[发明专利]三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器

说明书

一种三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器，由上部壳体和下部壳体、上层PCB板和下层PCB板、双核单片机、输入信号调理IC、三相功率驱动管组成，要点是：所述的控制器电路分别由上层PCB板和下层PCB板组成，控制器上的弱电控制电路通过上层PCB板完成，控制器上的功率输出通过下层PCB板完成，弱电和强电分开走线，并通过双排的20芯连接插针完成电气连接，这种PCB板分层控制模式大大提高了控制器的抗干扰能力；安装时，向外拉开弹簧卡片，直接将下部壳体底部的安装凹槽扣上导轨即可，适合安装在通用控制柜或控制箱中，从而提供了一种低成本、可大规模生产和便于维护的三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器的解决方案。

技术领域

本发明涉及三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器，主要应用于航天航空器、电动汽车、工业机器人、柔性制造系统、新型医疗设备、自动化设备和纺织机械众多工业部门。

背景技术

公知的三相永磁无刷直流电动机，是目前功率密度最高的一种电动机之一，由于励磁来源于永磁体，不像异步电动机那样需要从电网吸取励磁电流；由于转子中无交变磁通，转子上既无铜耗又无铁耗，所以效率比同容量异步电动机高10%左右，电动机可以无级调速, 工作转速范围很大，可满足各种运行模式下的转速要求；特别是可以在超低转速保持输出力矩, 这一点超越了交流变频器的性能, 所以新型三相永磁无刷直流电动机完全可以取代小功率交流变频调速系统；另外，三相永磁无刷直流电动机起动力矩大, 几乎不受电网电压波动的影响；而且，三相永磁无刷直流电动机温升较低, 与同功率交流电动机相比温升可低30%左右, 因而其寿命要大大长于交流电动机；三相永磁无刷直流电动机运行平稳、噪音低、包括有较宽的调速范围，无电刷和机械换向器装置，长期以来一直广泛地应用在新能源电动汽车和电动自行车行业。

随着可持续发展的需求和现代节能意识的加强,永磁无刷直流电动机控制技术应用范围越来越广泛，已经开始从电动汽车扩展应用到各种伺服系统、航天航空、家用电器、工业机器人、柔性制造系统、新型医疗设备、自动化设备领域。

现有的三相永磁无刷直流电动机控制装置，基本上仍沿用电动汽车行业的需求，主要存在以下问题：

1、控制器的外壳基本上为铝型材结构，出线方式上基本上是从铝型材两边的端盖出线，连接线众多，线头上又缺少必要标识，常常造成接线错误，或者由于接线接触不良，造成控制器不必要的损坏，安装工艺复杂，不适合安装在通用电控柜或控制箱中。

2、控制器的弱电部分和强电部分采用同一块PCB电路板，电磁干扰严重，导致可靠性较差，一旦损坏，维修特别困难。

3、大部分功率驱动管采用侧向安装结构，散热结构不合理，热阻太大，热传导特性较差。

发明内容

据此，本发明提出了一种三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器设计方案，采用难燃品级的94HB工程塑料外壳以及类似PLC控制器或交流接触器的轨道式安装模式，适合额定功率小于1000W的三相永磁无刷直流电动机的控制。

一种三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器，可以安装在控制柜中导轨上，包括：上部壳体1、下部壳体2，上层PCB板6、下层PCB板7、双核单片机8、输入信号调理IC 9、三相功率驱动管10、散热器11、康铜丝12，其要点在于：

所述的三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器的电路部分封装在上部壳体1和下部壳体2所包围的空间内，线路板PCB分别由上层PCB板6和下层PCB板7组成，上层PCB板6为矩形，四个角处分别有一安装定位孔16, 上层PCB板6上包含三相永磁无刷直流电动机导轨式控制器的弱电控制电路，焊接有双核单片机8、二次稳压电源芯片18和输入信号调理IC9、电动机接线侧连接器4和控制器接线侧连接器5；

下层PCB板7也为矩形，但尺寸较上层PCB板6小，且四个角呈扇形缺口15状，下层PCB板7上包括功率驱动电路，焊接有输出控制前置驱动IC 14、三相功率驱动管10和采样三相电流的康铜丝12，三相功率驱动管10卧式紧贴散热器11安装；