一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器制造技术

本申请提供了一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器，用于对多种电机进行伺服控制，电机控制器包括：信息采集电路，用于采集检测电机的状态参数，状态参数包括电压、电流、电机转速及转子位置；伺服控制电路，用于接收上位机的状态指令以驱动多种电机中的任一电机工作，以及根据信息采集电路的数据生成调节电机状态的控制指令；驱动电路，用于根据伺服控制电路的控制指令驱动电机工作；功率电路，用于将输入的功率电源通过逆变形成不同电机工作所需要的不同频率及电流的三相交流电源。本申请能够避免发动机电起动完成后起动控制器成为飞机死重，不仅能够降低机载电驱动系统的体积、重量，还可以有效提高系统维护性。还可以有效提高系统维护性。还可以有效提高系统维护性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器


[0001]本申请属于飞机电机控制
，特别涉及一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器。

技术介绍

[0002]飞机多电技术的迅速发展，使得越来越多采用传统机械、液压、气压能的设备，逐步替换为采用电能作为能量来源的新型电气化设备。但是机载用电设备具有多样性以及专用性等特征，以发动机电起动、电环控系统、电动液压泵系统等机载电驱动系统为例，其驱动电机类型、容量、转速范围、驱动功能及性能要求等各不相同，如果配备专用的控制器，同时考虑到控制器的整机冗余备份，就会使得飞机上同时装备的各种控制器数量繁多，这不仅增大了机载电驱动系统的复杂程度，同时也增加了重量和体积。
[0003]在飞机的实际飞行过程中，机载的各类电机控制器的功能执行与否是由机载上层管理系统根据飞机的飞行时序决定的，以目前国内装机应用的发动机电起动控制器为例，当该控制器完成发动机的起动任务后，将不再执行其它控制功能，成为飞机飞行的死重。由于多电飞机的发动机起动时需要的起动功率较大，使得起动控制器的体积和重量较大，将对飞机的飞行性能以及飞行经济性产生较大的影响。
[0004]因此，起动控制器在飞机起动阶段作为发动机的起动控制器，当完成发动机电起动后，按照机载上层管理系统确定的用电时序复用为电环控电机控制器或电动液压泵电机控制器运行，能够降低多电飞机机载电驱动系统的体积、重量，该技术是多电飞机的核心技术之一。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0006]本申请的技术方案是：一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器，用于对多种电机进行伺服控制，所述电机控制器包括：
[0007]信息采集电路，用于采集检测所述电机的状态参数，所述状态参数包括电压、电流、电机转速及转子位置；
[0008]伺服控制电路，用于接收上位机的状态指令以驱动多种电机中的任一电机工作，以及根据信息采集电路的数据生成调节电机状态的控制指令；
[0009]驱动电路，用于根据伺服控制电路的控制指令驱动电机工作；
[0010]功率电路，用于将输入的功率电源通过逆变形成不同电机工作所需要的不同频率及电流的三相交流电源。
[0011]在本申请优选实施方式中，所述伺服控制电路包括：
[0012]第一处理模块，用于接收上位机的状态指令及信息采集模块的数据，并对采集数据进行实时的数字化处理；
[0013]第二处理模块，用于对第一处理模块生成的实时数据进行逻辑运算以及生成用于控制电机驱动的控制指令；
[0014]所述第一处理模块和第二处理模块通过数据及地址总线进行数据交互。
[0015]在本申请优选实施方式中，所述伺服控制电路还包括：
[0016]至少一个与第一处理模块交互的通讯模块及存储模块，所述通讯模块用于与外围设备进行通讯，所述存储模块用于扩展第一处理模块的数据处理或数据存储的空间。
[0017]在本申请优选实施方式中，所述第一处理模块采用DSP芯片，所述第二处理模块采用FPGA芯片。
[0018]在本申请优选实施方式中，所述功率电路采用三相全桥式两电平逆变电路作为主功率电路，所述主功率电路包括多个功率器件，所述功率器件根据多种电机在不同工况下的最大范围确定，以保证所述功率器件能够驱动任一功率的电机。
[0019]在本申请优选实施方式中，所述主功率电路中采用IGBT作为功率器件。
[0020]在本申请优选实施方式中，所述主功率电路包括用于电机软启动的软上电模块，所述软上电模块为晶闸管与充电电阻并联的形式。
[0021]在本申请优选实施方式中，所述晶闸管的反向重复峰值电压及通态平均电流均不超过功率器件的最大值。
[0022]在本申请优选实施方式中，所述主功率电路具有支撑电容，所述支撑电容的容值C满足如下条件：
[0023]其中，P
N
为逆变电路的输出功率，U
d
为直流母线电压，
△
V
0.5t
为IGBT门极驱动PWM波占空比为0.5时电容承受的最大纹波电压V
pp
，f为PWM波的频率。
[0024]在本申请优选实施方式中，所述主功率电路还包括具有CBB电容的C型缓冲吸收电路，用于控制关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压并减小关断损耗。
[0025]本申请所提出的适用于多电飞机的分时复用电机控制器可以实现分时复用多种电机进行控制，在完成发动机电起动后，按照机载上层管理系统确定的用电时序复用为电环控电机控制器或电动液压泵电机控制器运行，避免发动机电起动完成后起动控制器成为飞机死重，不仅能够降低机载电驱动系统的体积、重量，还可以有效提高系统维护性。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0027]图1为本申请的电机控制器及其外部交联框图。
[0028]图2为本申请的电机控制器硬件结构框图。
[0029]图3为本申请的主功率拓扑结构图。
[0030]图4为本申请的伺服控制电路框图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0032]本申请的目的是提出一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器，以实现对多电飞机中的多种电机实现分时复用控制，当完成发动机电启动后，按照机载上层管理系统确定的用电时序复用为电环控电机控制器或电动液压泵电机控制器而继续运行，不仅能够降低机载电驱动系统的体积、重量，还可以有效提高系统维护性。
[0033]本申请提出的适用于多电飞机的分时复用电机控制器主要从以下三个方面进行阐述及说明。
[0034]一、分时复用电机控制器的硬件架构
[0035]本申请的电机控制器主要由伺服控制电路(或称伺服控制板)、驱动电路、功率电路及信息采集电路等组成。
[0036]下面以电机控制器完成发动机电启动、电环控压缩机系统及电动液压泵系统三种不同电机的伺服控制任务为了进行说明。
[0037]为了达到电机控制器能够实现分时复用的目的，各部分器件在选型及使用上均需要考虑三种电机的控制方式、检测精度、接口等多方面内容，以便形成兼容的通用型控制器。
[0038]如图1所示为本申请的电机控制器及其外部交联部分示意图，该电机控制器通过响应上层飞控管理系统的上位机状态指令及相关信息，控制不同的电机在不同的飞行时序中作出相应的伺服动作。
[0039]伺服控制电路主要由控制芯片及其外围电路构成，主要完成控制算法的实时计算、相关信息的采集、与上位机的通信以及产生电机控制脉冲等工作。同时为了调试的方便及更为广泛的通用性，在伺服控制电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多电飞机的分时复用电机控制器，用于对多种电机进行伺服控制，其特征在于，所述电机控制器包括：信息采集电路，用于采集检测所述电机的状态参数，所述状态参数包括电压、电流、电机转速及转子位置；伺服控制电路，用于接收上位机的状态指令以驱动多种电机中的任一电机工作，以及根据信息采集电路的数据生成调节电机状态的控制指令；驱动电路，用于根据伺服控制电路的控制指令驱动电机工作；功率电路，用于将输入的功率电源通过逆变形成不同电机工作所需要的不同频率及电流的三相交流电源。2.如权利要求1所述的适用于多电飞机的分时复用电机控制器，其特征在于，所述伺服控制电路包括：第一处理模块，用于接收上位机的状态指令及信息采集模块的数据，并对采集数据进行实时的数字化处理；第二处理模块，用于对第一处理模块生成的实时数据进行逻辑运算以及生成用于控制电机驱动的控制指令；所述第一处理模块和第二处理模块通过数据及地址总线进行数据交互。3.如权利要求2所述的适用于多电飞机的分时复用电机控制器，其特征在于，所述伺服控制电路还包括：至少一个与第一处理模块交互的通讯模块及存储模块，所述通讯模块用于与外围设备进行通讯，所述存储模块用于扩展第一处理模块的数据处理或数据存储的空间。4.如权利要求2或3所述的适用于多电飞机的分时复用电机控制器，其特征在于，所述第一处理模块采用DSP芯片，所述第二处理模块采用FPGA芯片。5.如权利要求1所述的适用于多电飞机的分时复用电机控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，段晓丽，刘一丹，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：