[发明专利]核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器

摘要

本发明揭示了一种核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，所述驱动器包括电路板，电路板上设有电子元器件；所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，整个电路板外部由防辐射外壳包裹。所述驱动器还包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与控制芯片的不同引脚相连。本发明提出的核电站机械臂及耐辐射两相步进电机驱动器，可有效提高装置的辐射抗性。

主权项

1.一种耐辐射两相步进电机驱动器，其特征在于，所述驱动器包括：电路板(103)、电子元器件(101)；所述电子元器件(101)包括主控制芯片、电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路；所述电源部分、CAN总线收发器、电流反馈部分、双H桥MOSFET驱动电路与主控制芯片的不同引脚相连；所述CAN总线收发器作为一个信息化接口，实现驱动器与驱动器之间、驱动器与总控制器之间的通讯；由于动力执行机构包括3个自由度，所以需要三台驱动器间相互协调配合；当控制器收到命令后，通过CAN接口分别给予三台驱动器不同的控制信号，以使三台步进电机相互独立地转动，完成预定动作；作为对辐射敏感的功率元件，采用耐辐射能力强的8个MOSFET搭建电路，与集成度高的驱动芯片相比，其耐辐射能力大大提高；同时，将组成H桥的8个MOSFET管及电压转换元器件分立在电路板四周，利用垂直空间节省电路板面积，增强器件的散热能力；所述驱动器选用封装小、的电子元器件组成电路，布局紧凑，电路板的体积为120cm3，重量为90g；部分芯片上有钨/氧化铝贴片材料；所述驱动器内的电子元器件上贴有防辐射材料，该防辐射材料为局部屏蔽用的钨基合金(102)；整个电路板外部由防辐射外壳包裹，电路板的防辐射外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；电路板外部先由中子有机屏蔽层(104)包裹，中子有机屏蔽层(104)外被重金属屏蔽层(105)包裹；整个电路板外部加装防辐射屏蔽盒，屏蔽盒外壳为双层结构，分别为重金属屏蔽层及中子有机复合屏蔽层；中子屏蔽层(105)在最外侧，重金属屏蔽层(104)在内侧，能有效吸收中子层屏蔽产生的次级γ射线；所述中子有机复合屏蔽层材料为以耐高温环氧树脂为基体的复合材料，提高单位厚度的有机材料中子屏蔽性能；重金属屏蔽层材料为钨基复合材料，提高单位厚度的伽马射线屏蔽率，当中子穿过最外层有机复合层时，其中子能量将被慢化成热中子，部分热中子被吸收；产生的次级γ射线能量很低，穿过有机层后将被重金属屏蔽层有效的阻挡，防止其进入屏蔽盒体内部对电子器件产生损害；而对于较强的单一γ射线，虽然有机层屏蔽效果有限，但内层的重金属防护层能起到良好的屏蔽效果；所述中子有机屏蔽层的材料为耐高温B4C/环氧树脂中子屏蔽复合材料，采用一种氨基酚三官能团环氧树脂作为基体材料，具有较好的高温力学性能，且密度小、耐高能辐照、粘度低和耐化学介质腐蚀；但由于环氧树脂值较高，固化过程中容易出现爆聚现象，且固化后韧性较差，选用液体羧基丁腈橡胶作为增韧剂；含硼化合物具有较好的中子屏蔽性能，选用设定比例的B4C颗粒作为填料，采用浇铸冷却固化成型的方法，能在200℃以上环境中使用；所述主控制芯片还连接有辐射感应器；所述电路板外的防辐射外壳的至少一面设计为可调节结构；防辐射外壳至少包括一个可调面，可调面连接一驱动机构，驱动机构连接主控制芯片；主控制芯片根据辐射感应器感应到的辐射强度，通过所述主控制芯片控制驱动机构，从而控制防辐射外壳处于打开状态还是闭合状态。