[发明专利]一种基于航空应用的无刷直流电机控制系统

说明书

本发明公开了一种基于航空应用的无刷直流电机控制系统。通过电压电流检测判断开关管的状态，进而进行开关管的开通、关断以及切换操作。可以以无故障的桥臂代替故障桥臂，在桥臂上的开关管故障时仍可保持电机的可操作状态，从而提高了电机操作的可靠性。

技术领域

本发明属于一种电机控制器，具体涉及一种航空应用的高可靠无刷直流电机控制系统。

背景技术

无刷电机的性能很大程度决定于控制驱动器的性能，现有技术中很少对无刷电机控制驱动器的可靠性进行研究。而针对航空特殊环境的应用中，其长时高可靠是控制驱动器的重点考核指标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于航空应用的高可靠无刷直流电机控制系统，该控制系统能够实现故障检测，其功率拓扑结构与传统拓扑结构相比，加入了一定数目的MOSFET管和开关，并提出了对MOSFET管和开关的控制方法，在故障状态下进行开关管的切换，利用无故障的桥臂提高了控制驱动器的可靠性。本发明可直接应用于无刷直流电机控制器中；同时其涉及的桥臂状态检测技术也可直接应用于任意无刷直流电机控制器中，具有广泛的应用。

根据本发明，提供一种基于航空应用的无刷直流电机控制系统，其特征在于，包括：

电源，被配置为提供电机运行所需的电力；

电容器C1，与所述电源并联连接；

三相电机，包括A相、B相和C相；

开关管T1-T6，其中，开关管T1连接在所述三相电机的A相和电源正极之间，开关管T4连接在所述三相电机的A相和电源负极之间，开关管T3连接在所述三相电机的B相和电源正极之间，开关管T6连接在所述三相电机的B相和电源负极之间，开关管T5连接在所述三相电机的C相和电源正极之间，开关管T2连接在所述三相电机的C相和电源负极之间；

开关K1-K6，其中，开关K1连接在开关T1与电源正极之间，开关K2连接在开关T3与电源正极之间，开关K3连接在开关T5与电源正极之间，开关K4连接在开关T4与电源负极之间，开关K5连接在开关T6与电源负极之间，开关K6连接在开关T2和电源负极之间，其中，电机的A相、开关T1、开关T4、开关K1、和开关K4构成A相桥臂，电机的B相、开关T3、开关T6、开关K2和开关K5构成A相桥臂，电机的C相、开关T5、开关T2、开关K3和开关K6构成C相桥臂；

MOSFET管T7-T12，MOSFET管T7连接在电机的A相上，MOSFET管T8连接在电机的B相上，MOSFET管T9连接在电机C相上，MOSFET管T10连接在电机的A相和B相之间，MOSFET管T11连接在电机的B相和C相之间，MOSFET管T12连接在电机的A向和C相之间；

控制器，被配置为：检测A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂的状态，当开关管T1-T6正常工作时，开关K1-K6闭合，MOSFET管T7、T8和T9闭合，MOSFET管T10、T11和T12断开，电机正常工作；

当A相桥臂上的开关管T1和T4中的一个或更多个发生故障时，执行对A相桥臂上的开关管T1和T4的替换操作，开关K1和K4断开，当电机在AB相工作时，MOSFET管T7、T8、T12闭合，T9断开，从而以C相桥臂的开关管T2和T5替换A相桥臂的开关管T1和T4，当电机在AC相工作时，MOSFET管T7、T10、T9闭合，T8断开，从而以B相桥臂的开关管T3和T6替换A相桥臂的开关管T1和T4，在BC相工作时，不涉及故障桥臂，开关和MOSFET管的工作状态与开关管T1-T6正常工作时一致；