一种适合多种DC电源输入的电机控制器及DM电机的制作方法

：本发明涉及一种适合多种dc电源输入的电机控制器及dm电机，所述的dm电机是数字控制电机的意思，包括直流无刷电机、永磁同步电机等具有微处理器和逆变电路的电机。

背景技术

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背景技术：

1、目前，市场上的大功率风机电机(功率大概为1/2hp和1hp)，其结构布局一般分为：电机和电机控制器，见专利号为：201821508373.x、名称为：一种多挡位的bldc电机的实用新型专利，这些类型的电机多数是铁壳的电机，包括电机和电机控制器，所述的电机包括外壳、定子组件和转子组件，电机控制器包括控制盒和安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成有微处理器(是单片机或者数字信号处理器dsp)、逆变电路和电源部分。上述的电源部分直接与市电连接，将市电的ac交流电转换成直流电供各部分电路使用。

2、这种结构的电机存在如下的不足：1)输入的电源类型固定，只能与市电连接，适用范围较窄，例如在郊外，无交流市电的情况下，只有蓄电池或者太阳能板的直流电源，这种电机就无法使用；2)电机控制器中逆变电路的功率器件都是伸出线路板的外面焊接在线路板表层的印刷电路中，增加了电机控制器的体积，降低功率密度，系统的emi较大。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的是提供一种适合多种dc电源输入的电机控制器及dm电机，解决现有技术中大功率电机中电机控制器一般都直接与市电的ac交流电直接连接，输入的电源类型固定，只能与市电连接，适用范围较窄的技术问题。

2、本发明的进一步目的是提供一种适合多种dc电源输入的电机控制器及dm电机，解决现有技术中大功率电机中电机控制器逆变电路的功率器件都是伸出线路板的外面焊接在线路板表层的印刷电路中，增加了电机控制器的体积，降低功率密度，增大系统的emi参数的技术问题。

3、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

4、一种适合多种dc电源输入的电机控制器，包括控制电路和功率电路两个部分，控制电路用于控制功率电路工作，其特征在于：控制电路包括控制逻辑电路和模式设定电路，功率电路包括逆变电路和boost电路，其中：

5、dc电源经过boost电路的升压后才能为逆变电路提供直流母线电压vbus；

6、模式设定电路用于设定输入的dc电源的类型，并向控制逻辑电路发送信号指令；

7、控制逻辑电路根据dc电源的输入类型控制boost电路和逆变电路工作。

8、上述多种dc电源包括蓄电池、太阳能光伏板、整流电源及蓄电池与太阳能光伏板的组合。

9、上述的控制逻辑电路包括微处理器mcu、电机运行参数检测电路和母线电压检测电路，电机运行参数检测电路将电机运行的实时数据送到微处理器mcu，微处理器mcu控制逆变电路工作；母线电压检测电路将信号传递到微处理器mcu，由微处理器mcu控制boost电路工作。

10、上述的控制逻辑电路还包括dc电源输入电流检测电路，dc电源输入电流检测电路将数据送到微处理器mcu处理。

11、上述模式设定电路是一个显示及按键电路，利用显示及按键电路向微处理器mcu输入信号，设定输入的dc电源的类型。

12、上述的微处理器mcu还连接有无线通讯模块，微处理器mcu利用无线通讯模块与外界进行连接通讯，无线通讯模块是蓝牙模块或者wifi模块。

13、上述的控制逻辑电路还包括dc-dc降压隔离电路，dc-dc降压隔离电路的输入端连接dc电源的输出端，dc-dc降压隔离电路的输出端提供低压直流电。

14、一种dm电机，包括电机和电机控制器，所述的电机包括定子组件和永磁转子组件，定子组件和永磁转子组件磁耦合，电机控制器控制电机工作，其特征在于：所述的电机控制器是上述所述的适合多种dc电源输入的电机控制器，所述的电机控制器包括控制盒及安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成控制电路和功率电路两个部分。

15、上述的电机控制器和电机装配成一体，电机控制器安装在电机的底部，控制盒上设置有若干个接线端子，若干个接线端子与控制线路板电连接。

16、上述的若干个接线端子包括与输入的dc电源连接的dc电源接线端子、定子绕组连接端子和传感器接线端子。

17、上述的输入的dc电源是整流电源，整流电源包括盒体和安装在盒体里面整流电路板，整流电源安装在电机控制器的底部。

18、上述的整流电源是按功率段划分为标准模块，包括1/2hp电源标准模块和1hp电源标准模块。

19、上述的控制线路板采用嵌入式多层布局结构，功率电路里面的功率半导体器件内嵌在线路板的内部。

20、上述的控制线路板上设置上表面印刷线路、内层第一厚铜线路、内层第二厚铜线路和下表面印刷线路，功率半导体器件采用mos管，mos管位于内层第一厚铜线路与内层第二厚铜线路之间，mos管的s极通过填铜过孔方式连接至内层第一厚铜线路，mos管的d极通过填铜过孔方式连接至内层第二厚铜线路，mos管的g极通过填铜过孔方式连接至上表面印刷线路，内层第二厚铜线路和下表面印刷线路之间为导热绝缘层，控制逻辑电路焊接在上表面印刷线路，功率电路里面非功率器件焊接在下表面印刷线路。

21、本发明与现有技术相比，具有如下效果：

22、效果1：多电源适应性可解决不同应用场合不同类型电源输入的需求，无论是光伏板、蓄电池、整流电源或其组合，都可用于该电机控制器，从而提高电机控制器的适应性。

23、效果2：控制线路板采用嵌入式多层布局结构，功率电路里面的功率半导体器件内嵌在线路板的内部，嵌入式结构可极大减小电机控制器的体积，提高功率密度，同时减小系统emi。

24、本发明的其它优点在实施例部分再详细叙述。

技术特征：

1.一种适合多种dc电源输入的电机控制器，包括控制电路和功率电路两个部分，控制电路用于控制功率电路工作，其特征在于：控制电路包括控制逻辑电路和模式设定电路，功率电路包括逆变电路和boost电路，其中：

2.根据权利要求1所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：多种dc电源包括蓄电池、太阳能光伏板、整流电源及蓄电池与太阳能光伏板的组合。

3.根据权利要求2所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：控制逻辑电路包括微处理器mcu、电机运行参数检测电路和母线电压检测电路，电机运行参数检测电路将电机运行的实时数据送到微处理器mcu，微处理器mcu控制逆变电路工作；母线电压检测电路将信号传递到微处理器mcu，由微处理器mcu控制boost电路工作。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：控制逻辑电路还包括dc电源输入电流检测电路，dc电源输入电流检测电路将数据送到微处理器mcu处理。

5.根据权利要求4所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：模式设定电路是一个显示及按键电路，利用显示及按键电路向微处理器mcu输入信号，设定输入的dc电源的类型。

6.根据权利要求5所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：微处理器mcu还连接有无线通讯模块，微处理器mcu利用无线通讯模块与外界进行连接通讯，无线通讯模块是蓝牙模块或者wifi模块。

7.根据权利要求6所述的一种适合多种dc电源输入的电机控制器，其特征在于：控制逻辑电路还包括dc-dc降压隔离电路，dc-dc降压隔离电路的输入端连接dc电源的输出端，dc-dc降压隔离电路的输出端提供低压直流电。

8.一种dm电机，包括电机和电机控制器，所述的电机包括定子组件和永磁转子组件，定子组件和永磁转子组件磁耦合，电机控制器控制电机工作，其特征在于：所述的电机控制器是权利要求1至7任一项所述的适合多种dc电源输入的电机控制器，所述的电机控制器包括控制盒及安装在控制盒里面的控制线路板，控制线路板上集成控制电路和功率电路两个部分。

9.根据权利要求8所述的一种dm电机，其特征在于：电机控制器和电机装配成一体，电机控制器安装在电机的底部，控制盒上设置有若干个接线端子，若干个接线端子与控制线路板电连接。

10.根据权利要求9所述的一种dm电机，其特征在于：若干个接线端子包括与输入的dc电源连接的dc电源接线端子、定子绕组连接端子和传感器接线端子。

11.根据权利要求10所述的一种dm电机，其特征在于：输入的dc电源是整流电源，整流电源包括盒体和安装在盒体里面整流电路板，整流电源安装在电机控制器的底部。

12.根据权利要求11所述的一种dm电机，其特征在于：整流电源是按功率段划分为标准模块，包括1/2hp电源标准模块和1hp电源标准模块。

13.根据权利要求8所述的一种dm电机，其特征在于：控制线路板采用嵌入式多层布局结构，功率电路里面的功率半导体器件内嵌在线路板的内部。

14.根据权利要求13所述的一种dm电机，其特征在于：控制线路板上设置上表面印刷线路、内层第一厚铜线路、内层第二厚铜线路和下表面印刷线路，功率半导体器件采用mos管，mos管位于内层第一厚铜线路与内层第二厚铜线路之间，mos管的s极通过填铜过孔方式连接至内层第一厚铜线路，mos管的d极通过填铜过孔方式连接至内层第二厚铜线路，mos管的g极通过填铜过孔方式连接至上表面印刷线路，内层第二厚铜线路和下表面印刷线路之间为导热绝缘层，控制逻辑电路焊接在上表面印刷线路，功率电路里面非功率器件焊接在下表面印刷线路。

技术总结
本发明公开了一种适合多种DC电源输入的电机控制器及DM电机，包括控制电路和功率电路两个部分，控制电路用于控制功率电路工作，控制电路包括控制逻辑电路和模式设定电路，功率电路包括逆变电路和BOOST电路，DC电源经过BOOST电路的升压后才能为逆变电路提供直流母线电压Vbus；模式设定电路用于设定输入的DC电源的类型，并向控制逻辑电路发送信号指令；控制逻辑电路根据DC电源的输入类型控制BOOST电路和逆变电路工作。它的多电源适应性可解决不同应用场合不同类型电源输入的需求，无论是光伏板、蓄电池、整流电源或其组合，都可用于该电机控制器，从而提高电机控制器的适应性。

技术研发人员：史伟伟,杨妍,孙海荣,赵勇,边文清,官金仁,黎雪
受保护的技术使用者：中山大洋电机股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17