[发明专利]一种集成控制器的电机系统

说明书

本发明涉及一种集成控制器的电机系统，由控制板、主电路和电机本体组成。机壳与定子之间均匀分布一定数量的槽，最上方的槽内安装母线电容，其他方形槽内安装开关管，直流母线分布于绕组端部，通过接线柱将母线电容和开关管连接在一起，电流传感器固定在右端盖内侧，电机电源线穿过电流传感器后与开关管相连，控制板安装在左端盖外侧，左端盖上与开关管对应位置开有通孔，驱动信号线从通孔穿出，通过接线端子与控制板连接，位置传感器位于左端盖与控制板之间，嵌装在左端盖上，与控制板连接，直流母线从左端盖上部开孔中伸出电机外，与外部直流电源线连接。本发明将控制器的主电路分解设计，嵌装在电机本体内部，实现电机与控制器的高度集成。

技术领域

本发明涉及一种集成控制器的电机系统，属于电机系统技术领域。

背景技术

随着近年来电力电子器件、电机设计技术及新能源和新材料等高新技术的发展，电机系统也正在经历巨大变革。在许多应用领域，如水下航行器推进、电动汽车驱动、航空航天动力等，对电机的重量、体积、功率密度等要求极为严格。因此，一种体积小、重量轻、结构紧凑的电机系统，可以有效降低这个设备(水下航行器、电动汽车、航空器等)的重量，提高其运行灵活性。

一般来说，应用于水下、航空航天、汽车等移动设备的特种电机系统，都要有独立的配套控制器，而这些应用场合对体积和重量的要求往往是极为苛刻的，能够用于安装动力系统的空间更是非常有限，从而导致传统电机加控制器的动力系统方案很难顺利应用。

CN103112573B公布了一种水下动力装置的推进器，该装置包括螺旋桨、主动轴、磁耦合电机单元、控制器，采用磁耦合电机单元的电机与控制器集成装置，解决了推进器装置在水下密封的问题，推进器和控制器装在一个密封壳里，不在徐涛对主动轴部分进行动密封，减小了研发和生产周期。

CN106300861A公布一种低压智能微电机结构，包括电机本体和控制器两部分，电机本体由转子、机壳、定子、转子位置传感器调节装置、后端盖、前轴承、后轴承，控制器由控制板、导电柱、功率模块板。优点在于，动态响应快，便于安装，结构轻巧，控制简单可靠，环境适应能力强；电机与控制器集成在一体，比分体式结构更节省体积，通过一系列的隔磁措施，大大提高了整个装置的电磁兼容能力，通过最优的控制方式设计，实现了低压大功率电机的高效率。

综合分析以上两个发明结构，虽然都采用了电机与控制器集成的方案，但仍然存在明显的缺点：两个发明结构只是将控制系统与电机套装在一个壳体内，而严格意义上控制器和电机仍然是独立的，仍然有明显的划分界限，并且二者的支撑系统、散热系统都是独立的，因此，以上两个发明只是在结构上更加紧凑，并不能达到节省空间和减少重量的目的。

发明内容

本发明的目的是：克服现有电机及控制系统体积大、重量重，无法满足特殊场合应用需求的缺点，提供一种集成控制器的电机系统，将控制器的主电路分解设计，嵌装在电机本体内部，实现电机与控制器的高度集成。二者共用壳体、支撑系统、散热系统，有效降低了系统的整体体积和重量，提高了设备的运行灵活性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种集成控制器的电机系统，所述电机系统包括控制板、主电路和电机本体，其中控制器包括控制板和主电路；所述主电路分解嵌装在电机本体内部，与电机本体共用机壳、支撑系统和散热系统；所述电机本体包括机壳、左端盖、右端盖、定子、绕组、磁钢、磁轭、轮毂及转轴；所述主电路包括直流母线、母线电容、开关管、电流传感器及位置传感器；

机壳与定子之间分布一定数量的槽，最上方的槽内安装母线电容，其他槽内分别安装一个开关管；所述母线电容和开关管的输入端连接在直流母线上；所述直流母线分布于绕组的端部，直流母线从左端盖上部的开孔中穿出电机外，与外部电源线连接；电流传感器固定在右端盖内侧，电机电源线穿过电流传感器后与开关管的输出端相连；左端盖上与开关管对应位置开有穿线孔，驱动信号线一端与开关管连接，另一端从穿线孔穿出，通过接线端子与控制板连接；