用于电动机技术的更多的电动飞机试题.doc

用于电动机技术的概述更多的电动飞机(MEA) 摘要:提出了一种电机驱动技术的概述关于安全性至关重要的航天应用程序一个特定的焦点放在机器上,选择候选人和他们的驱动器拓扑。飞机应用需求高可靠性、高可用性和高功率密度。目标减轻重量、降低复杂性、燃料消耗、操作成本, 和对环境的影响。新型电动驱动系统能满足这些需求并提供重要的技术,经济改善传统的机械、液压、或气动系统。容错电机驱动可以实现。通过分区和冗余多通道的使用三相系统或多个单相模块。分析方法采用比较笼感应,点电机技术及其优缺点。分析表明,双三相 PMAC 电动机驱动器可能是一个理想选择通用航空航天应用,平衡必要的冗余和过分复杂的平衡密度,同时保持一个平衡的操作失败。模块化的单相的方法提供了一个很好的折中之间的大小和复杂性,但有高总谐波扭曲时供给和高转矩脉动。对于每个特定的飞机的应用程序,一个参量的优缺需要合适的电机配置的耦合电磁和热分析,验证了有限元分析。指数按以上条款执行,航空航天工业,无刷点电机,容错,更多的电动飞机、多相的机器,可靠性、安全性至关重要的驱动器,变速驱动器。 1. 介绍交通的年率自二十世纪七十年代年代以来已经增长到 9% ,拉近了世界的距离变成了一个地球村。然而,今天的民用航空运输仍然存在昂贵的和占 2% 的人为 CO 2排放[1] 。因此,飞机运营商和航空行业预计将提供持续的改进提高安全、性能和可用性,同时降低成本,噪音,和 CO 2排放。为了满足这些期望,航空航天系统正在经历一个长期的过渡从使用机械、液压和气动动力系统走向全球优化的电气系统。电动马达驱动器有能力将电能转换为驱动执行器,泵,压缩机和其他子系统速度变量。使用结合先进的电力电子和控制单元-给图[2], 电动驱动器可以提供收益总体效率,重量储蓄、可靠性和成本效益,而会议要求。在此基础上,飞机行业的最终目标是实现“所有电动飞机移动运用所有的电力系统电源。据估计,一个 AE A 可以减轻飞机重量的 10% 和燃料消耗 9% 图[3] 显示。因此,空客 A380 和下一代波音 787 飞机功能电驱动执行机构如[4]: 空客 A380 新的变频 115 V交流电的电力供应,而波音 787 ± 270 V有直流电(dc) 配电的公交车。飞机安全性至关重要的应用程序完全是可以理解的保守疗法在实施新的想法和技术。在某种程度上,有一个趋势在航空工业增加电气控制和驱动的扩散在空气里。机械驱动制动器已经逐渐取代液压制动器与电定速——“电液驱动伺服阀控 A380, 电器液压制动器提供液压驱动从一个本地化的泵和储层,允许操作一个电力供应。这种“电”进展允许减少机械联系,后来呢液压动力供应网络,简化维护和减轻重量。例如,电动发动机燃料泵,液压的地方,已经认识了提供的好处在于系统效率、重量和大小、速度和灵活性控制如图[5] 。这些目前称为分段目标“更多的电动飞机”(MEA) 。2 :电动飞机的历史电驱动飞机的概念远不是新的。 1916 年,电气驱动的飞机被首次提出如图[6] 。第二次世界大战期间, 英国“V”轰炸机电力用于主飞行控制和其他功能如图[7] 。然而,随着机械、液压、和电气动驱动器达到技术成熟度和被广泛接受,成为二级的标准驱动力量[7]: ?如液压:对于大多数驱动功能(例如降落齿轮、制动和飞行控制系统)。?气动:增压、除冰和空气调节。?电力:航空电子设备和实用函数。表1变频调速是 DS商场 IRCRAFT 撕开子系统马达驱动数量最大功率(千瓦) 总功率(千瓦) 飞行控制 28 50 80 环境控制 10 10 40 发动机驱动器 6 125 125 着路系统 205 30 燃料泵 109 35 气动系统 2 15 30 其他 101 20 在 1970 年代末,单相电力开始成为一个次要的能源,但没有普及。在 1980 年代,美国发起的几个民事和军事项目发展了电气驱动技术飞机的应用程序。这种利用取得功率半导体永久性材料控制策略,使电驱动显示优势对安全性要求苛刻的操作。尽管历史悠久的讨论,术语“全电动飞机”和“全电动飞机”正式在[8]-[11], 旨在取代所有二级替代驱动器的电力。然而,这也代表飞机工业,所以美国空军开始着手一项称为“ MEA ”的项目在 1990 年代,促进电动驱动器的发展在小步骤上。给出的例子是电机驱动应用程序表 1 [12] 最近,很多的努力指向电力驱动方法[1],[4],[7],[12],[13], MEA 的概念已经受到了人们的欢迎。尽管如此,市场渗透是缓慢的, 作为新系统必须实现系统可靠性要求和证明适航。 3. 应用的意图考虑安全性至关重要的驱动器的关键领域是飞机引擎发电机,飞行表面制动器、引擎燃料泵和起落架前轮转向系统。在发电机的情况下,“更多的电动发动机”的概念建议把电动背包或燃气轮机作