[发明专利]一种深海长距离混合传输的大功率直流无刷电机驱动器

说明书

技术领域

本发明属于深海能源传输领域，具体涉及一种深海长距离混合传输的大功率直流无刷电机驱动器。

背景技术

随着世界各国对海底矿产资源开发的日益重视，深海勘查、探测等海洋领域项目中，具体采用的设备功率不断地提升，信息传输的方式也不断地变化。传统的能源与信息传输方式已不能满足需要，如何根据需求开发出应用于海洋的大功率设备驱动系统，减小设备对传输电路中信号的干扰，并能有效提高能量的利用率，是当前海洋开发中进行能量传输的关键。传统深海探测中能源与信息传输方式具有相互独立的传输路径：一种情况是采用万米长的混合动力缆，信息通过其中的光纤在水上设备和水下设备之间传输，能源通过其中的导线传输；另一种情况是信息通过单根的万米同轴电缆传输，而水下大功率设备则是由附带的锂离子电池供电。考虑到第一种方式中光纤部分在水下恶劣的环境下容易折断，第二种方式中锂离子电池体积大、能量有限等因素；我们先采用耦合器将传输的信号耦合到高压电上，然后在单芯同轴电缆上传输到另一端，再采用与之配对的耦合器使信号和高压电分开。高压能源主要用于功率设备的驱动，而在各种功率设备的驱动中，大功率直流无刷电机驱动器是目前研制的重点。

发明内容

本发明一种深海长距离混合传输的大功率直流无刷电机驱动器，主要由输入保护电路、输入滤波电路、电源转换电路、逆变转换电路、电平转换电路、主控电路、串口信号传输电路构成。

所述的输入保护电路与输入滤波电路主要包括管状保险丝F1，大功率直插二极管D1，第一贴片二极管D2，继电器J1，共模电感L1，差模电感L2，瓷片电容C0，第一电解电容C1，第一电阻R1，贴片三极管Q1。

保险丝F1的一端为电源输入端，与供电电压源正极+DC300V连接，保险丝F1的另一端接大功率直插二极管D1的阳极，大功率直插二极管D1的阴极接继电器J1的常闭端口1；继电器J1的公共端子2接共模电感L1的1端子，继电器J1的常开端口3空置，驱动端4加+15V电压，端口5和贴片三极管Q1的集电极和第一贴片二极管D2的阳极相接，第一贴片二极管D2的阴极接继电器J1的驱动端4；贴片三极管Q1的基极和接第一电阻R1的一端，发射极接地；第一电阻R1的另一端接主控电路U10的输出端PD11；共模电感L1的端口2与瓷片电容C0的一端、差模电感L2的一端连接，端口3接输入电压源负端-DC300V，差模电感L2的另一端和第一电解电容C1的正极连接，同时此连接点也引出作为整个系统所需电压正极300V的输出端；瓷片电容C0的另一端、第一电解电容C1的另一端和共模电感L1的端口4接地。 

电源转换电路包括DC-DC电源转换器U1，开关稳压芯片U2、U3、U4，低压差电源转换芯片U5、第二电解电容C2、第三电解电容C3、第四电解电容C4、第五电解电容C5、第一胆电容C6、第二胆电容C7、第一贴片电容C8、第二贴片二极管D3、第三贴片二极管D4、第四贴片二极管D5、第五贴片二极管D6、第一磁芯电感L3、第二磁芯电感L4、第三磁芯电感L5、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5；