专利名称：直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于新能源纯电动车动カ控制技术领域，特别涉及一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器。
背景技术：
近年来，随着人们对环境保护意识的不断強化，以及政府对汽车尾气排放量的限制，新型能源车应运而生。先后出现了混合动力、纯电动车等能源车，这些车型的驱动传递系统都是从原来传统燃油车结构演变过来的。新能源纯电动大巴车的动カ传递顺序依次是电动机、变速箱、主减速器、差速器、车轮。目前，电动机的额定功率一般是IOOkW左右，交流电压等级在AC200 300V左右，峰值功率在150 160kW左右，额定扭矩在400 500N. m左右，峰值扭矩在800 900N. m左右。
随着技术的发展，人们对驾驶舒适性的追求，手动变速箱逐渐被自动变速箱取代。尽管变速箱可以在功率不变的情况下提高驱动扭矩，让发动机尽量工作在高效区，然而，变速箱成本较高，需要熟练的操控技能，效率传递系数低，特别是自动变速箱成本更高，控制也很复杂，效率也比手动变速箱低。
实用新型内容本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种采用矢量控制，具有动态响应速度快，加速特性好的直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，它包括壳体，壳体由冷却底板、壳身和上盖组成，壳身安装于冷却底板和上盖之间，壳身的一侧焊接有接线盒，接线盒上盖有接线盒盖，接线盒内设绝缘板，冷却底板上安装有绝缘子和至少三个功率模块，三个功率模块安装于流道盖板上，流道盖板摩擦焊接于冷却底板上，绝缘子上安装有母排，母排由绝缘垫和连接于绝缘垫两端的母排正、母排负组成，母排上安装有至少六只竖直朝上的直流支撑电容，直流支撑电容通过顶部的传热固定螺栓紧固于电容支撑板上，电容支撑板、屏蔽板分别安装于壳身内壁的支撑耳上，屏蔽板上安装有控制板和驱动板，控制板与壳身上的信号接插件电连接，直流连接铜排的两端分别与母排和接线盒的绝缘板连接，三相连接铜排的两端分别与功率模块的输出端和接线盒的绝缘板连接，三相连接铜排上安装有至少两个电流互感器。所述的壳身和冷却底板之间安装有壳身密封条，所述的壳身和上盖之间安装有上盖密封条；所述的冷却底板的两端分别设有至少ー个提手。本实用新型的有益效果是(I)本实用新型提供一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，采用矢量控制，通过坐标系间的变换将交流电动机等效成直流电动机，模仿直流电动机的控制方法，分别对转矩和磁场两个分量进行独立控制，实现正交或解耦控制。矢量控制可以从零转速起进行速度控制，即使低速亦能运行，其主要优势特点在干电压利用率高、开关损耗低、调速范围宽广、调速方法灵活，符合电动车高效率运行，并且可以对转矩实行精确控制，本实用新型的转矩控制精度达到全速范围内的5%，转速控制精度在±20rpm以下，系统的动态响应速度非常快，电动机的加速特性好；(2)本实用新型提供一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，支撑电容尾部带有螺栓，该螺栓可以承受电容整个重量，电极的螺纹不必承受重量，提高了电气连接的可靠性。电容产生的热量可以通过该螺栓传递到壳体，増大了电容的散热面，确保温度不会很高，延长了电容的寿命，使得纹波的承受能力增强；(3)本实用新型提供一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，除了冷却底板外，其余结构件均为钣金件，可以使用模具加工，具有方便快捷，成本低，便于批量生产等优点；(4)本实用新型提供一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，冷却底板与流道盖板采用摩擦焊接，盖板与底板浑然一体，具有免维护，无焊接缺陷，不变形等优 点；(5)本实用新型提供一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，底板上的零部件装配完成后再装壳身，具有装配方便，提高了装配效率等优点。
图I为本实用新型的外部结构示意图ー；图2为本实用新型的外部结构示意图ニ；图3为本实用新型的内部结构示意图一；图4为本实用新型的内部结构示意图ニ；图5为本实用新型的工作原理框图；图6为本实用新型的工作原理电路框图；图中，I-壳体，2-冷却底板，3-提手，4_壳身，5_上盖，6-接线盒，7_接线盒盖，8-功率模块，9-屏蔽板支撑耳，10-直流支撑电容，11-支撑耳，12-电容支撑板，13-控制板，14-屏蔽板，15-驱动板，16-电流互感器，17-绝缘子，18-母排由母排正，19-绝缘垫，20-母排负，21-IGBT，22-三相连接铜排，23-绝缘板固定直流连接铜排，24-绝缘板。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进ー步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。如图I 4所示，直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，它包括壳体I，壳体I由冷却底板2、壳身4和上盖5组成，壳身4安装于冷却底板2和上盖5之间，所述的壳身4和冷却底板2之间安装有壳身密封条，所述的壳身4和上盖5之间安装有上盖密封条；壳身4的一侧焊接有接线盒6，接线盒6上盖有接线盒盖7，接线盒6内设绝缘板24、绝缘板固定直流连接铜排23和三相连接铜排22，外部电源线和电机动力线的端头也引到绝缘板24上，与绝缘板固定直流连接铜排23和三相连接铜排22用螺栓压紧相连，所述的冷却底板2的两端分别设有至少ー个提手3，便于搬运控制器。[0023]冷却底板2上安装有绝缘子17和至少三个功率模块8，每个功率模块8上安装有ー个IGBT21，在冷却底板2上放置功率模块8处的内部呈蛇形水道，蛇形水道外再盖上ー块铝板(盖板)，即流道盖板，流道盖板摩擦焊接于冷却底板2上，采用摩擦焊接技术的焊缝与木材平齐，焊缝光滑，无需二次加工，减少二次加工焊缝带来的缺陷。在功率模块8旁边装有温度传感器，測量冷却底板温度。功率模块8耐压1200V，额定电流1400A，即使是在电机的最大电流时，也可以承受:ネ旲块开关时广生的闻压。绝缘子17上安装有母排，母排由绝缘垫19和连接于绝缘垫19两端的母排正18、母排负20组成，绝缘垫19较薄，耐压高，母排相当于ー个电容，容值虽小，但可以吸收很高的峰值电流。功率模块8快速开通和关断吋，电流急剧变化，会在感性电路中会产生非常高的电压，威胁着功率模块8的安全，必须抑制该电流，而由母排构成的小容量电容正好可以吸收这些电流。母排上安装有至少六只竖直朝上的直流支撑电容10，直流支撑电容10通过顶部的传热固定螺栓紧固于电容支撑板12上，电容支撑板12、屏蔽板14分别安装于壳身4内壁的支撑耳11上，屏蔽板14底部安装有屏蔽板支撑耳9，电容支撑板12承受了电容大部分重 量，减轻模块电极上承受的重量。母排下面装有吸收电路板，吸收电路板上装有六只吸收电容。母排ー边装在功率模块的正负极上，给功率模块提供电源。母排另ー边用绝缘子17支撑起来，高度与功率模块的正负极高度相同，分担功率模块正负极承受的重量。屏蔽板14上安装有控制板13和驱动板15，控制板13与壳身4上的信号接插件电连接，屏蔽板14装在壳身4内壁的支撑耳上，控制板13和驱动板15装在屏蔽板14上。屏蔽板14边缘开有小孔，便于线束穿过，小孔周围套有护线套，防止线束被屏蔽板的金属边割伤。穿过的线束有温度测量线、电流测量线、驱动线、模块故障检测线、高压电源引线。控制板13线束直接引至壳身4上的信号接插件，接插件中有接点控制信号、接点输入信号、CAN信号、串ロ信号、油门信号、编码器信号。控制板上有电源稳压电路、模拟量信号采集电路、开关量输入输出电路、CAN总线数据传输电路、RS232数据传输电路、速度信号采集电路、电机控制数字实现电路及软件仿真电路等。驱动板15具有如下功能脉冲分配、信号隔离、驱动输出、模块故障检测功能。驱动板15上还集成有DC/DC电源，将高压电转成低压电，供给控制板13和驱动板15，有土 18V、+10V、6路驱动隔离+15V。DC/DC电源具有过流保护、欠压和过压保护功能。直流连接铜排23的两端分别与母排和接线盒6的绝缘板24连接,三相连接铜排22的两端分别与功率模块8的输出端和接线盒6的绝缘板24连接，三相连接铜排22上安装有至少两个电流互感器16，电流互感器测量电机任意两相电流，第三相电流通过软件计算出来。本实用新型的參数如下表I所示表I直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器參数表
权利要求1.直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，其特征在于它包括壳体(1)，壳体(I)由冷却底板(2)、壳身(4)和上盖(5)组成，壳身(4)安装于冷却底板(2)和上盖(5)之间，壳身(4)的一侧焊接有接线盒(6)，接线盒(6)上盖有接线盒盖(7)，接线盒(6)内设绝缘板(24)，冷却底板(2 )上安装有绝缘子(17 )和至少三个功率模块(8 )，三个功率模块(8 )安装于流道盖板上，流道盖板摩擦焊接于冷却底板(2)上，绝缘子(17)上安装有母排，母排由绝缘垫(19)和连接于绝缘垫(19)两端的母排正(18)、母排负(20)组成，母排上安装有至少六只竖直朝上的直流支撑电容(10)，直流支撑电容(10)通过顶部的传热固定螺栓紧固于电容支撑板(12)上，电容支撑板(12)、屏蔽板(14)分别安装于壳身(4)内壁的支撑耳(II)上，屏蔽板(14)上安装有控制板(13)和驱动板(15)，控制板(13)与壳身(4)上的信号接插件电连接，直流连接铜排(23)的两端分别与母排和接线盒(6)的绝缘板(24)连接，三相连接铜排(22)的两端分别与功率模块(8)的输出端和接线盒(6)的绝缘板(24)连接，三相连接铜排(22 )上安装有至少两个电流互感器(16 )。
2.根据权利要求I所述的直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，其特征在于所述的壳身(4)和冷却底板(2)之间安装有壳身密封条，所述的壳身(4)和上盖(5)之间安装有上盖密封条。
3.根据权利要求I所述的直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，其特征在于所述的冷却底板(2 )的两端分别设有至少一个提手(3 )。
专利摘要本实用新型公开了一种直驱式大巴车用大功率交流异步电机控制器，它包括由冷却底板(2)、壳身(4)和上盖(5)组成的壳体(1)，壳身(4)的一侧焊接有接线盒(6)，冷却底板(2)上安装有绝缘子(17)和至少三个功率模块(8)，绝缘子(17)上安装有母排，母排上安装有至少六只竖直朝上的直流支撑电容(10)，直流支撑电容(10)紧固于电容支撑板(12)上，电容支撑板(12)、屏蔽板(14)分别安装于壳身(4)内壁的支撑耳(11)上，屏蔽板(14)上安装有控制板(13)和驱动板(15)，控制板(13)与壳身(4)上的信号接插件电连接。本实用新型采用矢量控制，具有动态响应速度快，加速特性好等优点。
文档编号H02P21/00GK202565224SQ201220234900
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者郑曙光, 袁维蓉, 陈平, 唐小春, 张龙, 张燕, 王鹏 申请人:东方电气集团东风电机有限公司