CN206180920U - 一种开关磁阻电机控制器 - Google Patents

Abstract

一种开关磁阻电机控制器，包括IGBT模块、滤波电容、滤波电阻、滤波电感、母线电源接插件、相线电源接插件，滤波电阻的一端与母线电源接插件的正极相连，滤波电阻的另一端通过滤波电感与滤波电容的正极相连，滤波电容的负极与母线电源接插件的负极相连，且滤波电容为大波纹电流的薄膜电容，其集成有正、负极母排，滤波电容与IGBT模块的输入端相连，IGBT模块的输出端与相线电源接插件相连。本设计不仅有效减少母线电流波动，而且简化了结构、降低了成本。

Description

一种开关磁阻电机控制器

技术领域

本实用新型属于汽车电机控制设备技术领域，具体涉及一种开关磁阻电机控制器，适用于有效减少母线电流波动、简化结构、降低成本。

背景技术

开关磁阻电机作为一种新型的调速电机，近年来发展迅速。其转子上没有绕组也没有永磁体，结构简单可靠，拥有很广的调速范围，在低速小电流的情况下就能获得较大的扭矩，工作性能优异，目前在各领域的应用越来越广泛。

开关磁阻电机是一种基于位置进行控制的调速电机，采用逐项导通的工作方式，各相之间的开通与关断相互独立，对于三相以上的电机可以缺相运行，因此可靠性较高。然而，开关磁阻电机这种独特的工作方式，也导致其控制器结构比一般的控制器结构更复杂。

对于一个三相的开关磁阻电机而言，其控制器一般有6跟相线2跟母线，而常见的三相异步电机或永磁同步电机仅有3跟相线。更多的相线使开关磁阻电机控制器内部的布局更复杂。开关磁阻电机逐项导通的工作方式使电机相电流剧烈的波动，相电流通过叠加反馈到母线上，导致母线电流更加剧烈的高频波动，甚至出现反向电流，对系统造成巨大的安全隐患。开关磁阻电机控制器需要在狭小的空间内布置大量的器件，包括大功率器件和低压控制电路，因此电磁干扰问题十分突出。如果不做好电磁防护，电机工作时会对其他周边设备造成不良影响，控制器内部的低压控制电路也容易发生故障，导致系统运行不正常，甚至造成设备损毁，存在极大的风险。

中国专利：申请公布号为CN105207540A，申请公布日为2015年12月30日的发明专利公开了一种电动车辆开关磁阻电机控制器内部布置结构，包括IGBT模块、薄膜电容、预充电接触器、正极高压主接触器、负极高压主接触器，IGBT模块与薄膜电容之间设置有一体化的叠层母排。虽然该发明采用高压部件和低压部件分层设计，降低了高压部件和低压部件之间电磁干扰的影响，但仍然存在以下缺陷：

1、该结构仅采用薄膜电容无法起到有效减少母线电流波动的效果；

2、该结构中同时设置有叠层母排、预充电接触器、正极高压主接触器、负极高压主接触器，使得控制器内部零部件较多、系统繁复、成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的无法有效减少母线电流波动、结构复杂、成本较高的问题，提供一种能够有效减少母线电流波动、结构简单、成本较低的开关磁阻电机控制器。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：

一种开关磁阻电机控制器，包括IGBT模块、滤波电容、母线电源接插件、相线电源接插件，所述滤波电容的负极与母线电源接插件的负极相连，且滤波电容与IGBT模块的输入端相连，IGBT模块的输出端与相线电源接插件相连；

所述控制器还包括滤波电阻、滤波电感，所述滤波电阻的一端与母线电源接插件的正极相连，滤波电阻的另一端通过滤波电感与滤波电容的正极相连，且滤波电容为大波纹电流的薄膜电容。

所述滤波电容集成有正、负极母排。

所述控制器还包括相互电连的卸荷电路板和主控板。

所述IGBT模块的上方由下至上依次设置有IGBT信号转接板、IGBT驱动板、屏蔽板，所述IGBT信号转接板与IGBT模块的顶部压接，所述IGBT驱动板与IGBT信号转接板、主控板电连，所述屏蔽板的顶部与主控板固定连接。

所述IGBT模块包括上桥模块、下桥模块，所述上桥模块、下桥模块均通过连接有螺母的相线铜排与相线电源接插件相连，且与上桥模块相连的相线铜排穿过相电流传感器的测量孔后与相线电源接插件相连，所述滤波电阻的接线穿过母线电流传感器的测量孔后与母线电源接插件的正极相连。

所述控制器还包括壳体，该壳体为盒状结构，包括盒体及与其配合的上盖，所述IGBT模块、滤波电容、滤波电阻、滤波电感、卸荷电路板均固定在盒体的底板上，所述母线电源接插件、相线电源接插件均固定在盒体的侧壁上。

所述底板的底部开设有散热水道，该散热水道的内部设置有导热条，散热水道的底部与水道盖板密封配合，所述IGBT模块、滤波电阻均位于散热水道的正上方。

所述相电流传感器、母线电流传感器均通过支撑座固定在底板上。

所述滤波电阻为铝壳电阻，所述滤波电感的铁芯为非晶材料，所述屏蔽板的制造材料为钢，所述支撑座的制造材料为绝缘塑料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型一种开关磁阻电机控制器包括滤波电阻、滤波电感，滤波电阻的一端与母线电源接插件的正极相连，另一端通过滤波电感与滤波电容的正极相连，且滤波电容为大波纹电流的薄膜电容，即在母线上增设了滤波电阻和滤波电感，同时加大了滤波电容的容量，该设计可有效减少母线电流的波动，从而改善EMC性能，提高系统的可靠性。因此，本实用新型能够有效减少母线电流的波动。

2、本实用新型一种开关磁阻电机控制器采用集成有正、负极母排的滤波电容，无需增设叠层母排，且去除了预充电接触器、正极高压主接触器和负极高压主接触器，不仅精简了系统、大幅降低了成本，而且显著提升了系统的可靠性。因此，本实用新型不仅简化了结构、降低了成本，而且提高了可靠性。

3、本实用新型一种开关磁阻电机控制器增设了卸荷电路板，当系统下电后，卸荷电路板能迅速将电容内的残余电荷消耗掉，使系统达到安全电压，保障了人身安全。因此，本实用新型的安全性能较好。

4、本实用新型一种开关磁阻电机控制器中上桥模块、下桥模块均通过连接有螺母的相线铜排与相线电源接插件相连，该设计使得相线电源接插件可直接通过螺栓与相线铜排连接而无需反面安装螺母，在显著提升装配效率的同时保证了装配质量。因此，本实用新型不仅提升了装配效率，而且保证了装配质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的爆炸图。

图3为本实用新型中散热水道的结构示意图。

图中：IGBT模块1、滤波电容2、滤波电阻3、滤波电感4、卸荷电路板5、母线电源接插件6、相线电源接插件7、主控板8、IGBT信号转接板9、IGBT驱动板10、屏蔽板11、相线铜排12、相电流传感器13、母线电流传感器14、壳体15、盒体16、底板161、上盖17、散热水道18、水道盖板19、支撑座20、上桥模块21、下桥模块22。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1至图3，一种开关磁阻电机控制器，包括IGBT模块1、滤波电容2、母线电源接插件6、相线电源接插件7，所述滤波电容2的负极与母线电源接插件6的负极相连，且滤波电容2与IGBT模块1的输入端相连，IGBT模块1的输出端与相线电源接插件7相连；

所述控制器还包括滤波电阻3、滤波电感4，所述滤波电阻3的一端与母线电源接插件6的正极相连，滤波电阻3的另一端通过滤波电感4与滤波电容2的正极相连，且滤波电容2为大波纹电流的薄膜电容。

所述滤波电容2集成有正、负极母排。

所述控制器还包括相互电连的卸荷电路板5和主控板8。

所述IGBT模块1的上方由下至上依次设置有IGBT信号转接板9、IGBT驱动板10、屏蔽板11，所述IGBT信号转接板9与IGBT模块1的顶部压接，所述IGBT驱动板10与IGBT信号转接板9、主控板8电连，所述屏蔽板11的顶部与主控板8固定连接。

所述IGBT模块1包括上桥模块21、下桥模块22，所述上桥模块21、下桥模块22均通过连接有螺母的相线铜排12与相线电源接插件7相连，且与上桥模块21相连的相线铜排12穿过相电流传感器13的测量孔后与相线电源接插件7相连，所述滤波电阻3的接线穿过母线电流传感器14的测量孔后与母线电源接插件6的正极相连。

所述控制器还包括壳体15，该壳体15为盒状结构，包括盒体16及与其配合的上盖17，所述IGBT模块1、滤波电容2、滤波电阻3、滤波电感4、卸荷电路板5均固定在盒体16的底板161上，所述母线电源接插件6、相线电源接插件7均固定在盒体16的侧壁上。

所述底板161的底部开设有散热水道18，该散热水道18的内部设置有导热条，散热水道18的底部与水道盖板19密封配合，所述IGBT模块1、滤波电阻3均位于散热水道18的正上方。

所述相电流传感器13、母线电流传感器14均通过支撑座20固定在底板161上。

所述滤波电阻3为铝壳电阻，所述滤波电感4的铁芯为非晶材料，所述屏蔽板11的制造材料为钢，所述支撑座20的制造材料为绝缘塑料。

本实用新型的原理说明如下：

本实用新型将IGBT模块1、滤波电容2、滤波电阻3、滤波电感4、卸荷电路板5、电流传感器、铜排等部件，通过特定的连接关系安装在盒体16内，且盒体16的侧壁上安装有母线电源接插件6、相线电源接插件7，底部布置有散热水道18，据此实现了电机控制器结构简洁、性能优异、可靠性高的特点。

本实用新型所述滤波电感4采用非晶材料作为铁芯，保证了更优的高频滤波效果；所述卸荷电路板5用于断电后电容放电，以及母线电压检测。

实施例1：

参见图1至图3，一种开关磁阻电机控制器，包括壳体15、主控板8，该壳体15为盒状结构，包括盒体16及与其配合的上盖17，所述盒体16的底板161的顶部固定有IGBT模块1、滤波电容2、滤波电阻3、滤波电感4、卸荷电路板5，盒体16的侧壁上固定有母线电源接插件6、相线电源接插件7，所述IGBT模块1包括三个上桥模块21、三个下桥模块22，所述上桥模块21、下桥模块22均通过连接有螺母的相线铜排12与相线电源接插件7相连，与上桥模块21相连的相线铜排12穿过相电流传感器13的测量孔后与相线电源接插件7相连， IGBT模块1的上方由下至上依次设置有IGBT信号转接板9、IGBT驱动板10、屏蔽板11，所述IGBT信号转接板9与IGBT模块1的顶部压接，所述IGBT驱动板10与IGBT信号转接板9、主控板8电连，所述屏蔽板11的制造材料为钢，其顶部与主控板8固定连接，所述滤波电阻3为铝壳电阻，其一端接线穿过母线电流传感器14的测量孔后与母线电源接插件6的正极相连，另一端通过铁芯为非晶材料的滤波电感4与滤波电容2的正极相连，滤波电容2的负极与母线电源接插件6的负极相连，且滤波电容2为大波纹电流的薄膜电容，其集成有正、负极母排，滤波电容2与IGBT模块1的输入端相连，IGBT模块1的输出端与相线电源接插件7相连，所述卸荷电路板5与主控板8电连，所述IGBT模块1、滤波电阻3均位于底板161底部开设的散热水道18的正上方，该散热水道18的内部设置有导热条，散热水道18的底部与水道盖板19密封配合，所述相电流传感器13、母线电流传感器14均通过制造材料为绝缘塑料的支撑座20固定在底板161上。

Claims (9)

1.一种开关磁阻电机控制器，包括IGBT模块（1）、滤波电容（2）、母线电源接插件（6）、相线电源接插件（7），所述滤波电容（2）的负极与母线电源接插件（6）的负极相连，且滤波电容（2）与IGBT模块（1）的输入端相连，IGBT模块（1）的输出端与相线电源接插件（7）相连，其特征在于：

所述控制器还包括滤波电阻（3）、滤波电感（4），所述滤波电阻（3）的一端与母线电源接插件（6）的正极相连，滤波电阻（3）的另一端通过滤波电感（4）与滤波电容（2）的正极相连，且滤波电容（2）为大波纹电流的薄膜电容。

2.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述滤波电容（2）集成有正、负极母排。

3.根据权利要求2所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述控制器还包括相互电连的卸荷电路板（5）和主控板（8）。

4.根据权利要求3所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述IGBT模块（1）的上方由下至上依次设置有IGBT信号转接板（9）、IGBT驱动板（10）、屏蔽板（11），所述IGBT信号转接板（9）与IGBT模块（1）的顶部压接，所述IGBT驱动板（10）与IGBT信号转接板（9）、主控板（8）电连，所述屏蔽板（11）的顶部与主控板（8）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述IGBT模块（1）包括上桥模块（21）、下桥模块（22），所述上桥模块（21）、下桥模块（22）均通过连接有螺母的相线铜排（12）与相线电源接插件（7）相连，且与上桥模块（21）相连的相线铜排（12）穿过相电流传感器（13）的测量孔后与相线电源接插件（7）相连，所述滤波电阻（3）的接线穿过母线电流传感器（14）的测量孔后与母线电源接插件（6）的正极相连。

6.根据权利要求5所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述控制器还包括壳体（15），该壳体（15）为盒状结构，包括盒体（16）及与其配合的上盖（17），所述IGBT模块（1）、滤波电容（2）、滤波电阻（3）、滤波电感（4）、卸荷电路板（5）均固定在盒体（16）的底板（161）上，所述母线电源接插件（6）、相线电源接插件（7）均固定在盒体（16）的侧壁上。

7.根据权利要求6所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述底板（161）的底部开设有散热水道（18），该散热水道（18）的内部设置有导热条，散热水道（18）的底部与水道盖板（19）密封配合，所述IGBT模块（1）、滤波电阻（3）均位于散热水道（18）的正上方。

8.根据权利要求6所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述相电流传感器（13）、母线电流传感器（14）均通过支撑座（20）固定在底板（161）上。

9.根据权利要求8所述的一种开关磁阻电机控制器，其特征在于：所述滤波电阻（3）为铝壳电阻，所述滤波电感（4）的铁芯为非晶材料，所述屏蔽板（11）的制造材料为钢，所述支撑座（20）的制造材料为绝缘塑料。