CN219980609U - 一种基于碳化硅控制器的pmsm发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机，包括碳化硅控制器，所述碳化硅控制器的一端电性连接有永磁同步旋变电机，所述永磁同步旋变电机与原动机机械连接；所述碳化硅控制器的内部集成设置有主控板、碳化硅模块、母线电容及共模电感；所述共模电感与外部的直流负载电性连接。本实用新型的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，具备体积小，重量轻，噪音低、便于运输和安装；快速部署，可以安装在移动设备上的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机技术领域，尤其涉及一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机。
背景技术
发电机(Generators)是指将机械能转换成电能的机械设备；相同功率下，一般的发电机存在体积大、散热量高、结构复杂、操作要求高、噪音大及不便于运输等的弊端；故本申请提供一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机，用于解决上述提到的现有发电机存在的体积及重量大、噪音大、不便于运输等问题。
实用新型内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机。
本实用新型提供的一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机，括碳化硅控制器，所述碳化硅控制器的一端电性连接有永磁同步旋变电机，所述永磁同步旋变电机与原动机机械连接；所述碳化硅控制器的内部集成设置有主控板、碳化硅模块、母线电容及共模电感；所述共模电感与外部的直流负载电性连接。
优选的，所述主控板上集成设置有MCU及旋变解码器，所述MCU与旋变解码器之间电性连接。
优选的，所述主控板与所述碳化硅模块之间电性连接，所述碳化硅模块与所述母线电容之间电性连接，所述母线电容与共模电感之间电性连接。
优选的，所述主控板的一端电性连接有供电电源。
优选的，所述主控板的一端电性连接有CAN卡，用于与外部上位机控制软件进行数据互通。
优选的，所述永磁同步旋变电机分别与所述碳化硅模块及主控板电性连接。
相对于现有技术而言，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，通过将永磁同步旋变电机、原动机与碳化硅控制器进行装配，碳化硅控制器与功率半导体的封装相比较而言，碳化硅控制器的方案可以做的更小，而且使与其功率器件配套的无源器件和散热器都可以做的更小，减小发电机整体的体积及重量，便于运输及安装；碳化硅控制器系统效率高，相对于普通的IGBT而言，可以将效率从92％提高到97％以上；碳化硅控制器具备更高的开关速率，相对于普通的IGBT而言，开关频率在20K以内，而SIC控制器可以做的50K；碳化硅控制器具有耐高压、热稳定性好、开关频率高、开关损耗低、功率密度高等优点，故而提高整体发电机的使用寿命及使用效果。
碳化硅控制下的永磁同步发电机具备体积小，重量轻，噪音低、便于运输和安装；能够稳定的输出所要的直流电源，便于车载安装等优点。
应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。
本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本实用新型实施例提供的一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型公开了一种基于碳化硅控制器的永磁同步发电机，包括的硬件设备有：碳化硅控制器，碳化硅控制器电连接有永磁同步旋变电机，永磁同步旋变电机机械连接原动机；碳化硅控制器内的主控板内包含MCU、旋变解码器；碳化硅控制器还包括碳化硅模块，碳化硅模块的PWM三相逆变整流电路将交流电转化为直流电并输出至直流负载。主控板的一端连接有低压供电电源，碳化硅控制器内部集成设置有母线电容，母线电容的一端电性连接有共模电感，共模电感电性连接到直流负载。
其中，SIC做为第三代半导体材料，具有高击穿场强、高饱和电子漂移速率、高热导率。可以实现高压、高频、高温应用的新型功率半导体器件；具有耐高压、热稳定性好、开关频率高、开关损耗低、功率密度高、系统效率高、噪音低等优点；
与原动机及永磁同步旋变电机装配一同使用，在相同功率下，实现整体发电机的体积小，重量轻，噪音低，便于运输和安装，便于调试，快速部署，可以安装在移动设备上等优点。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机，包括碳化硅控制器，碳化硅控制器的一端电性连接有永磁同步旋变电机；永磁同步旋变电机与原动机机械连接，即用联轴器将永磁同步旋变电机与原动机各自的转子部分连接起来，实现两者的机械连接；
碳化硅控制器的内部集成设置有主控板、碳化硅模块、母线电容及共模电感；共模电感与外部的直流负载电性连接。
在一优选实施例中，主控板上集成设置有MCU及旋变解码器，其中，MCU也可以为DSP；MCU与旋变解码器之间电性连接，MCU或DSP的内部集成设置有CAN通信模块。
在一优选实施例中，主控板的一端电性连接有CAN卡，CAN卡用于连接主控板上的CAN通讯模块与外部上位机控制软件，实现数据互通。
在一优选实施例中，主控板与碳化硅模块之间电性连接，碳化硅模块与母线电容之间电性连接，母线电容与共模电感之间电性连接。
在一优选实施例中，主控板的一端电性连接有供电电源，供电电流为低压直流供电电源9～36V。
碳化硅控制器MCU中预置软件程序，在发电机运行过程中可以实现自动判断数据信息，进行弱磁调控；弱磁调控主要就是调节直轴去磁分量和交轴电流分量，使直流负载侧的输出电压始终保持在目标电压。
在一优选实施例中，永磁同步旋变电机分别与碳化硅模块及主控板电性连接。
原动机拖动永磁同步旋变电机发电，碳化硅控制器的另一端与直流负载相连接，负载将发出的电能消耗掉；原动机将转速提升到一定转速，碳化硅控制器的上位机控制软件进入发电模式自动运行，根据预先设定的目标输出电压值进行，进行弱磁调控；碳化硅控制器持续检测永磁同步旋变电机的旋转速度，根据预设的电压值，利用三环PI调节(内环：电流环；中环：母线电压环；外环：相电压环)，程序中自动调节d轴去磁分量，使碳化硅控制器的直流侧输出的电压持续稳定在预设的电压值。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，包括碳化硅控制器，所述碳化硅控制器的一端电性连接有永磁同步旋变电机，所述永磁同步旋变电机与原动机机械连接；所述碳化硅控制器的内部集成设置有主控板、碳化硅模块、母线电容及共模电感；所述共模电感与外部的直流负载电性连接。
2.根据权利要求1所述的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，所述主控板上集成设置有MCU及旋变解码器，所述MCU与旋变解码器之间电性连接。
3.根据权利要求1所述的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，所述主控板与所述碳化硅模块之间电性连接，所述碳化硅模块与所述母线电容之间电性连接，所述母线电容与共模电感之间电性连接。
4.根据权利要求1所述的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，所述主控板的一端电性连接有供电电源。
5.根据权利要求1所述的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，所述主控板的一端电性连接有CAN卡，用于与外部上位机控制软件进行数据互通。
6.根据权利要求1所述的基于碳化硅控制器的PMSM发电机，其特征在于，所述永磁同步旋变电机分别与所述碳化硅模块及主控板电性连接。
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2023
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