过三相电流传感器后连接驱动输出接口X6，从而构成驱动主回路，电流传感器IS4、母线电压、三相输出电流传感器IS1、IS2、IS3、散热器温度传感器T4、控制器温度传感器T5、驱动板输出温度信号和控制信号通过信号调理电路采用端子连接主控制板B1，主控制板B1同时经过隔离保护及信号调理电路采用端子分别连接X1、X2、X3、X4外部连接端子；外部单元连接为：外部直流母线X5接口采用屏蔽电缆连接直流母线主回路缓冲供电单元，外部驱动输出接口X6采用屏蔽电缆连接PMSM电机，X1接口采用屏蔽电缆分别连接外部工 作电源24V、散热风扇、缓冲上电单元继电器和主断路器，X2接口分别连接外部IO设备和模拟调速设备，X3接口采用屏蔽电缆分别连接调试上位机、用户上位机及数显仪表，X4接口采用屏蔽电缆分别连接电机上安装的光电编码器、霍尔传感器及温度传感器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鑫，李玉峰，江秀红，王宇鹏，邵清亮，赵为平，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21