[发明专利]一种航空用控制类电机电流保护装置

说明书

本发明公开了一种航空用控制类电机电流保护装置，包括；供电电源，逆变器，带有主控芯片的控制板，电流采样电路，具有与逆变器连接的功率管，并利用功率管的导通内阻采集电机的相电流，以采集形成导通电压得到采样值；电流信号调理电路，与电流采样电路以及主控芯片连接，用于信号调理采集到的功率管导通电压，并传送入主控芯片以对电机进行限流启动与过流保护。本发明具有成本低廉、体积小、重量轻巧的特点，采用功率管的导通内阻来采集电机的相电流，使得该系统在使用不会出现额外增加损耗，极大解决了航空电机产品空间和重量以及无法适用大电流场合中的问题提高产品的可靠性。

技术领域

本发明涉及电机保护装置领域，尤其适用在永磁无刷类大电流电机的限流启动以及过流保护，具体为一种航空用控制类电机电流保护装置。

背景技术

控制类电机两大必不可少的功能，一是过流保护；二是限流启动，这两项功能的传统做法如下所述，过流保护：目前几乎所有产品均是以通过电流传感器或采样电阻采集电机母线电流，依据采集的电流大小在CPU主控芯片中与初始给定值进行比较，最终由主控芯片输出保护指令。而限流启动：同过流保护原理，通过电流传感器或采样电阻采集电机母线电流，依据采集的电流大小在CPU主控芯片中与初始给定最大启动电流值进行比较，当电流大于等于初始设定值时，通过算法控制电机PWM占空比，保证产品启动电流不超过极限最大值。

传统的技术实现方法特点是原理简单，因有电流传感器，特别是大电流传感器，其传感器本身体积较大，因此产品所需体积空间大，难以做到小型化，轻量化，且有大电流传感器的存在，其可靠性不高；如果采用采样电阻采集电流，可以节约体积和重量，但因电阻的功率限制，目前采样电阻模式一般只适用在小电流场合，针对大部分低压大功率航空电机产品几百安的电流无法适用。

且当应用在航空产品时，要求就更高，由于航空产品中对每个产品的体积、重量要求均较为严苛，空间和体积是一架飞机性能优劣的一个重要指标，也是一个航空电机产品能否研发成功与否的关键因素，因此对于机载电机而言，需要做到在功能、性能不变的情况下机载电机整体尽量小型化，轻量化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空用控制类电机电流保护装置，以解决上述背景技术中提出的控制类电机在保证功能、性能不变的情况下取消电流传感器或采样电阻实现过流保护及限流启动，以减小产品的体积和重量，也可以解决采样电阻无法适用的大电流场合中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案；包括：

供电电源，用于对电机提供驱动电能；

逆变器，用于与供电电源连接；

控制板，带有主控芯片，连接在逆变器与电机之间；

电流采样电路，具有与逆变器连接的功率管，并利用功率管的导通内阻采集电机的相电流，以采集形成导通电压得到采样值；

电流信号调理电路，与电流采样电路以及主控芯片连接，用于信号调理采集到的功率管导通电压，并传送入主控芯片以对电机进行限流启动与过流保护。

优选的，还包括温度检测电路，用于调整并对采样值中的电流值进行补偿；温度检测电路包含温度传感器，温度传感器一输入端与功率管电性连接，温度传感器的一输出端与主控芯片电性连接。

优选的，所述电流信号调理电路具有集电极开路输出方式、至少两个二极管D1-D3、电阻R1-R10、以及由运放器组成的减法电路；集电极开路输出包含U1、U2、U3和U4运放器。

优选的，所述主控芯片具有PWM接口、SPI接口、ADC接口和CAP接口，该主控芯片采用TMS320F28035型芯片。

优选的，所述主控芯片的PWM接口传输驱动信号与保护信号到逆变器的驱动电路当中，该主控芯片的SPI接口传输DAC过流保护阔值以实现过流保护，主控芯片的ADC接口与电流信号调理电路连接，且主控芯片的CAP接口与电机之间还设置有霍尔元件，以检测电机内转子的霍尔位置信号。