CN216290743U - 一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器 - Google Patents

Abstract

一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，中控单元和结构件；中控单元设置于所述结构件上；功率模块与主控电路板电路连接；第一故障检测电路和触发单元分别与主控电路板连接；第二故障检测电路分别与可控硅和主控电路板连接；本实用新型通过多个功率模块的设计方式，使得电动机转子控制器根据实际情况需要，通过不同数量相对独立的功率模块的组合完成对多电动机的多级电阻或单电动机的多级电阻的控制，通过一个主控电路板完成对多个功率模块的控制，并且可以对每个功率模块进行单独设计、制造、调试、修改和存储，能够实现跨系列产品间的功率模块的通用，能够降低采购周期，物流成品，缩短研发周期，加快产品上市进程。

Description

一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器

技术领域

本实用新型涉及电动控制技术领域，尤其涉及一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器。

背景技术

YZR型三相异步绕线式电动机(以下简称电动机)在运行的过程中，为了能够降低启动电流，减缓对电动机的冲击，需要在转子回路串接电阻，以此控制电动机的转矩。当电动机在不同档位运行或者全速运行时，需要对电动机转子回路串接的电阻进行短切。为使整个启动过程尽量保持较大的启动转矩，同时保证电流不超标，需要在短切电阻时通过功率模块逐级切换。目前电动机传统短切转子电阻的方式是：在电动机转子各电阻器后串接单台或多台单级切阻装置。其缺点是投入成本高，且占用控制屏(柜)内较大的安装空间，需并接多组控制线接收反馈信号，多组控制线接收反馈信号造成信号干扰较大。此外，传统方式是针对单台电动机切阻的情况，无法完成1台切阻装置同时对应2台电动机的情况。

实用新型内容

本实用新型提供一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，以克服上述问题。

一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，包括：中控单元和结构件；

所述中控单元设置于所述结构件上；

所述中控单元包括若干功率模块、主控电路板、第一故障检测电路；

所述功率模块与所述主控电路板电路连接；

所述第一故障检测电路与所述主控电路板连接；

所述功率模块包括两组可控硅、温控单元、接口单元、触发单元、散热单元和第二故障检测电路；

所述触发单元与所述主控电路板连接；

所述可控硅与所述触发单元连接；

所述温控单元与所述可控硅连接；

所述散热单元与所述可控硅连接；

所述第二故障检测电路分别与所述可控硅和主控电路板连接；

所述接口单元与所述中控单元连接；

所述接口单元连接于外部电源。

进一步的，所述接口单元采用动力铜排。

进一步的，所述扩展级模块单元通过级联线缆与所述中控单元连接。

进一步的，所述结构件包括结构承载底盘、主控电路板托架、第一挡板、第二挡板、上盖；

所述结构承载底盘包括底板、两个侧板和功率模块安装板；

两个所述侧板的一端分别与所述底板相对的两侧垂直连接；

两个所述侧板的另一端分别与所述功率模块安装板相对的两侧垂直连接；

所述功率模块安装板与所述底板相对设置，并与两个所述侧板的另一端连接；

所述功率模块安装板上设置有功率模块安装孔，以与所述结构承载底盘之间形成功率模块安装插槽；

所述第一挡板和所述第二挡板设置于所述底板的两侧，并垂直连接于所述底板和所述功率模块安装板，且与所述侧板连接；

所述上盖设置于所述第一挡板和第二挡板之间，并与所述结构承载底盘形成功率模块容纳腔；

所述主控电路板托架固定设置于所述第一挡板和第二挡板之间。

进一步的，所述第一挡板上设置有若干连接孔，所述连接孔与所述接口单元的位置相对应，所述接口单元穿过所述连接孔连接于外部电源。

本实用新型的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，通过多个功率模块的设计方式，使得电动机转子控制器根据实际情况需要，通过不同数量相对独立的功率模块的组合完成对多电动机的多级电阻或单电动机的多级电阻的控制，通过一个主控电路板完成对多个功率模块的控制，并且可以对每个功率模块进行单独设计、制造、调试、修改和存储，能够实现跨系列产品间的功率模块的通用，能够降低采购周期，物流成品，缩短研发周期，加快产品上市进程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型智能电动机转子控制器的功率模块结构图；

图2为本实用新型智能电动机转子控制器的单电机转子电阻3段2级切除控制器结构示意图；

图3为本实用新型智能电动机转子控制器的单电机转子电阻4段3级切除控制器结构示意图；

图4为本实用新型智能电动机转子控制器的单电机转子电阻5段4级切除控制器结构示意图；

图5为本实用新型智能电动机转子控制器的单电机转子电阻6段5级切除控制器结构示意图；

图6为本实用新型智能电动机转子控制器的单电机转子电阻7段6级切除控制器结构示意图；

图7为本实用新型智能电动机转子控制器的结构件安装爆炸图；

图8为本实用新型智能电动机转子控制器的三个功率模块安装斜视图；

图9为本实用新型智能电动机转子控制器的暗转动力铜排与第一挡板示意图；

图10为本实用新型智能电动机转子控制器的主控电路板托架安装示意图；

图11为本实用新型智能电动机转子控制器的整体示意图；

图12为本实用新型智能电动机转子控制器的三个功率模块与结构承载底盘装配示意图；

图13为本实用新型智能电动机转子控制器的两个功率模块与结构承载底盘装配示意图。

其中：1、接口单元；2、可控硅；3、散热单元；4、触发单元；5、温控单元；6、功率模块；7、显示板；8、主控电路板；9、结构件；10、中控单元； 11、级联线缆；12、扩展级模块单元；13、结构承载底盘；131、底板；132、侧板；133、功率模块安装板；134、功率模块安装孔；14、主控电路板托架； 15、第一挡板；16、第二挡板；17、上盖；18、连接孔；19、散热孔；20、第一安装位置插槽；21、第二安装位置插槽；22、第三安装位置插槽。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种应用于控制YZR型(但不仅限于YZR)三相异步绕线式电动机转子电阻短切逻辑的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，包括：中控单元和结构件；

所述中控单元设置于所述结构件上；

所述中控单元包括若干功率模块、主控电路板、第一故障检测电路；

所述第一故障检测电路与所述主控电路板连接；以接收所述第二故障检测电路所反馈的功率模块的故障信息，以对所述智能电动机转子控制器进行故障检测；

所述功率模块与所述主控电路板电路连接；

所述功率模块包括两组可控硅、温控单元、接口单元、触发单元、散热单元和第二故障检测电路；优选地，本实施中的温控单元是温控传感器，触发单元采用触发板。散热单元采用的是散热风机，接口单元采用的是动力铜排，动力铜排具有如附图1所示。

所述触发板与所述主控电路板连接；以通过所述主控电路板控制触发板对可控硅的控制；

所述可控硅与所述触发板连接；以通过所述触发板实现可控硅的接通与断开；具体的，所述触发板与可控硅由结构件的机械结构保持了不大于150mm 的距离，所述可控硅与所述触发板之间由电路板安装板(PC/聚碳酸酯)隔离，在保证电气安全的前提下最大程度的节省了安装空间。

所述温控传感器与所述可控硅连接，以检测所述可控硅的温度，防止可控硅温度过高；

所述散热风机与所述可控硅连接；以对所述功率模块进行散热降温；

所述第二故障检测电路与所述可控硅和主控电路板连接；以检测所述功率模块的故障信息，并将该信息反馈到主控电路板上。

所述动力铜排与所述中控单元连接；以实现外部电源通过所述动力铜排向所述中控单元提供电源；所述动力铜排连接于外部电源。

具体的，如附图7～12所示，所述结构件包括结构承载底盘13、主控电路板托架14、第一挡板15、第二挡板16、上盖17；所述结构承载底盘13包括底板131、两个侧板132和功率模块安装板133；两个所述侧板132的一端分别与所述底板131相对的两侧垂直连接；两个所述侧板132的另一端分别与所述功率模块安装板133相对的两侧垂直连接；所述功率模块安装板133与所述底板131相对设置，并与两个所述侧板132的另一端连接；所述功率模块安装板133上设置有功率模块安装孔134，以与所述结构承载底盘13之间形成功率模块安装插槽；所述第一挡板15和所述第二挡16板设置于所述底板131另外的两侧，并垂直连接于所述底板131和所述功率模块安装板133，且与所述侧板132连接；所述上盖17设置于所述第一挡板15和第二挡板16 之间，并与所述结构承载底盘13形成功率模块容纳腔，所述功率模块插入所述功率模块安装插槽后均处于所述功率容纳腔内部；所述主控电路板托架14 固定设置于所述第一挡板15和第二挡板16之间。所述结构件以结构承载底盘13为中心，所述上盖17与所述第一挡板15、第二挡板16均通过螺丝连接。具体的，本实施例中的上盖采用的是多个板拼接的组合板形式，如附图 11所示。

具体的，在本实施例中，所述功率模块安装插槽包括第一安装位置插槽 20、第二安装位置插槽21和第三安装位置插槽22，能够在所述第一安装位置插槽20、第二安装位置插槽21和第三安装位置插槽22分别安装功率模块；

所述第一挡板15上设置有若干连接孔18，所述连接孔18与所述动力铜排的位置相对应，所述动力铜排穿过所述连接孔18连接于外部电源。

所述第一挡板15上还设置有若干与散热单元位置相对应的散热孔19，所述散热单元通过所述散热孔19连接，实现对电动机转子控制器的散热。所述结构件不仅结构简单，而且便于功率模块的安装和内部其他元件的更换。并且框架结构的设计方式，使得安装应用更加灵活方便。

具体的，本实施例中的中控单元最多能够布置3个功率模块，作为智能电动机转子控制器单独使用，能够完成单台电动机机构转子电阻4段3级切除(如附图3所示)、3段2级切除(如附图2和附图13所示)；中控单元根据需要切除的级数，通过输入控制指令完成对功率模块的开启与关闭控制。所述控制指令不是本专利的技术点，这里不在进行详细展开描述。具体的，电动机数量和各电动机切阻级数决定功率模块数量。例如1台电动机转子电阻需要5级切除，则需要的功率模块数量为5个；2台电动机转子电阻各需要3级切除，则需要功率模块数量为6个；4台电动机转子电阻各需要1级切除，则需要的功率模块数量为4个；

优选地，本实施例还包括显示板，所述显示板采用便携式显示板，能够对单台或多台智能电动机转子控制器进行使用配置和参数设置。所述便携式面板通过螺钉挂靠在上盖上面，便携式显示面板能够实时显示控制器输出状态、故障状态、延时导通时间和导通频率，同时具有设置按键，能够设置应用模式、故障历史查询。

优选地，本实施例中结构件选用120um镀锌钢板材质，当每个功率模块可插入安装位置插槽后，用4个紧固螺丝安装即可；结构件中共有3个功率模块的安装位置插槽，分别为第一安装位置插槽、第二安装位置插槽和第三安装位置插槽，所述第一安装位置插槽、第二安装位置插槽和第三安装位置插槽按照一字型排列，如附图12所示。

本实施例的结构件中也可安装两个功率模块使用，当使用两个功率模块时，所述第二安装位置插槽的安装位置空出，空车的位置加装防尘挡板即可。如附图13所示。其中，本实施例中采用第二安装位置插槽空出的安装方式，可以配比平衡整机的重心。

优选地，本实施例还包括扩展级模块单元，所述扩展级模块单元包括若干所述功率模块。中控单元内有主控电路板，扩展级模块单元内无主控电路板，中控单元与扩展级模块单元采用级联方式，该方式有利于功率模块综合布线，易于理解，易于安装，可以方便地实现多个端口的接入。中控单元通过 RSC1-L1/2/3级联线缆连接至扩展级模块单元，并对扩展级模块单元内的功率模块进行控制。工作时，控制信号输入到中控单元，无需输入到扩展级模块单元。扩展级模块单元工作由中控单元控制，同时各功率模块通过自身的故障检测电路进行故障判断。

在本实施例中，每个中控单元中最多容纳三个功率模块。当需要超过3个功率模块参与电阻切除工作时，可以在扩展级模块单元中增加对应数量的功率模块，构成最多主控单元给个功率模块和扩展级模块单元中3个功率模块，一共6个功率模块的应用方式；

本实施例中，由中控单元、扩展级模块单元组成的多级智能电动机转子控制器，可约应用于三相交流异步绕线电动机转子回路≥4级时切电阻控制；详见附图4～附图6。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

1、功率模块具有相对独立性，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储；

2、功率模块中零部件的重用能够极大缩短并行产品的设计及测试周期，实现跨系列产品间的模块的通用；

3、利用此实用新型能够提高采购批量、降低采购和物流承办；同时缩短采购周期、物流周期和生产制造周期，从而加快产品上市时间；

4、通过不同数量的模块品种和规格，可以组合成不同的产品，来最大限度又经济合理地满足用户的要求；

5、生产企业可以根据自身所需提高模块化功率单元半成品的库存量，在有订单需求时，根据不同的应用环境进行快速组装，节约工时，缩短交货期；

6、减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，其特征在于，包括：中控单元和结构件；

所述中控单元设置于所述结构件上；

所述中控单元包括若干功率模块、主控电路板、第一故障检测电路；

所述功率模块与所述主控电路板电路连接；

所述第一故障检测电路与所述主控电路板连接；

所述功率模块包括两组可控硅、温控单元、接口单元、触发单元、散热单元和第二故障检测电路；

所述触发单元与所述主控电路板连接；

所述可控硅与所述触发单元连接；

所述温控单元与所述可控硅连接；

所述散热单元与所述可控硅连接；

所述第二故障检测电路分别与所述可控硅和主控电路板连接；

所述接口单元与所述中控单元连接；

所述接口单元连接于外部电源。

2.根据权利要求1所述的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，其特征在于，所述接口单元采用动力铜排。

3.根据权利要求2所述的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，其特征在于，还包括扩展级模块单元，所述扩展级模块单元通过级联线缆与所述中控单元连接。

4.根据权利要求1所述的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，其特征在于，所述结构件包括结构承载底盘、主控电路板托架、第一挡板、第二挡板、上盖；

所述结构承载底盘包括底板、两个侧板和功率模块安装板；

两个所述侧板的一端分别与所述底板相对的两侧垂直连接；

两个所述侧板的另一端分别与所述功率模块安装板相对的两侧垂直连接；

所述功率模块安装板与所述底板相对设置，并与两个所述侧板的另一端连接；

所述功率模块安装板上设置有功率模块安装孔，以与所述结构承载底盘之间形成功率模块安装插槽；

所述第一挡板和所述第二挡板设置于所述底板的两侧，并垂直连接于所述底板和所述功率模块安装板，且与所述侧板连接；

所述上盖设置于所述第一挡板和第二挡板之间，并与所述结构承载底盘形成功率模块容纳腔；

所述主控电路板托架固定设置于所述第一挡板和第二挡板之间。

5.根据权利要求4所述的一种由多个功率模块组合的智能电动机转子控制器，其特征在于，所述第一挡板上设置有若干连接孔，所述连接孔与所述接口单元的位置相对应，所述接口单元穿过所述连接孔连接于外部电源。

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