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功率电传作动系统核心技术

来源:http://www.zjhyjx.net 作者:金沙娱城乐 时间:2020-01-03 08:26

随着未来飞行器和武器装备全电化的发展趋势,功率电传作动系统将成为飞控系统新型舵面执行机构。功率电传是指飞行器的功率从次级能源系统通过导线以电能量方式传至各执行机构。主要形式有两种:电动静液作动器(Electr0—Hydr0—static Actuator,EHA)和机电作动器(Electr0—Me—chanical Actuator,EMA)。与传统的液压作动系统相比,功率电传系统具有以下优点:

稀土永磁电机具有以下优点: (1)稀土永磁材料具有较高的磁能积。输出功率相同的情况下,电机的质量可减少30%:体积相同时,功率可增大50%。而在现代航空飞行器的设计中,首先要考虑的两个问题就是设备的重量和体积。 (2)剩磁Br大,能获得较高的气隙磁通密度。气隙磁通密度的增大可以进一步减小电机的转子尺寸,从而获得优良的动态特性。 (3)高矫顽力Hc能够降低退磁风险。磁钢可以加工成不同形状,满足转子外形设计成不同的形状要求,以适应于高速运行的功率电传作动系统电机需要。 (4)热稳定性好(主要指稀土钐钴)。电机工作可靠,无最低工作温度极限,最高工作温度可以达到250℃。重庆格力空调 (5)稀土永磁材料拥有比较优越的力学特性,故其能较好地工作在振动、冲击负荷比较大的功率电传作动系统中。 (6)便于计算机精确控制。电机便于采用计算机进行精确操控,以便更好地发挥飞机的整体性能。 由于电工电子技术、控制策略与方法、电机理论的发展,材料加工技术逐步完备,功率电传作动系统用稀土永磁电机的性能必将在原有水平上不断提高。 上世纪末,美国对功率电传作动系统用电机的进行了一系列的研究与开发。它们采用高性能的钕铁硼作为磁性材料制备了无刷直流电动机,并将其作为电动静液作动器的动力源。此电机为高压、直流供电,并应用脉宽调制技术,通过控制器采集飞控计算机所发出的控制指令,采用三通道舵回路系统伺服放大器对信号处理、传输,经放大后的信号驱动作动器并实现对舵面的驱动,最终实现飞控系统对飞机飞行的自动控制。 目前,作为功率电传作动系统驱动元件的稀土永磁电机主要有三种:有刷直流电动机、步进电动机、无刷直流电动机,而且都有比较广泛的应用。印度一般采用混合式步进电动机、无刷电动机,美国采用有刷电动机及无刷直流电动机较多,国内则主要采用步进电动机和无刷直流电动机系列。无刷直流电动机因不采用电刷进行机械换向而将寿命由传统的几百小时提高到l 000~2 000 h,可以进一步提高转速、增加可靠性和降低重量而且便于实现余度控制。因此被公认为飞控系统最有发展前景的一类电机。 西北工业大学工程设计与仿真研究所正在研制2 kW、l8 000 r/rain的飞控系统用无槽无刷稀土永磁电机。该电机与传统的有槽电机相比,效率高、功率密度大、过载能力强且运行平稳。

(1)提高战伤生存能力:

(2)改善飞机的飞行品质:

(3)提高飞机的可维护性:

(4)降低对地面保障设施的要求:

(5)利于实现随控布局设计:

(6)避免由于液压油泄漏造成火灾的可能性。

此外,功率电传作动系统还具有体积小、重量轻、可靠性高、效率高、结构相对简单、减小易攻击机身面积等优点。

功率电传作动系统在飞行控制技术中将是一个主要的技术突破口,高性能的电机设计、制造及其控制技术又是功率电传作动系统的核心技术。随着飞行器多电化与全电化的发展趋势,功率电传作动系统将逐步替代传统的液压系统使得飞机采用电能作为二次能源。由于高性能永磁材料和功率电子学的发展,发展功率电传作动系统将成为可能州。重庆格力空调销售

与传统的电励磁电机相比,永磁电机特别是稀土永磁电机除了具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高、电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点Hl以外,还具有响应快、便于实现多余度控制等特点,因此更适合于对性能、体积、重量、速度有特殊要求的航空领域。

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