[发明专利]星载直流无刷力矩电机的驱动系统

说明书

技术领域

本发明是一种直流无刷力矩电机的驱动系统，具体涉及一种航天应用满足高可靠性要求的直流无刷力矩电机的驱动系统。

背景技术

电机在各个领域都有应用，力矩电机是一种具有软机械特性和宽调节范围的特种电机。这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。在航天应用中，由于有刷电机在应用中会产生电火花，故采用直流无刷力矩电机。由于力矩电机存在瞬时大功率的特点，线圈直流电阻小流过的电流大的特点，若电机驱动器的导通电阻大，不仅会导致功耗进一步加大，另外由于发热量大给热控带来巨大压力。现今的电机集成桥驱动器功能强大，但通常是针对高压应用，而且难以采购满足航天应用要求的低压应用产品，因此需要对力矩电机的驱动电路进行精细设计。

发明内容

本发明为解决现有直流无刷力矩电机的驱动器的导通电阻较大，导致热控的压力大等问题，提供一种星载直流无刷力矩电机的驱动系统。

星载直流无刷力矩电机的驱动系统，包括控制器、组合逻辑保护电路、集成驱动器和H桥驱动电路；所述控制器输出逻辑信号，经组合逻辑保护电路处理后形成驱动逻辑信号，送入集成驱动器进行功率放大形成驱动信号，驱动H桥驱动电路，实现对力矩电机的方向和速度进行控制；根据力矩电机内部线圈的直流电阻对H桥驱动电路内部的导通电阻进行限定为：其中，R_driver为H桥驱动电路内部的导通电阻，R_motor为力矩电机内部线圈的直流电阻；

所述的力矩电机的峰值堵转转矩的60％大于负载的最大力矩，供电电源的供电电压其中V_fengzhi为电机的峰值堵转电压，供电电源的峰值功耗P>2(vfengzhiR_motor)2×(R_motor+R_driver);]]>

对所述H桥驱动电路内开关器件栅极的等效电容值其中R_qudong为与驱动桥内开关器件栅极相连的驱动器内阻，T为电机的PWM的最小工作周期。

所述的力矩电机内部线圈的直流电阻通过所述力矩电机的堵转电压V_duzhuan和堵转电流I_duzhuan的比值获得；所述的H桥驱动电路内开关器件为MOSFET或IGBT。

本发明的有益效果：

1、本发明针对力矩电机瞬时电流大功耗大的特点，根据力矩电机内部线圈的直流电阻对驱动桥的导通电阻进行了限定，可降低整个驱动系统的功耗和产生的热量，同时降低热控的压力。

2、本发明根据力矩电机峰值堵转转距和负载要求的最大力矩，对供电电源的供电电压、峰值功耗进行了限制和驱动桥的峰值电流进行限定，可根据需要最优配置资源，避免小马拉大车的不能满足要求和大马拉小车的浪费。

3、本发明根据线圈电流的连续性原理，对驱动桥的续流二极管的峰值电流和耐压进行了限定，保证各驱动系统稳定可靠工作。

附图说明

图1为本发明所述的星载直流无刷力矩电机的驱动系统框图；

图2为本发明所述的星载直流无刷力矩电机的驱动系统中力矩电机和H桥驱动电路的分压模型示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，星载直流无刷力矩电机的驱动系统，包括控制器、组合逻辑保护电路、集成驱动器和H桥驱动电路；所述控制器输出逻辑信号，经组合逻辑保护电路处理后形成驱动逻辑信号，送入集成驱动器进行功率放大形成驱动信号，驱动H桥驱动电路，实现对力矩电机的方向和速度进行控制；

本实施方式所述的组合逻辑电路的作用是避免上电时出现驱动桥的上下臂导通。