CN103407569A - 一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器，控制器机箱内设多个控制模块同时控制多台风机，风机转速能随着设备舱内温度变化而调节；控制器机箱采用散热窗和调速风扇对流散热，调速风扇安装在控制器机箱两端侧壁的散热窗上，且调速风扇转速能随控制器机箱内温度变化而调节；控制电路板固定在中间层隔板上面，加热电阻位于中间层隔板下面，加热电阻的控制电路在控制板上，当环境温度低于-20℃时，自动启动加热。功率电路板与IPM模块配合，IPM模块下表面涂导热硅胶固定在机箱的底板上。变频控制器能在大温差环境下工作，将周期性工作的电子设备的温度稳定在指定工作范围内；具有体积小、重量轻、抗电磁干扰能力强的特点。

Description

一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器
技术领域
本发明涉及一种变频驱动器，具体是一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器。
背景技术
平流层也称为临近空间是指离地面20km到50km的空域；以下几个因素决定了该空域非常适合飞艇运行:1）超出民航空中管制的高度，不受限于目前的航空管制，空间资源丰富；2）空气稀薄，飞行阻力小；3）风速较小，气流平稳，因此飞艇定点保持、姿态及飞行控制容易；4）处于云层之上，因此具有足够的太阳能供给，同时处于电离层以下，信息传输不受电离层影响。
平流层飞艇和飞机相比具有滞空时间长、起降场地简单、可以在某一空域定点的优点。平流层飞艇和卫星相比具有飞行高度低，从而接收和发射信号延时短、对地拍摄清晰，费用低，起降场地简单的优点。因此，平流层飞艇可以广泛的应用于地质勘探、航拍、通信基站等民用领域以及监视预警、制导、战地通信等军用领域。
飞艇内部充氦气，随着飞艇高度的上升，外部气压降低，飞艇内外气压差将增大。为了平衡飞艇舱内外的气压，使飞艇的安全和顺利的上升及下降，在飞艇内部安置多个储气瓶，通过控制储气瓶吸收或者排除氦气来调节飞艇内部气压。在储气瓶口安置风机，通过控制风机的运转来控制储气瓶吸收或者排除氦气。风机由异步电动机及风扇构成。异步电机驱动控制技术已经较为成熟，但还没有适用于平流层特殊环境的特种驱动控制器。平流层温差大、气压低，温度冲击强；特殊的环境要求控制器体校小、重量轻、结构可靠、环境适应能力强、抗振动能力强、抗电磁干扰能力强。
发明专利200810154803.7公开了一种用于临近空间飞行器电子设备温控的对流散热系统，用于临近空间飞行器的电子设备的环控需求，实现了临近空间电子设备舱的废热传递及排散，将电子设备舱的温度控制在指定的工作范围内。但并未涉及到电子设备内部关于维持温度稳定及抗电磁干扰、抗振动的问题。
发明内容
为避免现有技术存在的不足,本发明提出一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器，变频控制器能够在大温差环境下工作,将周期性工作的电子设备的温度稳定在指定工作范围内；控制器具有体积小、重量轻、结构可靠、抗振动能力强、抗电磁干扰能力强的特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括控制器机箱、调速风扇、散热窗、中间层隔板、控制模块,控制器机箱内设多个控制模块，同时控制多台风机,风机转速能随着设备舱内温度变化而调节；控制器机箱采用散热窗和调速风扇对流散热,风扇安装在散热窗上,位于控制器机箱两端侧壁，且在中间层隔板的下方，调速风扇转速能随控制器机箱内温度变化而调节；
所述控制模块包括控制电路板、加热电阻、功率电路板、IPM模块；控制电路板固定在中间层隔板上部,加热电阻位于中间层隔板底部与控制电路板对称安装,加热电阻的控制电路在控制板上，当环境温度低于-20℃时，自动启动加热电阻；功率电路板与IPM模块配合,IPM模块下表面涂导热硅胶固定在控制器机箱的底板上。
所述控制器机箱为长方体结构,材质为铝合金，表面阳极化处理。
有益效果
本发明提出的用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器，内设多个控制模块,同时控制多台风机,风机转速能随着设备舱内温度变化而调节。
1.在控制器机箱内固定安装中间层隔板,将机箱分为两层使整个机箱的结构强度、抗振性显著增强。
2.由于控制电路板和功率电路板分开，控制电路板和功率电路板之间固定安装铝合金材质的中间层隔板,有效地减小了功率电路板对控制电路板的电磁干扰。
3.将发热量大的IPM模块固定在控制器机箱内底板上，IPM模块下表面涂导热硅胶，能使IPM模块发出的热量尽快从底板散发，不滞留在控制器机箱内。
4.在控制器机箱侧壁安装散热窗和调速风扇加强空气流通，对IPM模块产生的热量进行散热。
5.在控制器机箱的中间层隔板下表面安装加热电阻,加热电阻在环境温度低于-20℃时启动加热,使控制模块所处的环境温度稳定在正常工作温度范围内。
6.控制器机箱材质为铝合金，有效地减轻了控制器的重量,同时,由于电磁屏蔽效应保护了机箱内的电路不受外部电磁干扰，机箱内部电路也不会对外部其它电子设备造成电磁干扰。
7.控制器机箱内外表面进行阳极化处理，其耐蚀性、硬度、耐磨性、绝缘性、耐热性均有大幅度提高。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器作进一步详细描述。
图1为本发明变频控制器示意图。
图2为本发明变频控制器内透视图。
图中:
1.控制器机箱 2.功率电路板 3.加热电阻 4.控制电路板 5.中间层隔板6.调速风扇 7.散热窗 8.IPM模块
具体实施方式
本实施例是一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器。
参阅图1、图2，本发明变频控制器由控制器机箱1、调速风扇6、散热窗7、中间层隔板5和控制模块组成；控制器机箱1内设多个控制模块,同时控制多台风机,风机转速能随着设备舱内温度变化而调节；控制器机箱1为长方体结构,在控制器机箱1中间部位安装中间层隔板5将机箱分为两层，控制器机箱1采用散热窗7和调速风扇6对流散热,调速风扇6和散热窗7安装在控制器机箱1两端侧壁上，且在中间层隔板5的下方，调速风扇6转速能随控制器机箱1内温度变化而调节。
本实施例中,变频驱动器内包含五个独立的控制模块，能同时控制5台5.5kW风机。五个控制器模块并排安装机箱中。
控制模块包括控制电路板4、加热电阻3、功率电路板2、IPM模块8；控制电路板4固定在中间层隔板5上表面,加热电阻3位于中间层隔板5下表面与控制电路板4对称安装,加热电阻3的控制电路在控制电路板4上，当环境温度低于-20℃时，置于控制电路板4中的温度控制电路自动启动加热电阻3开始加热；当环境温度高于0℃时，停止加热。功率电路板2与IPM模块8配合,IPM模块8下表面涂导热硅胶固定在控制器机箱1的底板上；控制器机箱1材质为铝合金，表面阳极化处理。

Claims (2)

1.一种用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器，其特征在于:包括控制器机箱、调速风扇、散热窗、中间层隔板、控制模块,控制器机箱内设多个控制模块，同时控制多台风机,风机转速能随着设备舱内温度变化而调节；控制器机箱采用散热窗和调速风扇对流散热,风扇安装在散热窗上,位于控制器机箱两端侧壁，且在中间层隔板的下方，调速风扇转速能随控制器机箱内温度变化而调节；
所述控制模块包括控制电路板、加热电阻、功率电路板、IPM模块；控制电路板固定在中间层隔板上部,加热电阻位于中间层隔板底部与控制电路板对称安装,加热电阻的控制电路在控制板上，当环境温度低于-20℃时，自动启动加热电阻；功率电路板与IPM模块配合,IPM模块下表面涂导热硅胶固定在控制器机箱的底板上。
2.根据权利要求1所述的用于平流层飞艇气囊压力控制系统的变频控制器，其特征在于:所述控制器机箱为长方体结构,材质为铝合金，表面阳极化处理。
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