水下推进器的永磁无刷电机的控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种水下推进器的永磁无刷电机的控制器，包括括基板，基板的下方设有水冷散热板，水冷散热板内设有空腔，水冷散热板的端部开设有与空腔连通的冷却水入口和冷却水出口；基板上设有工作主板，工作主板的上方设有控制板；工作主板上设有若干从控制板穿出的导电端子，导电端子至少包括电源正极、电源负极、A相电极、B相电极和C相电极，分别用于连接电源以及水下推进器的外转子多级永磁无刷电机。本发明专利技术针对水下推进器动力性与安全性的要求进行设计，能够使水下推进器电机具备响应迅速、转速稳定、无超调且动力输出性能良好的特性。特性。特性。

【技术实现步骤摘要】
水下推进器的永磁无刷电机的控制器


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种水下推进器的永磁无刷电机的控制器。

技术介绍

[0002]现有的水下推进器主要包括浮力调整装置、壳体、蓄电池、控制装置、驱动电机、传动装置、螺旋桨等七个部分，其中水下推进器最核心的部件就是其动力系统——驱动电机，它能直接影响水下推进器的运动速度和运动稳定性。目前水下推进器常用的水下电机，结构复杂、效率不高，同时因为水下推进器的尺寸限制，从而限制了水下推进器的输出功率、额定转速和运行稳定性。
[0003]其中，本申请人申请过的一篇在先专利，提出了一种水下推进器的永磁无刷电机，但是在试验阶段发现，现有的控制器应用于该永磁无刷电机时，存在不稳定的缺陷，从而会影响该永磁无刷电机的实际应用效果。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种水下推进器的永磁无刷电机的控制器，具体方案如下：
[0005]包括基板，所述基板的下方设有水冷散热板，所述水冷散热板内设有空腔，所述水冷散热板的端部开设有与所述空腔连通的冷却水入口和冷却水出口；所述基板上设有工作主板，所述工作主板的上方设有控制板；所述工作主板上设有若干从所述控制板穿出的导电端子，所述导电端子至少包括电源正极、电源负极、A相电极、B相电极和C相电极；
[0006]所述工作主板包括电容板和MOSFET功率板，所述电源正极和所述电源负极与所述电容板连接，所述A相电极、所述B相电极和所述C相电极各通过一个MOSFET功率板与所述电容板连接，所述A相电极、所述B相电极和所述C相电用于连接永磁无刷电机的三极。
[0007]进一步的，所述电源正极和所述电源负极连接有电源转换电路，用于将输入的直流电的电压转换为若干个工作电压；
[0008]还包括CPU最小系统，所述电容板通过电源电压检测电路与所述CPU最小系统连接，所述电源电压检测电路用于测量所述电容板的电压并将测量结果发送给所述CPU最小系统；
[0009]所述MOSFET功率板通过MOSFET驱动电路与所述CPU最小系统连接，所述MOSFET驱动电路用于接收所述CPU最小系统的指令然后驱动所述MOSFET功率板工作。
[0010]进一步的，所述电源转换电路包括输入滤波电路、第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，
[0011]所述输入滤波电路包括并联的双向稳压二极管D2和防反接二极管D1，所述双向稳压二极管D2接地，所述防反接二极管D1与所述双向稳压二极管D2之间连接有并联的电容C7、C8、C9、C10和C11，C7、C8和C9为输入储能电容，C10为高频滤波电容，C11为高频滤波电
容；所述输入滤波电路还包括电源输入正极与负极的连接插件H1和H2；
[0012]所述第一转换电路包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第三引脚连接并联的电容C2和C3后连接主电源，所述控制芯片U1的第五引脚连接串联的电感L1、电阻R2后和LED发光二极管D4输出第一工作电压，所述控制芯片U1的第五引脚还连接有并联的电容C5和C6，所述控制芯片U1的第四引脚与第五引脚之间连接电容C1后串联二极管D3然后接地，所述控制芯片U1的第一引脚与第五引脚之间连接有并联的电容C4和电阻R1，电阻R1串联电阻R3后接地，
[0013]所述第二转换电路包括控制芯片U2，所述控制芯片U2的第三引脚连接电容C13后连接主电源，所述控制芯片U2的第二引脚连接电容C14后输出第二工作电压；
[0014]所述第三转换电路包括控制芯片U3，所述控制芯片U3的第三引脚连接电容C12后连接主电源，所述控制芯片U3的第二引脚和第四引脚并联后连接电容C15输出第三工作电压。
[0015]进一步的，所述CPU最小系统包括主芯片U4，所述主芯片U4的第七引脚串联电容C17后接地，所述主芯片U4的第二十八引脚串联电阻R6后接电，所述主芯片U4的第六十引脚串联电阻R7后接地；所述主芯片U4的第五引脚和第六引脚连接有晶振Y1，所述晶振Y1的两端分别连接电容C18和C19后接地，所述晶振Y1并联有电阻R8；所述主芯片U4的第十二引脚串联BED磁珠电感L2，所述主芯片U4的第四十六引脚和第四十九引脚连接有单片机仿真接口H3；所述主芯片U4的第一引脚串联电容C20后接地，所述主芯片U4的第三十二引脚串联电容C21后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第四十八引脚串联电容C22后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第六十四引脚串联电容C23后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第十九引脚串联电容C24后与第一引脚并联。
[0016]进一步的，所述MOSFET驱动电路A相桥式MOSFET驱动模块、B相桥式MOSFET驱动模块和C相桥式MOSFET驱动模块；
[0017]所述A相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U6，所述控制芯片U6的第一引脚接电，所述控制芯片U6的第九引脚接地，所述控制芯片U6的第一引脚和第九引脚之间连接有电容C27，所述控制芯片U6的第四引脚与所述A相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U6的第三引脚串联电阻R12后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U6的第二引脚串联电容C30后与第四引脚连接，所述控制芯片U6的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R18、电阻R13、电阻R9后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U6的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C33和电容C34，所述电容C33和电容C34并联后接地；
[0018]所述B相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U7，所述控制芯片U7的第一引脚接电，所述控制芯片U7的第九引脚接地，所述控制芯片U7的第一引脚和第九引脚之间连接有电容C28，所述控制芯片U7的第四引脚与所述B相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U7的第三引脚串联电阻R14后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U7的第二引脚串联电容C31后与第四引脚连接，所述控制芯片U7的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R19、电阻R15、电阻R10后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U7的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C35和电容C36，所述电容C35和电容C36并联后接地；
[0019]所述C相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U5，所述控制芯片U5的第一引脚接电，所述控制芯片U5的第九引脚接地，所述控制芯片U5的第一引脚和第九引脚之间连接有电容
C29，所述控制芯片U5的第四引脚与所述C相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U5的第三引脚串联电阻R16后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U5的第二引脚串联电容C32后与第四引脚连接，所述控制芯片U5的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R20、电阻R17、电阻R11后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U5的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C37和电容C38，所述电容C37和电容C38并联后接地。
[0020]进一步的，所述MOSFET功率板以及所述永磁无刷电机与所述CPU最小系统之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：包括基板，所述基板的下方设有水冷散热板，所述水冷散热板内设有空腔，所述水冷散热板的端部开设有与所述空腔连通的冷却水入口和冷却水出口；所述基板上设有工作主板，所述工作主板的上方设有控制板；所述工作主板上设有若干从所述控制板穿出的导电端子，所述导电端子至少包括电源正极、电源负极、A相电极、B相电极和C相电极；所述工作主板包括电容板和MOSFET功率板，所述电源正极和所述电源负极与所述电容板连接，所述A相电极、所述B相电极和所述C相电极各通过一个MOSFET功率板与所述电容板连接，所述A相电极、所述B相电极和所述C相电用于连接永磁无刷电机的三极。2.根据权利要求1所述的水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：所述电源正极和所述电源负极连接有电源转换电路，用于将输入的直流电的电压转换为若干个工作电压；还包括CPU最小系统，所述电容板通过电源电压检测电路与所述CPU最小系统连接，所述电源电压检测电路用于测量所述电容板的电压并将测量结果发送给所述CPU最小系统；所述MOSFET功率板通过MOSFET驱动电路与所述CPU最小系统连接，所述MOSFET驱动电路用于接收所述CPU最小系统的指令然后驱动所述MOSFET功率板工作。3.根据权利要求2所述的水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：所述电源转换电路包括输入滤波电路、第一转换电路、第二转换电路和第三转换电路，所述输入滤波电路包括并联的双向稳压二极管D2和防反接二极管D1，所述双向稳压二极管D2接地，所述防反接二极管D1与所述双向稳压二极管D2之间连接有并联的电容C7、C8、C9、C10和C11，C7、C8和C9为输入储能电容，C10为高频滤波电容，C11为高频滤波电容；所述输入滤波电路还包括电源输入正极与负极的连接插件H1和H2；所述第一转换电路包括控制芯片U1，所述控制芯片U1的第三引脚连接并联的电容C2和C3后连接主电源，所述控制芯片U1的第五引脚连接串联的电感L1、电阻R2后和LED发光二极管D4输出第一工作电压，所述控制芯片U1的第五引脚还连接有并联的电容C5和C6，所述控制芯片U1的第四引脚与第五引脚之间连接电容C1后串联二极管D3然后接地，所述控制芯片U1的第一引脚与第五引脚之间连接有并联的电容C4和电阻R1，电阻R1串联电阻R3后接地，所述第二转换电路包括控制芯片U2，所述控制芯片U2的第三引脚连接电容C13后连接主电源，所述控制芯片U2的第二引脚连接电容C14后输出第二工作电压；所述第三转换电路包括控制芯片U3，所述控制芯片U3的第三引脚连接电容C12后连接主电源，所述控制芯片U3的第二引脚和第四引脚并联后连接电容C15输出第三工作电压。4.根据权利要求3所述的水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：所述CPU最小系统包括主芯片U4，所述主芯片U4的第七引脚串联电容C17后接地，所述主芯片U4的第二十八引脚串联电阻R6后接电，所述主芯片U4的第六十引脚串联电阻R7后接地；所述主芯片U4的第五引脚和第六引脚连接有晶振Y1，所述晶振Y1的两端分别连接电容C18和C19后接地，所述晶振Y1并联有电阻R8；所述主芯片U4的第十二引脚串联BED磁珠电感L2，所述主芯片U4的第四十六引脚和第四十九引脚连接有单片机仿真接口H3；所述主芯片U4的第一引脚串联电容C20后接地，所述主芯片U4的第三十二引脚串联电容C21后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第四十八引脚串联电容C22后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第六十四引脚串联电容C23后与第一引脚并联，所述主芯片U4的第十九引脚串联电容C24后与第一引脚并
联。5.根据权利要求4所述的水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：所述MOSFET驱动电路A相桥式MOSFET驱动模块、B相桥式MOSFET驱动模块和C相桥式MOSFET驱动模块；所述A相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U6，所述控制芯片U6的第一引脚接电，所述控制芯片U6的第九引脚接地，所述控制芯片U6的第一引脚和第九引脚之间连接有电容C27，所述控制芯片U6的第四引脚与所述A相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U6的第三引脚串联电阻R12后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U6的第二引脚串联电容C30后与第四引脚连接，所述控制芯片U6的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R18、电阻R13、电阻R9后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U6的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C33和电容C34，所述电容C33和电容C34并联后接地；所述B相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U7，所述控制芯片U7的第一引脚接电，所述控制芯片U7的第九引脚接地，所述控制芯片U7的第一引脚和第九引脚之间连接有电容C28，所述控制芯片U7的第四引脚与所述B相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U7的第三引脚串联电阻R14后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U7的第二引脚串联电容C31后与第四引脚连接，所述控制芯片U7的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R19、电阻R15、电阻R10后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U7的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C35和电容C36，所述电容C35和电容C36并联后接地；所述C相桥式MOSFET驱动模块包括控制芯片U5，所述控制芯片U5的第一引脚接电，所述控制芯片U5的第九引脚接地，所述控制芯片U5的第一引脚和第九引脚之间连接有电容C29，所述控制芯片U5的第四引脚与所述C相电极的MOSFET功率板连接，所述控制芯片U5的第三引脚串联电阻R16后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U5的第二引脚串联电容C32后与第四引脚连接，所述控制芯片U5的第五引脚、第六引脚和第八引脚分别串联电阻R20、电阻R17、电阻R11后与所述主芯片U4连接，所述控制芯片U5的第五引脚和第六引脚分别连接有电容C37和电容C38，所述电容C37和电容C38并联后接地。6.根据权利要求5所述的水下推进器的永磁无刷电机的控制器，其特征在于：所述MOSFET功率板以及所述永磁无刷电机与所述CPU最小系统之间连接有温度检测电路，用于测量所述MOSFET功率板和所述永磁无刷电机的温度并将测量结果发送给所述CPU最小系统；所述温度检测电路包括两个与所述主芯片U4连接的电阻R61和R64，所述电阻R61通过磁珠电感L3与所述MOSFET功率板上的温度传感器连接，所述电阻R64通过磁珠电感L3与所述永磁无刷电机上的温度传感器连接，所述电阻R61串联电阻R58后接电，所述电阻R61串联电容C47后接地，所述电阻R64串联电阻R57后余电阻R58并联，所述电阻R64串联电容C46后与电容C47并联，所述电阻R61和R64分别连接有双向稳压二极管D14和D13，所述双向稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈骁，王一帆，陈鑫，陈家正，马向峰，骆福宇，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：