一种水下电机控制器的制作方法

本发明属于水下电力推进装置制造，具体涉及一种与水下电机一体的用于调节转速与转矩的控制器。

背景技术：

1、无人潜航器作为一种海上力量倍增器，有着广泛而重要的民事和军事用途，可广泛用于海底电缆铺设、海洋探测、通信中继、侦查、监视情报收集等方面。水下电机是无人潜航器的关键推进部件，对航行可靠性、静音性、转矩密度有着很高的要求。而控制器的好坏直接决定水下电机的性能。

2、目前电机控制器都集成在无人潜航器内部，集成度不高且不便于整体调试，安装维修和更换。

技术实现思路

1、本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种集成于水下电机中的控制器，使本控制器具有集成度高，装配性好，航行经济性和航行可靠性高等特点。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水下电机控制器，采用分段式模块化设计，包括整流罩组件、直流舱段和变流舱段三个部分；所述的整流罩组件包括整流罩和安装在整流罩上的紧迫式电缆固定头，用于固定从深海无人潜航器传递过来的直流主电电缆、控制电源及信号电缆；所述的直流舱段包括一个前端安装有一个盖板的直流舱段壳体，盖板上分别安装两个主电水密插座和一个控制水密插座，直流舱段壳体内腔中部装有一个emi滤波器与腔体上、下两面固定；所述的变流舱段包括一个变流舱段壳体，变流舱段壳体内腔前端分别固定有控制板与接口板，使用电路板六角隔离柱相连后通过电路板支撑件在变流舱段，异形支撑电容置于内腔末端与上、下两个面固定，电压传感器使用电压传感器六角隔离柱与异形支撑电容相连。

3、所述的一种水下电机控制器，其整流罩设有进水孔。

4、所述的一种水下电机控制器，其直流舱段壳体内腔截面为四边形，所述的emi滤波器与腔体上、下两面固定。

5、进一步，所述的直流舱段壳体内腔末端上表面安装有串联的预充电接触器、预充电电阻，内腔末端左右两边分别安装控制电源模块一和控制电源模块二，预充电接触器与预充电电阻两端分别并联在主电接触器的正负极上，放电电阻两极与emi滤波器输出端正负极并联。

6、所述的一种水下电机控制器，其变流舱段壳体内腔截面为八边形。

7、进一步，所述的变流舱段壳体内腔末端的六个面分别安装六个碳化硅mosfet以及碳化硅mosfet驱动板，碳化硅mosfet和异形支撑电容通过两块异形叠层母排相连，变流舱段壳体内腔末端还安装有四个电流传感器，所述的碳化硅mosfet驱动板、电压传感器、电流传感器的信号分别与控制板通过线缆连接。

8、本发明的有益效果是：

9、1，本发明的整流罩采用锥形流线设计，直流舱段壳体和变流舱段壳体在变径处同样进行流线设计，将控制器的流阻降到最低，提高航行经济性。

10、2，本发明的变流舱段与直流舱段、电机本体采用端面密封加轴向密封的复合密封方式，保证水下航行的可靠性。

11、3，本发明中的支撑电容、叠层母排、emi滤波器、控制板等结构采用定制化设计以适应各舱段腔体空间，从而提高本发明的集成度以及装配性。

12、4，本发明中的水密接头可做到湿插拔，使本发明与无人潜航器在水下断开电气通道，最终达到快速安装和更换水下电机的目的。

技术特征：

1.一种水下电机控制器，其特征在于：由整流罩组件（1）、直流舱段（2）和变流舱段（3）顺序连接而成；所述的整流罩组件（1）包括整流罩（4）和安装在整流罩（4）上的紧迫式电缆固定头（5）；所述的直流舱段（2）包括一个前端安装有盖板（6）的直流舱段壳体（7），盖板（6）上分别安装两个主电水密插座（14）和一个控制水密插座（15），直流舱段壳体（7）内腔中部装有一个emi滤波器（13），直流舱段壳体（7）内腔末端下表面安装有主电接触器（11）以及放电电阻（12）；所述的变流舱段（3）包括一个变流舱段壳体（17），变流舱段壳体（17）内腔前端分别固定有通过电路板六角隔离柱（25）相连的控制板（26）和接口板（24），通过电路板支撑件（23）固定在变流舱段壳体（17）内腔前端，变流舱段壳体（17）内腔末端设置有异形支撑电容（27）和通过电压传感器六角隔离柱（29）与异形支撑电容（27）相连的电压传感器（28）。

2.根据权利要求1所述的一种水下电机控制器，其特征在于，所述的整流罩（4）设有进水孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下电机控制器，其特征在于，所述的直流舱段壳体（7）内腔截面为四边形，所述的emi滤波器（13）与腔体上、下两面固定。

4.根据权利要求3所述的一种水下电机控制器，其特征在于，所述的直流舱段壳体（7）内腔末端上表面安装有串联的预充电接触器（8）、预充电电阻（9），内腔末端左右两边分别安装控制电源模块一（10）和控制电源模块二（16），预充电接触器（8）与预充电电阻（9）两端分别并联在主电接触器（11）的正负极上，放电电阻（12）两极与emi滤波器（13）输出端正负极并联。

5.根据权利要求1或2所述的一种水下电机控制器，其特征在于，所述的变流舱段壳体（17）内腔截面为八边形。

6.根据权利要求5所述的一种水下电机控制器，其特征在于，所述的变流舱段壳体（17）内腔末端的六个面分别安装六个碳化硅mosfet（20）以及碳化硅mosfet驱动板（19），碳化硅mosfet（20）和异形支撑电容（27）通过两块异形叠层母排（21）相连，变流舱段壳体（17）内腔末端还安装有四个电流传感器（22），所述的碳化硅mosfet驱动板（19）、电压传感器（28）、电流传感器（22）的信号分别与控制板（26）通过线缆连接。

技术总结
本发明公开了一种用于深海无人潜航器中的水下电机控制器，采用分段式模块化设计，包括整流罩组件、直流舱段和变流舱段三个部分，变流舱段尾端与电机本体连接并给电机供电从而控制电机转速与转矩，直流舱段内置EMI滤波器等直流电力器件，变流舱段内置碳化硅MOSFET等交流电力器件以及控制板等控制器件，充分利用各舱段壳体内部空间及各器件功能进行布局，达到功率密度最大化的同时保证安装的便利性，变流舱段与直流舱段、电机本体之间采用端面密封加轴向密封的复合密封形式，降低在水下工作时发生进水的可能性；本发明控制器具有集成度高，装配性好，航行经济性和航行可靠性高等突出优点。

技术研发人员：张艺耀,肖霆,陈廷杨,别瑜,宋星驰
受保护的技术使用者：武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶集团有限公司第七一二研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13