[实用新型]直流电机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种专门为运输车辆设计的他励型直流电机控制器，可应用于重载高尔夫球车、个人乘用车、货运车和其他多用途运载车辆，其涉及的国际专利分类号为：H02P7/28；B60L15/00；B60L15/28。

背景技术

直流电动机一般可分为电磁式和永磁式，电磁式电动机除了必须给电枢绕组外接直流电源外，还要给励磁绕组通以直流电流用以建立磁场。按励磁方式的不同，直流电动机可以分为他励、并励、串励、和复励等形式。他励电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电，设备较复杂，但这种电动机调速范围很宽，多用于主机拖动中。

他励电机励磁绕组与电枢绕组可分别控制，可提供对电机转速和扭矩灵活的控制，广泛应用于电动车辆中，因此他励型直流电机控制器在运输车辆中具有广阔的市场。目前，国内有关直流电机控制器的发明专利或实用新型专利有很多，如“直流电机控制器”(专利申请号：200620060045.9)、“直流电机控制器”(专利申请号：200520015253.2)、“爬台阶机械的智能型直流电机控制器”(专利申请号：200610113546.3)、“电动自行车用无刷直流电机控制器”(专利申请号：200620110054.4)等。目前已申请的或在申请的有关直流电机控制器的专利，均存在输出功率不高的缺点，仅仅适用于电动自行车等小载重运输工具。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种专门为运输车辆设计的大功率他励直流电机控制器，控制器额定工作电压48V，输出额定功率为19.2-48kW，可应用于重载高尔夫球车、个人乘用车、货运车和其他多用途运载车辆；采用自主研发的技术，安全性能达到欧盟故障检测标准。

一种直流电机控制器，从下至上，依次包括：金属底板(1)、金属导热条(2)、功率驱动电路板(3)、金属电极条(4)、控制电路板(5)和金属电极(6)。

该直流电机控制器，其中金属电极穿过控制电路板、金属电极条、功率驱动电路板，与金属底板绝缘连接；金属导热条与大功率MOSFET场效应管紧密连接，为功率输出电路模块提供良好的散热，金属导热条同时与金属底板连接，将功率模块产生的热烈均匀传导到底板上；金属底板采用全金属设计；功率驱动电路板与控制电路板在物理结构上分开，通过插针提供电气连接。

该直流电机控制器对电枢电路采用了两组MOSFET以实现电机电枢大功率输出，一组为驱动MOSFET组，一组为飞轮MOSFET组；当电机处于驱动状态时，由电池组驱动电动机运行，此时驱动MOSFET场效应管组工作，飞轮MOSFET场效应管组截止；当电机处于制动状态时，驱动MOSFET组工作在截止状态，而飞轮MOSFET组处于导通工作状态，通过电动机给电池组进行充电。

本实用新型具有以下优点：

1.采用智能功率开关和大电流、高功率的MOSFET场效应管，通过适当的分组控制，实现对电枢和励磁绕组的大功率输出控制；全桥的励磁绕组控制与半桥的电枢功率控制相结合，在无需额外的继电器或电流接触器的情况下，为电机反向运行和再生制动提供可靠的动力；半桥的电枢控制，提高了再生制动中能量的利用率，延长了电池使用时间。

2.特殊的导热结构设计，可以确保在大功率输出情况下，控制器保持良好的散热，长时间稳定输出；将控制部分与功率驱动部分分开，提高系统的可靠性。

3.专有的“停车保护”功能，能够在主电流接触器断开的情况下，减缓电动车的运动，同时激活告警装置；通过对励磁线圈和电枢线圈的电流检测，实现过电流保护；通过对继电器、电流接触器控制端的电压检测，实现断路、短路保护；通过温度检测，实现过温保护；高踏板禁止和静止互锁防止了起动时的飞车。

附图说明

图1全桥的励磁控制电路示意图

图2半桥的电枢控制电路(再生制动电路)示意图

图3散热结构设计示意图

图4停车保护功能电路示意图

(1)停车保护熔丝检测；(2)停车保护继电器线圈电源；(3)停车保护继电器线圈驱动；(4)钥匙火；(5)主电流接触器线圈控制；(6)停车保护继电器；(7)保护熔丝(20A)；(8)主电流接触器。

具体实施方式