一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法，采用一種溫控電路，確?？刂破髟趶?fù)雜工作環(huán)境下可正常運(yùn)行，尤其針對(duì)低溫條件下，設(shè)計(jì)了加熱保護(hù)電路，使控制器在復(fù)雜的工作環(huán)境下，仍可以正常通訊，可靠運(yùn)行，降低系統(tǒng)故障率，滿足高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)環(huán)境的指標(biāo)要求。
【專利說明】—種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器溫控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)過程離不開溫度控制。溫度控制廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，如家電、汽車、材料、電力電子等。隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，機(jī)載電子設(shè)備的溫度控制技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但針對(duì)平流層高空飛行器電推進(jìn)系統(tǒng)特殊工作環(huán)境下的溫度控制問題，目前還未見詳細(xì)的研究報(bào)告和專利技術(shù)方案。
[0003]高空飛行器通常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳作為推進(jìn)裝置，由于飛行高度高、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、工作環(huán)境復(fù)雜，使得執(zhí)行任務(wù)期間飛行控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率大大增加，這類系統(tǒng)一旦發(fā)生事故就會(huì)造成巨大損失。由于高空螺旋槳特殊的工作環(huán)境(工作溫度范圍在-60°C?50°C )，普通的電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器CPU芯片，工作溫度通常在_45°C?85°C，無法滿足其特殊的環(huán)境指標(biāo)。為了使控制器在技術(shù)指標(biāo)要求的工作范圍內(nèi)均可以正常工作，需要對(duì)高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器采用溫度模塊保護(hù)技術(shù)。
[0004]本發(fā)明以我國(guó)某型高空螺旋槳電推動(dòng)系統(tǒng)項(xiàng)目為背景，設(shè)計(jì)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器溫控電路，滿足控制器對(duì)環(huán)境溫度的特殊要求，有利于在極端環(huán)境條件下，保持系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題
[0006]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法。
[0007]技術(shù)方案
[0008]一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路，其特征在于包括主電源通斷控制電路、一級(jí)加熱設(shè)備、二級(jí)加熱設(shè)備、DC/DC電源變換模塊、溫度采樣模塊、可控開關(guān)、控制電路模塊；其中一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備直接采用主電源240VDC?390VDC供電，溫度采樣模塊與控制電路模塊采用經(jīng)過DC/DC電源變換模塊之后的弱電供電；溫度采樣模塊采集電機(jī)以及控制器的溫度，主電源通斷控制電路根據(jù)溫度采樣模塊采集的溫度，判斷是否需要啟動(dòng)一級(jí)和二級(jí)加熱設(shè)備給控制電路模塊加熱，可控開關(guān)控制整個(gè)加熱電路的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0009]一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路的加熱方法，其特征在于步驟如下:
[0010]步驟1:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度降至Tl時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，快速給控制電路模塊升溫，使系統(tǒng)恢復(fù)正常；[0011]步驟2:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于T2時(shí)，切斷二級(jí)加熱設(shè)備，維持一級(jí)加熱設(shè)備對(duì)控制器繼續(xù)加熱；
[0012]步驟3:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于Τ3時(shí)，可控開關(guān)自動(dòng)斷開一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，停止對(duì)控制器加熱；
[0013]其中Tl為一級(jí)加熱設(shè)備開啟時(shí)的溫度，小于等于0°C，T2為一級(jí)加熱設(shè)備開啟二級(jí)加熱設(shè)備關(guān)斷時(shí)的中間溫度，T3為二級(jí)加熱設(shè)備關(guān)斷時(shí)的溫度，大于等于25°C，T3>T2>T1。
[0014]有益效果
[0015]本發(fā)明提出的一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路及加熱方法，滿足系統(tǒng)在特殊工作環(huán)境下對(duì)溫度的技術(shù)指標(biāo)要求，解決了低溫條件下控制器通訊中斷無法正常運(yùn)行這一難題，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路
[0017]圖2高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路的加熱流程圖
[0018]圖3控制器高低溫常壓運(yùn)行存活試驗(yàn)溫度曲線
【具體實(shí)施方式】
[0019]現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0020]5kff高空螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器控制板CPU芯片采用德州儀器(TI)公司的TMS320F2808芯片，由于其最低工作溫度為_40°C，當(dāng)控制器環(huán)境溫度降至_60°C時(shí)，控制器將無法正常工作。為了使控制器在-60°C低溫環(huán)境下仍能夠正常工作，5kW高空螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制加入了溫控電路，如圖1所示。
[0021]溫控電路包括主電源通斷控制電路、一級(jí)加熱設(shè)備、二級(jí)加熱設(shè)備、DC/DC電源變換模塊、溫度采樣模塊、可控開關(guān)、控制電路模塊；其中一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備直接采用主電源240VDC?390VDC供電，溫度采樣模塊與控制電路模塊采用經(jīng)過DC/DC電源變換模塊之后的弱電供電；溫度采樣模塊采集電機(jī)以及控制器的溫度，主電源通斷控制電路根據(jù)溫度采樣模塊采集的溫度，判斷是否需要啟動(dòng)一級(jí)和二級(jí)加熱設(shè)備給控制電路模塊加熱，可控開關(guān)控制整個(gè)加熱電路的導(dǎo)通和關(guān)斷。
[0022]溫控電路的加熱方法如圖2所示，具體實(shí)施例1步驟如下:
[0023]步驟1:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度降至0°C時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，功率電阻與290V輸入直流電相連，快速給控制電路模塊升溫，使系統(tǒng)恢復(fù)正常；
[0024]步驟2:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于15°C時(shí)，切斷二級(jí)加熱設(shè)備，維持一級(jí)加熱設(shè)備對(duì)控制器繼續(xù)加熱；
[0025]步驟3:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于25°C時(shí)，可控開關(guān)自動(dòng)斷開一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，停止對(duì)控制器加熱。
[0026]對(duì)高空螺旋槳驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境溫度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)溫度曲線如圖3所示，在給控制器設(shè)計(jì)了溫控電路之后，解決了系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器在_60°C環(huán)境下斷電長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)存后，控制器與上位機(jī)的通信中斷，電機(jī)無法正常啟動(dòng)的問題，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路，其特征在于包括主電源通斷控制電路、一級(jí)加熱設(shè)備、二級(jí)加熱設(shè)備、DC/DC電源變換模塊、溫度采樣模塊、可控開關(guān)、控制電路模塊；其中一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備直接采用主電源240VDC~390VDC供電，溫度采樣模塊與控制電路模塊采用經(jīng)過DC/DC電源變換模塊之后的弱電供電；溫度采樣模塊采集電機(jī)以及控制器的溫度，主電源通斷控制電路根據(jù)溫度采樣模塊采集的溫度，判斷是否需要啟動(dòng)一級(jí)和二級(jí)加熱設(shè)備給控制電路模塊加熱，可控開關(guān)控制整個(gè)加熱電路的導(dǎo)通和關(guān)斷。
2.—種權(quán)利要求1所述的高空螺旋槳電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制器的溫控電路的加熱方法， 其特征在于步驟如下: 步驟1:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度降至Tl時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，快速給控制電路模塊升溫，使系統(tǒng)恢復(fù)正常； 步驟2:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于T2時(shí)，切斷二級(jí)加熱設(shè)備，維持一級(jí)加熱設(shè)備對(duì)控制器繼續(xù)加熱； 步驟3:當(dāng)溫度采樣模塊檢測(cè)到控制器內(nèi)部溫度高于T3時(shí)，可控開關(guān)自動(dòng)斷開一級(jí)加熱設(shè)備和二級(jí)加熱設(shè)備，停止對(duì)控制器加熱； 其中Tl為一級(jí)加熱設(shè)備開啟時(shí)的溫度，小于等于0°C，T2為一級(jí)加熱設(shè)備開啟二級(jí)加熱設(shè)備關(guān)斷時(shí)的中間溫 度，T3為二級(jí)加熱設(shè)備關(guān)斷時(shí)的溫度，大于等于25°C，Τ3Χ2Χ1。
【文檔編號(hào)】G05D23/30GK103744456SQ201410018397
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】竇滿峰, 賀夢(mèng)穎, 趙祥珺, 楊劍威, 陳敏, 董鵬, 包艷艷 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)