[发明专利]一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置

说明书

技术领域

本发明属于电动燃油泵用无刷直流电机控制领域，具体涉及一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置。

背景技术

飞行器燃油系统用于储存燃油和可靠地将燃油按所需的压力和流量输送到其发动机,以获得所需的发动机推力，地位特殊，作用重大，是飞行器的关键部件。随着现代航空航天飞行器向多电化、全电化、易维护等方向发展，传统燃油泵用有刷直流电机，因其固有的机械电刷和换向器会带来换向火花、电磁噪声、电磁干扰和机械磨损以及维修性差等问题,因而这类电机寿命短、可靠性低，已很难满足应用要求。

稀土永磁无刷直流电机，体积小、重量轻、可靠性高，既具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便、运行寿命长等优点，还具有直流电动机调速性能好，控制方法灵活多变、效率高、启动转距大、过载能力强、无换向火花、无无线电干扰、无励磁损耗等优点，正顺应了航空航天技术进步对减轻重量、提高可靠性、改善性能或降低寿命期成本的追求，且在很多领域的应用己经比较成熟，特别适合于对性能、体积、重量要求特殊的航空航天领域。

目前，多数无刷直流电机控制器，均采用控制器与无刷直流电机独立设计，各自引出线在外部采用电连接器连接。同时采用自然冷却、外接散热风扇或设计独立冷却散热装置等方式，保证燃油供应系统的长时间运行。前两种冷却方式散热效果较差，并且额外增加控制器体积用以散热结构设计或者需额外耗能；独立散热装置需额外装置辅助工作，结构复杂、可靠性降低，同时增加额外能耗。

从控制方式的角度，传统无刷直流电机控制装置考虑对驱动电路的保护，限制工作电流过大，多采用软启动技术，用以降低电机启动、调速过程中电流冲击，保证控制器可靠性，但牺牲控制器系统响应性能，不能满足燃油供应系统频繁的流量调节需求。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置，提高无刷直流电机控制装置功率密度，优化散热结构，提高装置指令响应性能，同时保证长时运行的可靠性。

技术方案

一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置，包括电机本体和其控制器；其特征在于：控制器位于电机本体的一侧并联形成一体化结构，采用循油冷却方式；所述控制器与电机本体相邻的一个侧边上设有散热底面，布局遵从原则弱电与强电隔离；散热底面上固定有IPM功率模块5、母线电容1和上电限流开关管4，IPM驱动板6通过IPM矩形电连接器固定在IPM功率模块5上方，电流传感器3固定在上电限流开关管4的上方，上电限流电阻2固定在上电限流开关管4的上方的侧边，滤波电容板2倒挂固定在电流传感器3的上方；主控制板(9)和信号调理板(8)垂直固定在母板(7)上，且位于散热底面的一侧；；所述循油冷却方式的形成是：在控制器散热底面上设有冷却油口C，控制器与电机本体相衔接的侧边上设有冷却油通孔A，电机本体设有冷却油口B，电机驱动齿轮泵连接于冷却油口C和冷却油口B之间；循环时，电机驱动齿轮泵的冷却油先通入电机本体，经电机本体的螺旋槽冷却油路，通过冷却油通孔A流入控制器散热底面，流经冷却槽道后由冷却油口C回到电机驱动齿轮泵内；上述所有模块的电路连接关系遵从控制器原有的连接关系。

所述一体化结构为L型结构，控制器的长度短于电机本体。

在主控制板、信号调理板和底面连接母板与IPM驱动及功率模块间加入一层铝板屏蔽层。

有益效果

本发明提出的一种自冷却式一体化燃油泵用高压无刷直流电机控制装置，采用电机与控制器一体化设计思路，提高了整体控制装置的功率密度，优化传统控制装置结构布局，提升了空间使用率，同时采用驱动的燃油泵自身载体用于装置散热冷却，简化了结构。

附图说明

图1：控制装置结构示意图

1-电容板，2-限流电阻，3-电流传感器，4-上电限流开关，5-IPM功率模块，6-IPM驱动板，7-母板，8-信号调理板，9-主控制板

图2：一体化控制装置外形结构

图3：自冷却散热结构

A-控制装置冷却油出口(电机冷却油入口)，B-电机冷却油出口(泵入口)，C-油路入口。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明采取了如下具体技术方案：