一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法
【专利摘要】本发明涉及一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法，采用一种温控电路，确保控制器在复杂工作环境下可正常运行，尤其针对低温条件下，设计了加热保护电路，使控制器在复杂的工作环境下，仍可以正常通讯，可靠运行，降低系统故障率，满足高空螺旋桨电机系统驱动控制器对环境的指标要求。
【专利说明】—种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机驱动控制器温控【技术领域】，具体涉及一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法。
【背景技术】
[0002]自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。随着航空航天技术的发展与应用，机载电子设备的温度控制技术已经逐渐成熟，但针对平流层高空飞行器电推进系统特殊工作环境下的温度控制问题，目前还未见详细的研究报告和专利技术方案。
[0003]高空飞行器通常采用电动机驱动螺旋桨作为推进装置，由于飞行高度高、续航时间长、工作环境复杂，使得执行任务期间飞行控制系统出现故障的概率大大增加，这类系统一旦发生事故就会造成巨大损失。由于高空螺旋桨特殊的工作环境(工作温度范围在-60°C?50°C )，普通的电机系统驱动控制器CPU芯片，工作温度通常在_45°C?85°C，无法满足其特殊的环境指标。为了使控制器在技术指标要求的工作范围内均可以正常工作，需要对高空螺旋桨电机系统驱动控制器采用温度模块保护技术。
[0004]本发明以我国某型高空螺旋桨电推动系统项目为背景，设计的电机驱动控制器温控电路，满足控制器对环境温度的特殊要求，有利于在极端环境条件下，保持系统的安全可靠运行。
【发明内容】
[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法。
[0007]技术方案
[0008]一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路，其特征在于包括主电源通断控制电路、一级加热设备、二级加热设备、DC/DC电源变换模块、温度采样模块、可控开关、控制电路模块；其中一级加热设备和二级加热设备直接采用主电源240VDC?390VDC供电，温度采样模块与控制电路模块采用经过DC/DC电源变换模块之后的弱电供电；温度采样模块采集电机以及控制器的温度，主电源通断控制电路根据温度采样模块采集的温度，判断是否需要启动一级和二级加热设备给控制电路模块加热，可控开关控制整个加热电路的导通和关断。
[0009]一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路的加热方法，其特征在于步骤如下:
[0010]步骤1:当温度采样模块检测到控制器内部温度降至Tl时，同时启动一级加热设备和二级加热设备，快速给控制电路模块升温，使系统恢复正常；[0011]步骤2:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于T2时，切断二级加热设备，维持一级加热设备对控制器继续加热；
[0012]步骤3:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于Τ3时，可控开关自动断开一级加热设备和二级加热设备，停止对控制器加热；
[0013]其中Tl为一级加热设备开启时的温度，小于等于0°C，T2为一级加热设备开启二级加热设备关断时的中间温度，T3为二级加热设备关断时的温度，大于等于25°C，T3>T2>T1。
[0014]有益效果
[0015]本发明提出的一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路及加热方法，满足系统在特殊工作环境下对温度的技术指标要求，解决了低温条件下控制器通讯中断无法正常运行这一难题，增强了系统可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路
[0017]图2高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路的加热流程图
[0018]图3控制器高低温常压运行存活试验温度曲线
【具体实施方式】
[0019]现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0020]5kff高空螺旋桨驱动电机控制器控制板CPU芯片采用德州仪器(TI)公司的TMS320F2808芯片，由于其最低工作温度为_40°C，当控制器环境温度降至_60°C时，控制器将无法正常工作。为了使控制器在-60°C低温环境下仍能够正常工作，5kW高空螺旋桨驱动电机控制加入了温控电路，如图1所示。
[0021]温控电路包括主电源通断控制电路、一级加热设备、二级加热设备、DC/DC电源变换模块、温度采样模块、可控开关、控制电路模块；其中一级加热设备和二级加热设备直接采用主电源240VDC?390VDC供电，温度采样模块与控制电路模块采用经过DC/DC电源变换模块之后的弱电供电；温度采样模块采集电机以及控制器的温度，主电源通断控制电路根据温度采样模块采集的温度，判断是否需要启动一级和二级加热设备给控制电路模块加热，可控开关控制整个加热电路的导通和关断。
[0022]温控电路的加热方法如图2所示，具体实施例1步骤如下:
[0023]步骤1:当温度采样模块检测到控制器内部温度降至0°C时，同时启动一级加热设备和二级加热设备，功率电阻与290V输入直流电相连，快速给控制电路模块升温，使系统恢复正常；
[0024]步骤2:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于15°C时，切断二级加热设备，维持一级加热设备对控制器继续加热；
[0025]步骤3:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于25°C时，可控开关自动断开一级加热设备和二级加热设备，停止对控制器加热。
[0026]对高空螺旋桨驱动电机控制器系统进行环境温度试验时，试验温度曲线如图3所示，在给控制器设计了温控电路之后，解决了系统驱动控制器在_60°C环境下断电长时储存后，控制器与上位机的通信中断，电机无法正常启动的问题，满足技术指标要求。
【权利要求】
1.一种高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路，其特征在于包括主电源通断控制电路、一级加热设备、二级加热设备、DC/DC电源变换模块、温度采样模块、可控开关、控制电路模块；其中一级加热设备和二级加热设备直接采用主电源240VDC~390VDC供电，温度采样模块与控制电路模块采用经过DC/DC电源变换模块之后的弱电供电；温度采样模块采集电机以及控制器的温度，主电源通断控制电路根据温度采样模块采集的温度，判断是否需要启动一级和二级加热设备给控制电路模块加热，可控开关控制整个加热电路的导通和关断。
2.—种权利要求1所述的高空螺旋桨电机系统驱动控制器的温控电路的加热方法， 其特征在于步骤如下: 步骤1:当温度采样模块检测到控制器内部温度降至Tl时，同时启动一级加热设备和二级加热设备，快速给控制电路模块升温，使系统恢复正常； 步骤2:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于T2时，切断二级加热设备，维持一级加热设备对控制器继续加热； 步骤3:当温度采样模块检测到控制器内部温度高于T3时，可控开关自动断开一级加热设备和二级加热设备，停止对控制器加热； 其中Tl为一级加热设备开启时的温度，小于等于0°C，T2为一级加热设备开启二级加热设备关断时的中间温 度，T3为二级加热设备关断时的温度，大于等于25°C，Τ3Χ2Χ1。
【文档编号】G05D23/30GK103744456SQ201410018397
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】窦满峰, 贺梦颖, 赵祥珺, 杨剑威, 陈敏, 董鹏, 包艳艳 申请人:西北工业大学