專利名稱：直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于新能源純電動(dòng)車動(dòng)カ控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷強(qiáng)化，以及政府對(duì)汽車尾氣排放量的限制，新型能源車應(yīng)運(yùn)而生。先后出現(xiàn)了混合動(dòng)力、純電動(dòng)車等能源車，這些車型的驅(qū)動(dòng)傳遞系統(tǒng)都是從原來(lái)傳統(tǒng)燃油車結(jié)構(gòu)演變過(guò)來(lái)的。新能源純電動(dòng)大巴車的動(dòng)カ傳遞順序依次是電動(dòng)機(jī)、變速箱、主減速器、差速器、車輪。目前，電動(dòng)機(jī)的額定功率一般是IOOkW左右，交流電壓等級(jí)在AC200 300V左右，峰值功率在150 160kW左右，額定扭矩在400 500N. m左右，峰值扭矩在800 900N. m左右。
隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)駕駛舒適性的追求，手動(dòng)變速箱逐漸被自動(dòng)變速箱取代。盡管變速箱可以在功率不變的情況下提高驅(qū)動(dòng)扭矩，讓發(fā)動(dòng)機(jī)盡量工作在高效區(qū)，然而，變速箱成本較高，需要熟練的操控技能，效率傳遞系數(shù)低，特別是自動(dòng)變速箱成本更高，控制也很復(fù)雜，效率也比手動(dòng)變速箱低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用矢量控制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，加速特性好的直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，它包括殼體，殼體由冷卻底板、殼身和上蓋組成，殼身安裝于冷卻底板和上蓋之間，殼身的一側(cè)焊接有接線盒，接線盒上蓋有接線盒蓋，接線盒內(nèi)設(shè)絕緣板，冷卻底板上安裝有絕緣子和至少三個(gè)功率模塊，三個(gè)功率模塊安裝于流道蓋板上，流道蓋板摩擦焊接于冷卻底板上，絕緣子上安裝有母排，母排由絕緣墊和連接于絕緣墊兩端的母排正、母排負(fù)組成，母排上安裝有至少六只豎直朝上的直流支撐電容，直流支撐電容通過(guò)頂部的傳熱固定螺栓緊固于電容支撐板上，電容支撐板、屏蔽板分別安裝于殼身內(nèi)壁的支撐耳上，屏蔽板上安裝有控制板和驅(qū)動(dòng)板，控制板與殼身上的信號(hào)接插件電連接，直流連接銅排的兩端分別與母排和接線盒的絕緣板連接，三相連接銅排的兩端分別與功率模塊的輸出端和接線盒的絕緣板連接，三相連接銅排上安裝有至少兩個(gè)電流互感器。所述的殼身和冷卻底板之間安裝有殼身密封條，所述的殼身和上蓋之間安裝有上蓋密封條；所述的冷卻底板的兩端分別設(shè)有至少ー個(gè)提手。本實(shí)用新型的有益效果是(I)本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，采用矢量控制，通過(guò)坐標(biāo)系間的變換將交流電動(dòng)機(jī)等效成直流電動(dòng)機(jī)，模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，分別對(duì)轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制可以從零轉(zhuǎn)速起進(jìn)行速度控制，即使低速亦能運(yùn)行，其主要優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)在干電壓利用率高、開關(guān)損耗低、調(diào)速范圍寬廣、調(diào)速方法靈活，符合電動(dòng)車高效率運(yùn)行，并且可以對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)行精確控制，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)矩控制精度達(dá)到全速范圍內(nèi)的5%，轉(zhuǎn)速控制精度在±20rpm以下，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度非常快，電動(dòng)機(jī)的加速特性好；(2)本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，支撐電容尾部帶有螺栓，該螺栓可以承受電容整個(gè)重量，電極的螺紋不必承受重量，提高了電氣連接的可靠性。電容產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)該螺栓傳遞到殼體，増大了電容的散熱面，確保溫度不會(huì)很高，延長(zhǎng)了電容的壽命，使得紋波的承受能力增強(qiáng)；(3)本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，除了冷卻底板外，其余結(jié)構(gòu)件均為鈑金件，可以使用模具加工，具有方便快捷，成本低，便于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)；(4)本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，冷卻底板與流道蓋板采用摩擦焊接，蓋板與底板渾然一體，具有免維護(hù)，無(wú)焊接缺陷，不變形等優(yōu) 點(diǎn)；(5)本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，底板上的零部件裝配完成后再裝殼身，具有裝配方便，提高了裝配效率等優(yōu)點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖ー；圖2為本實(shí)用新型的外部結(jié)構(gòu)示意圖ニ；圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖一；圖4為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖ニ；圖5為本實(shí)用新型的工作原理框圖；圖6為本實(shí)用新型的工作原理電路框圖；圖中，I-殼體，2-冷卻底板，3-提手，4_殼身，5_上蓋，6-接線盒，7_接線盒蓋，8-功率模塊，9-屏蔽板支撐耳，10-直流支撐電容，11-支撐耳，12-電容支撐板，13-控制板，14-屏蔽板，15-驅(qū)動(dòng)板，16-電流互感器，17-絕緣子，18-母排由母排正，19-絕緣墊，20-母排負(fù)，21-IGBT，22-三相連接銅排，23-絕緣板固定直流連接銅排，24-絕緣板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖I 4所示，直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，它包括殼體I，殼體I由冷卻底板2、殼身4和上蓋5組成，殼身4安裝于冷卻底板2和上蓋5之間，所述的殼身4和冷卻底板2之間安裝有殼身密封條，所述的殼身4和上蓋5之間安裝有上蓋密封條；殼身4的一側(cè)焊接有接線盒6，接線盒6上蓋有接線盒蓋7，接線盒6內(nèi)設(shè)絕緣板24、絕緣板固定直流連接銅排23和三相連接銅排22，外部電源線和電機(jī)動(dòng)力線的端頭也引到絕緣板24上，與絕緣板固定直流連接銅排23和三相連接銅排22用螺栓壓緊相連，所述的冷卻底板2的兩端分別設(shè)有至少ー個(gè)提手3，便于搬運(yùn)控制器。[0023]冷卻底板2上安裝有絕緣子17和至少三個(gè)功率模塊8，每個(gè)功率模塊8上安裝有ー個(gè)IGBT21，在冷卻底板2上放置功率模塊8處的內(nèi)部呈蛇形水道，蛇形水道外再蓋上ー塊鋁板(蓋板)，即流道蓋板，流道蓋板摩擦焊接于冷卻底板2上，采用摩擦焊接技術(shù)的焊縫與木材平齊，焊縫光滑，無(wú)需二次加工，減少二次加工焊縫帶來(lái)的缺陷。在功率模塊8旁邊裝有溫度傳感器，測(cè)量冷卻底板溫度。功率模塊8耐壓1200V，額定電流1400A，即使是在電機(jī)的最大電流時(shí)，也可以承受:ネ旲塊開關(guān)時(shí)廣生的聞壓。絕緣子17上安裝有母排，母排由絕緣墊19和連接于絕緣墊19兩端的母排正18、母排負(fù)20組成，絕緣墊19較薄，耐壓高，母排相當(dāng)于ー個(gè)電容，容值雖小，但可以吸收很高的峰值電流。功率模塊8快速開通和關(guān)斷吋，電流急劇變化，會(huì)在感性電路中會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓，威脅著功率模塊8的安全，必須抑制該電流，而由母排構(gòu)成的小容量電容正好可以吸收這些電流。母排上安裝有至少六只豎直朝上的直流支撐電容10，直流支撐電容10通過(guò)頂部的傳熱固定螺栓緊固于電容支撐板12上，電容支撐板12、屏蔽板14分別安裝于殼身4內(nèi)壁的支撐耳11上，屏蔽板14底部安裝有屏蔽板支撐耳9，電容支撐板12承受了電容大部分重 量，減輕模塊電極上承受的重量。母排下面裝有吸收電路板，吸收電路板上裝有六只吸收電容。母排ー邊裝在功率模塊的正負(fù)極上，給功率模塊提供電源。母排另ー邊用絕緣子17支撐起來(lái)，高度與功率模塊的正負(fù)極高度相同，分擔(dān)功率模塊正負(fù)極承受的重量。屏蔽板14上安裝有控制板13和驅(qū)動(dòng)板15，控制板13與殼身4上的信號(hào)接插件電連接，屏蔽板14裝在殼身4內(nèi)壁的支撐耳上，控制板13和驅(qū)動(dòng)板15裝在屏蔽板14上。屏蔽板14邊緣開有小孔，便于線束穿過(guò)，小孔周圍套有護(hù)線套，防止線束被屏蔽板的金屬邊割傷。穿過(guò)的線束有溫度測(cè)量線、電流測(cè)量線、驅(qū)動(dòng)線、模塊故障檢測(cè)線、高壓電源引線。控制板13線束直接引至殼身4上的信號(hào)接插件，接插件中有接點(diǎn)控制信號(hào)、接點(diǎn)輸入信號(hào)、CAN信號(hào)、串ロ信號(hào)、油門信號(hào)、編碼器信號(hào)?？刂瓢迳嫌须娫捶€(wěn)壓電路、模擬量信號(hào)采集電路、開關(guān)量輸入輸出電路、CAN總線數(shù)據(jù)傳輸電路、RS232數(shù)據(jù)傳輸電路、速度信號(hào)采集電路、電機(jī)控制數(shù)字實(shí)現(xiàn)電路及軟件仿真電路等。驅(qū)動(dòng)板15具有如下功能脈沖分配、信號(hào)隔離、驅(qū)動(dòng)輸出、模塊故障檢測(cè)功能。驅(qū)動(dòng)板15上還集成有DC/DC電源，將高壓電轉(zhuǎn)成低壓電，供給控制板13和驅(qū)動(dòng)板15，有土 18V、+10V、6路驅(qū)動(dòng)隔離+15V。DC/DC電源具有過(guò)流保護(hù)、欠壓和過(guò)壓保護(hù)功能。直流連接銅排23的兩端分別與母排和接線盒6的絕緣板24連接,三相連接銅排22的兩端分別與功率模塊8的輸出端和接線盒6的絕緣板24連接，三相連接銅排22上安裝有至少兩個(gè)電流互感器16，電流互感器測(cè)量電機(jī)任意兩相電流，第三相電流通過(guò)軟件計(jì)算出來(lái)。本實(shí)用新型的參數(shù)如下表I所示表I直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器參數(shù)表
權(quán)利要求1.直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，其特征在于它包括殼體(1)，殼體(I)由冷卻底板(2)、殼身(4)和上蓋(5)組成，殼身(4)安裝于冷卻底板(2)和上蓋(5)之間，殼身(4)的一側(cè)焊接有接線盒(6)，接線盒(6)上蓋有接線盒蓋(7)，接線盒(6)內(nèi)設(shè)絕緣板(24)，冷卻底板(2 )上安裝有絕緣子(17 )和至少三個(gè)功率模塊(8 )，三個(gè)功率模塊(8 )安裝于流道蓋板上，流道蓋板摩擦焊接于冷卻底板(2)上，絕緣子(17)上安裝有母排，母排由絕緣墊(19)和連接于絕緣墊(19)兩端的母排正(18)、母排負(fù)(20)組成，母排上安裝有至少六只豎直朝上的直流支撐電容(10)，直流支撐電容(10)通過(guò)頂部的傳熱固定螺栓緊固于電容支撐板(12)上，電容支撐板(12)、屏蔽板(14)分別安裝于殼身(4)內(nèi)壁的支撐耳(II)上，屏蔽板(14)上安裝有控制板(13)和驅(qū)動(dòng)板(15)，控制板(13)與殼身(4)上的信號(hào)接插件電連接，直流連接銅排(23)的兩端分別與母排和接線盒(6)的絕緣板(24)連接，三相連接銅排(22)的兩端分別與功率模塊(8)的輸出端和接線盒(6)的絕緣板(24)連接，三相連接銅排(22 )上安裝有至少兩個(gè)電流互感器(16 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，其特征在于所述的殼身(4)和冷卻底板(2)之間安裝有殼身密封條，所述的殼身(4)和上蓋(5)之間安裝有上蓋密封條。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，其特征在于所述的冷卻底板(2 )的兩端分別設(shè)有至少一個(gè)提手(3 )。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直驅(qū)式大巴車用大功率交流異步電機(jī)控制器，它包括由冷卻底板(2)、殼身(4)和上蓋(5)組成的殼體(1)，殼身(4)的一側(cè)焊接有接線盒(6)，冷卻底板(2)上安裝有絕緣子(17)和至少三個(gè)功率模塊(8)，絕緣子(17)上安裝有母排，母排上安裝有至少六只豎直朝上的直流支撐電容(10)，直流支撐電容(10)緊固于電容支撐板(12)上，電容支撐板(12)、屏蔽板(14)分別安裝于殼身(4)內(nèi)壁的支撐耳(11)上，屏蔽板(14)上安裝有控制板(13)和驅(qū)動(dòng)板(15)，控制板(13)與殼身(4)上的信號(hào)接插件電連接。本實(shí)用新型采用矢量控制，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，加速特性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P21/00GK202565224SQ201220234900
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者鄭曙光, 袁維蓉, 陳平, 唐小春, 張龍, 張燕, 王鵬 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東風(fēng)電機(jī)有限公司