一种高功率开关磁阻电机的控制器结构的制作方法

本申请涉及开关型磁阻电机控制技术领域，特别涉及一种高功率开关磁阻电机的控制器结构。

背景技术：

随着电子技术的不断发展，电机行业不断出现新的机电能量转换装置。其中，开关磁阻电机由于优良的性能和结构简单在市场中不断被认可。“开关磁阻电机(switchedreluctancemotor)”源于美国学者s.a.nasarl969年所撰论文，它描述了这种电机的两个基本特征：开关性——电机必须工作在一种连续的开关模式；磁阻性——它是真正的磁阻电机，定、转子具有可变磁阻磁路，更确切地说，是一种双凸极电机。还可以被叫做“可变磁阻电机(variablereluctancemotor)”、“无刷磁阻电机(brushlessreluctancemotor)”以及“电子换向磁阻电机(electronicallycommutatedreluctancemotor)”。

具体的，开关磁阻电机在使用时形成开关磁阻电机调速系统进行机电能量转换。其中，开关型磁阻电动机调速系统包括开关磁阻电机和控制器。控制器主要向开关磁阻电机提供运转所需的能量，并且还可以根据预设控制方法，实现对开关磁阻电机的控制。

但是，由于技术不成熟，导致一般的开关磁阻电机的控制器体积庞大，结构复杂，走线杂乱，导致在使用时出现电磁不兼容的情况，并且有可能出现大电流对驱动信号进行干扰，在安装和维护时也十分不利。

因此，如何将开关磁阻电机的控制器的内部结构进行优化，是本领域技术人员所关注的重点问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种高功率开关磁阻电机的控制器结构，通过将控制器中的整流桥安装在上半部分，功率器安装在下半部分，有效的避免了整流桥的热量对于功率器的影响，使热量可以有效的排除，提高散热性能。并且整流桥和功率器集中安放在器件安装板上方便导线集中安装，利于后期维护。

为解决上述技术问题，本申请提供一种高功率开关磁阻电机的控制器结构，包括器件安装板，还包括：

设置在所述器件安装板的上半部分的整流桥；其中，所述上半部分为所述器件安装板的中点以上的区域；

设置在所述器件安装板上位于所述整流桥下侧，控制器相位数量个的功率器；其中，所有所述功率器按照横向排列。

可选的，每个所述功率器包括上桥臂igbt组和下桥臂igbt组；其中，每个所述上桥臂igbt组或每个所述下桥臂igbt组包括两个及以上相互并联的igbt元件；所述上桥臂igbt组的igbt元件的上桥臂连入电路，所述下桥臂igbt组的igbt元件的下桥臂连入所述电路。

可选的，还包括：

与所述器件安装板并行方式安装的直流正负母线。

可选的，还包括：

连接在所述直流正负母线上端的直流接触器。

可选的，还包括：

通过叠层母排连接在所述下桥臂igbt组下侧的薄膜电容。

可选的，还包括：

设置在所述功率器正上方的驱动板。

可选的，还包括：

设置在所述器件安装板底部的进线口和出线口。

本申请所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构，包括器件安装板，还包括：设置在所述器件安装板的上半部分的整流桥；其中，所述上半部分为所述器件安装板的中点以上的区域；设置在所述器件安装板上位于所述整流桥下侧，控制器相位数量个的功率器；其中，所有所述功率器按照横向排列。

通过将控制器中的整流桥安装在上半部分，功率器安装在下半部分，有效的避免了整流桥的热量对于功率器的影响，使热量可以有效的排除，提高散热性能。并且整流桥和功率器集中安放在器件安装板上方便导线集中安装，利于后期维护。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一般开关磁阻式电动机调速系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构的主体示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构的整体示意图。

图2与图3中：

1为整流桥、2为功率器、21为上桥臂igbt组、22为下桥臂igbt组、3为直流正负母线、4为直流接触器、5为薄膜电容、6为叠层母排、7为驱动板。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种高功率开关磁阻电机的控制器结构，通过将控制器中的整流桥安装在上半部分，功率器安装在下半部分，有效的避免了整流桥的热量对于功率器的影响，使热量可以有效的排除，提高散热性能。并且整流桥和功率器集中安放在器件安装板上方便导线集中安装，利于后期维护。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所要介绍的电机控制器主要运用在开关磁阻式电动机(srm)，通常将开关磁阻电机和电机控制器一并称作开关磁阻式电动机调速系统(srd)。电机控制器具有功率变换和控制运行状态等功能，因此电机控制器又被叫做电机功率控制器，在一般的资料中开关磁阻式电动机调速系统除去开关磁阻电机还包括功率变换器、控制器(弱电)、检测器等控制元件，在本实施例中都被包括在电机控制器中，应悉知。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一般开关磁阻式电动机调速系统的结构示意图。

其中，srm为srd系统的执行元件，机电能量相互的转换就在此处进行。一般采用凸极定子和凸极转子，即双凸极结构。

其中，功率变换器是srm运行时所需能量的供给者，是连接电源和电机绕组的开关部件，其作用是将电源提供的能量经适当转换后提供给srm，由蓄电池或交流电整流后得到的直流电供电。因此，它包括蓄电池或整流器所形成的直流电源和开关元件。功率变换器的线路有多种形式，并且与开关磁阻电动机的相数、绕组形式(单绕组或双绕组)有关。可知，功率变换器承担了大量能量转换工作，是srm运行的能量提供者，为电机控制器的核心部件，其电路回路中有大电流大电压，会有大量热量产生，并且需要通过直径更粗工作功率更高的线路与其他元件连接。

其中，弱电控制器是srd系统的大脑。它综合位置检测器、电流检测器所提供的电机转子位置、速度和电流等反馈信息及外部输入的命令，通过分析处理，决定控制策略，向功率变换器发出执行命令，控制srm运行。控制器由微机或数字逻辑电路及接口电路等构成。需要与功率变换器相连进行控制，其中由于是弱点机构，因此需要防止出现相应的电磁干扰。

其中，位置检测器是转子位置及速度等信号的提供者，其作用是及时向控制器提供定、转子齿极间实际相对位置的信号和转子运行速度的信号。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构的主体示意图。

本申请实施例提供一种低功率开关磁阻电机的控制器结构，可以提高控制器散热能力，优化控制器内部结构，可以包括器件安装板。

还可以包括：

设置在所述器件安装板的上半部分的整流桥1；其中，所述上半部分为所述器件安装板的中点以上的区域；

设置在所述器件安装板上位于所述整流桥1下侧，控制器相位数量个的功率器2；其中，所有所述功率器2按照横向排列。

其中，本实施所介绍的功率器2和整流桥1都为功率变换器中的部件，承担了主要的功率变换作用，为核心部件因此先为此部分部件设计对应的位置。

由于控制器中主要承担部件安装的是器件安装板，并且控制器中位于上半部分的是控制器的散热口，因此将发热量较大的整流桥1安装在器件安装板的上半部分，而将功率器2安装在整流桥1的下侧可以方便与整流器2之间进行导线连接，使导线长度不会过长，避免造成控制器内部结构复杂。

进一步的，由于功率器2和整流桥1之间相连的导线数量多安装密集，因此可以将这两个器件集中安装可以减少导线长度，在安装器件时可以方便安装过程。

并且，由于大多数导线沿纵向延伸，因此所有功率器按照横向排列，可以方便连接功率器中的元器件，避免控制器结构更加复杂。

可选的，该控制器中每个所述功率器2包括上桥臂igbt组和下桥臂igbt组；其中，每个所述上桥臂igbt组或每个所述下桥臂igbt组包括两个及以上相互并联的igbt元件；所述上桥臂igbt组的igbt元件的上桥臂连入电路，所述下桥臂igbt组的igbt元件的下桥臂连入所述电路。

由于本实施例所应用的为高功率开关磁阻电机，受igbt本身容量的限制，本实施例中的每个igbt组都由两个或两个以上的igbt组并联组成。

需要说明的是，上桥臂igbt组和下桥臂igbt组是上下纵向排布的，可以方便输入的导线以及输出的导线进行安装，并且输入和输出端口相距较远，方便维护时进行区分。

可选的，本实施例中的每个整流桥1都由两个或两个以上的半桥整流桥并联组成，以满足高功率开关磁阻电机的功率要求。

请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构的整体示意图。

基于上述实施例，还可以包括与所述器件安装板并行方式安装的直流正负母线3。

其中，直流正负母线3为在电流进行整流，将各个元器件通过铜排母线的方式进行安装连接。母线指用高导电率的铜(铜排)、铝质材料制成的，用以传输电能，具有汇集和分配电力能力的产品。一般常用作电站或变电站输送电能用的总导线。母线采用铜排或，其电流密度大，电阻小，集肤效应小，无须降容使用。电压降小也就意味着能量损耗小，可以降低电能成本。

本实施例中，直流正负母线3可以紧贴着所述器件安装板并行方式进行布局安装可以在一定范围内减少电磁干扰，提高整机的电磁兼容性。

基于上述实施例，还可以包括连接在所述直流正负母线3上端的直流接触器4。

其中，直流接触器4可以快速切断交流与直流主回路，还可以频繁地接通与大电流控制(800a)电路，因此经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载。接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。

本实施例中，将直流接触器4接在直流正负母线3的上端可以方便安装，还可以方便维护安全规范方面的问题。

基于上述实施例，还可以包括通过叠层母排6连接在所述下桥臂igbt组22下侧的薄膜电容5。

其中，叠层母排6又称复合母排，层叠母排，层叠母线排，复合铜排，英文叫laminatedbusbar，是一种多层复合结构连接排，起到的作用相当于配电系统的高速公路。与传统的、笨重的、费时和麻烦的配线方法相比，使用复合母线排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。具有可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁快捷等特点。

其中，薄膜电容5是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造的电容器。

在本实施例中，通过叠层母排6可以方便快速的安装薄膜电容5。并且有利于减少回流电感，可以减少波形的尖峰及毛刺。

基于上述实施例，还可以包括设置在所述功率器2正上方的驱动板7。

其中，驱动板7为控制各个元器件的单元。在本实施例中，可以将驱动板7设置在igbt组即功率器2的正上方有利于减少驱动线的长度，避免驱动线在铜排之间穿过，可减少铜排大电流对驱动线的干扰。

基于上述实施例，还可以包括设置在所述器件安装板底部的进线口和出线口。

其中，对于控制器进线口和出线口决定了控制器输入线和输出线的走线方式。本实施例中，将进线口和出线口都设置在器件安装板下侧，使控制器采用了下进下出的方式进行接线，可以方便现场实施线缆连接。

本申请实施例提供了一种高功率开关磁阻电机的控制器结构，可以通过将控制器中的整流桥安装在上半部分，功率器安装在下半部分，有效的避免了整流桥的热量对于功率器的影响，使热量可以有效的排除，提高散热性能。并且整流桥和功率器集中安放在器件安装板上方便导线集中安装，利于后期维护。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种高功率开关磁阻电机的控制器结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。