重复脉冲下多电飞机驱动电机相间绝缘测试改进方法

低气压条件下阻挡和电弧放电是制约多电飞机驱动电机绝缘可靠性的潜在隐患。根据现有绝缘标准,模拟实际电控应力进行局部放电起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)测试是评估航空驱动电机绝缘性能的重要手段。国际电工委员会发布的IEC相关标准在指导电机绝缘性能评估方面得到了一定应用。然而,研究表明,按照IEC标准测试流程通过测试的电机在实际运行中仍有可能出现绝缘过早失效问题。对此,文章首先分析了IEC标准中采用的测试方法,指出在局部放电起始电压测试环节应用了不恰当的波形和接线方式是PDIV测试结果不准确的主要原因。通过实验论证了测试使用的电压波形和接线方式对PDIV测试结果真实性的影响,并提出了改进的测试方法;然后,使用有限元仿真分析了多种测试方式下电机内部的电压分布状态,从理论层面解释了改进后测试方法的科学性;最后,使用改进后的方法研究了低气压环境下驱动电机的PDIV特性,验证了改进的测试方法的有效性。结果表明:改进后的测试方法可以克服IEC相关标准中测试的缺陷,应用改进后的测试方法可以有效降低绝缘测试误判的可能性。该研究有望对全电和多电飞机驱动电机绝缘系统评估提供理论和实验参考。

永磁有限转角力矩电机的仿真与实验

随着多电飞机的快速发展及成附件轻小化、高效能的迫切需求,有限转角力矩电机(Limited Angle Torque Motor,LATM)在飞机引气系统中的应用日益迫切。一方面,有限转角力矩电机可以显著简化高温引气控制阀结构、减小体积;另一方面,可以基于系统需求实现引气压力和温度按需调节,减少燃油代偿损失。针对高温有限转角力矩电机工作特性不易预测的难题,建立了其数学模型、仿真模型,并通过实物试验验证了仿真模型的准确性。研究结果为有限转角力矩电机特性研究提供了参考依据。

电磁式双凸极电机电磁特性的理论分析

对电磁式双凸极电机 (DSEM)的电磁特性进行理论分析。首先给出了定转子齿重叠角与转子位置角的关系式 ,从理论上验证了DSEM所有极下定转子齿重叠角之和为常数。然后推导出电感和转矩的表达式 ,重点分析了DSEM的电感和转矩特性 ,最后给出了仿真实例。理论分析与仿真结果均表明 :DSEM的电磁特性在许多方面不同于DSPM。

航空用盘式绕组旋转式音圈电机的热应力与热变形分析

旋转式音圈电机由于体积小,安装方便,在航空航天上越来越多地被用来驱动小惯量负载在有限转角内运动。盘式绕组音圈电机结构上具有一定优势,因为其轴向尺寸小,还可以无约束自由转动。影响音圈电机期可靠工作的因素主要有两点,即应力和温升。本文对盘式绕组旋转式音圈电机不同工作状态下的热载荷进行了分析,并建模对其热应力和热变形进行了仿真计算,计算结果表明所选择材料可以满足音圈电机长期可靠工作要求。论文工作对工程实际具有很好的参考价值。

电磁阻尼器设计研究

针对空间对接机构中使用的电磁阻尼器工作原理和结构特点,对其物理模型进行合理简化,在此基础上运用电磁场理论分析推导了电磁阻尼器转子杯的涡电流密度公式,并对阻尼力矩计算方法进行了研究,建立了电磁阻尼器的数学模型,为电磁阻尼器的工程设计和分析提供了理论基础。通过对电磁阻尼器在特定参数下模型公式的合理简化,得到电磁阻尼器结构参数对阻尼力矩影响的函数关系,并通过工程实例说明了转速与阻尼力矩之间的关系,结果具有较高的理论和实用价值。

二自由度行波型超声波电机的研制

二自由度行波型超声波电机是一种新型多自由度超声波电机,其电机结构较复杂和实现相对困难,但其又具有独特的优点。从二自由度行波型超声波电机的驱动机理和基本结构出发,阐述此类电机所需要解决的一些基本问题,并就电机的结构实现、驱动球转子的最佳定子结构以及调谐问题进行了分析和介绍,具体提出了对心对中调节机构、外缘大倾角内缘线接触的行波定子、以及微调定子外缘倾角的调谐方法。研制样机的球转子直径为45mm,定子直径为30mm,实现的堵转力矩为119mNm,空转转速12r/min,且各方向运转平稳,输出性能比较一致,为多自由度行波型超声波电机的优化设计、性能提高和控制等奠定了一定基础。

空间用二自由度球形行波型超声波电机

介绍了一种超声振动驱动的二自由度行波型超声波球电机的结构和机理,给出了其研制过程中若干关键问题的解决方案,阐述了实现其运动位姿控制采用的结构及控制方式,最后探讨了此类电机在空间机构的若干应用及所需解决的一些问题。研制样机的球转子直径为45mm,定子直径为30mm,实现的堵转力矩为120mNm,空转转速12r/min,且各方向运转平稳,输出性能比较一致。该电机可用于各类空间机构。

循油冷却航空交流发电机三维温度场的网络拓扑法求解

本文讨论求解循油冷却航空交流同步发电机的三维温度场的方法,用网络拓扑法求解的基本分块原则以及单元热导的计算,总体热导矩阵的形成方法,损耗和边界条件的处理方法,给出了计算循油冷却电机中油路及气隙部份的对流换热系数计算公式。为减少计算时间,将定、转子分别计算后组合求解,文章最后给出某循油冷却航空交流发电机的定、转子温度分布,并画出了定、转子最热部份的平面温度分布图以及转子绕组沿槽高的温度分布图。

基于飞机发电机测试的电负载控制系统

针对某型发电机性能测试需要,采用现代计算机控制技术设计开发了电负载控制系统。根据飞机供电系统性能参数要求和实际设备,采用高速数据采集卡采集发电机电网参数并计算功率,由可编程控制器控制电负载单元,测试特定负载下发电机性能及其对发动机影响。运用多线程技术,提高了系统实时性。经验证,系统满足实际测试要求,运行稳定可靠,测量准确。

基于自适应二阶终端滑模的SRM直接转矩控制

传统的直接转矩控制(DTC)可以在一定程度上减小开关磁阻电机(SRM)的转矩脉动,但是在换相区的转矩脉动抑制效果较差,并且传统的PI控制存在超调量大、鲁棒性差、抗负载扰动能力有限的缺点。因此,设计了基于负载转矩变化率自适应估计的二阶终端滑模转速控制器,在有限时间内使得系统状态迅速收敛到平衡点,实现无需已知扰动上界快速输出给定转矩。此外,对传统的扇区规则进行改进以优化电压矢量的选取,减少由于换相产生的转矩脉动。仿真和实验结果表明:改进后的DTC系统拥有良好的调速控制性能,抗干扰能力强,鲁棒性好,能进一步减少转矩脉动。

异步电动机的无速度传感器直接转矩控制系统研究

推导了直接转矩控制 ( DTC)速度观测器的数学模型 ,研制了无速度传感器的 DTC系统 ,对该系统稳态和瞬态试验 ,在 1 0 0 r/min以上速度精度达 0 .5% ,电磁转矩从 0上升到额定转矩只需 0 .86ms,它的高性能和高可靠性使它能在飞机上得到广泛应用。

异步电机矢量控制系统的节能研究

从异步电动机的稳态等效电路出发,推导出了功率因数与转差角频率之间的关系。根据这一关系,建立了基于恒功率因数的异步电动机转差频率矢量控制系统。实验表明,该系统在低负载时节能效果明显。

航空发电机综合故障诊断技术研究

针对航空发电机的故障难以准确诊断的问题,提出了一种基于BP神经网络的航空发电机综合故障诊断方法,通过对BP神经网络数学原理及算法的深入分析与研究,构建基于BP神经网络的航空发电机故障诊断模型。结合某型航空发电机的真实试验数据,对所构建故障诊断模型的正确性进行了试验验证。在试验验证过程中,利用航空发电机真实试验数据的前60组对神经网络进行训练,后40组数据对神经网络进行测试,最终验证了所构建的故障诊断模型能够较好实现对航空发电机故障进行准确诊断的效能,且所采用的BP神经网络方法具有收敛速度快、识别能力强、精度高以及准确性高等优点。

混合励磁式电磁阻尼器阻尼力矩的高精度分析

针对空间对接机构中使用的空心转子杯式电磁阻尼器的工作原理以及结构特点,设计了一种混合励磁式的电磁阻尼器,并对其阻尼力矩计算方法进行了研究,建立了相应的数学模型。在MagNet软件中建立混合励磁式电磁阻尼器的二维模型,对杯形转子电磁阻尼器的阻尼力矩进行有限元分析,主要分析了阻尼器的几个关键参数与阻尼力矩的关系以及不同电励磁条件下阻尼力矩与转速的关系,为电磁阻尼器的设计与研究提供了理论基础。

基于状态反解的开关磁阻电机功率变换器故障诊断

为提高开关磁阻电机不对称半桥功率变换器可靠性,提出一种基于状态反解的故障诊断方法。首先,在保证系统正常运行的基础上改变传统电流传感器安装位置;其次,根据开关管的故障会导致相电流解算值和真实值出现偏差的特点建立开关管状态求解模型;第三,再利用设定的取舍规则确定开关管真实状态;最后结合开关管驱动信号,通过建立的故障表准确定位故障。研究结果表明:该方案对单相双管故障、多相混合故障均有故障定位能力,有效提升了诊断范围;方案不受电机相数和控制方式的限制,具有较好的通用性。

机载火控系统电机转速测试装置的设计与实现

介绍了一种利用单片机技术实现高精度数字式航空电机转速测试装置的硬件结构和软件组成。这种测试装置具有测量准确度高、采样速度快、运行可靠等优点。

步进电机在海洋一号卫星上COCTS中的应用(英文)

水色水温扫描仪(COCTS)是中国海洋一号卫星上主要的遥感器之一,其步进电机子系统以一种全新的在轨扫描方式成功实现了星载成像遥感,这在国内外尚属首次。为此,对COCTS采用的独特光学成像系统中的步进电机和相关技术作出重点阐述。

飞机前客梯驱动电机的工作特性分析

对飞机前客梯驱动电机的电磁结构、电路和工作特性进行了分析和讨论,给出了一种特性求取方法。利用损耗分析法分析并计算了多台电机工作特性,并给出其中一台电机的数据,与利用直接负载法计算的结果相互吻合。高速航空电机的直接负载测试难度较大,本方法可利用空载和堵转试验所得数据进行计算,在没有高速负载的场合尤为适合。

三余度永磁同步电机绕组匝间短路故障诊断方法

机载作动系统可靠性是保障飞机飞行性能和飞行安全的重要前提,为了提升机载电力作动系统用三余度永磁同步电机系统可靠性,针对其常见的绕组匝间短路故障(ITSCF),本文提出一种基于高频谐波电流的在线故障诊断方法。通过电机绕组ITSCF数学模型,明确了故障后旋转坐标系下交直轴电流的典型高频脉宽调制(PWM)谐波故障特征;综合分析交直轴谐波电流对瞬态工况扰动的鲁棒性,选择直轴高频谐波电流周期有效值作为诊断特征;为了消除各余度电流固有谐波的影响,提出了基于三余度谐波电流平衡度的故障诊断方法;最后设计了故障诊断算法,通过带通滤波器进行高频谐波电流提取,并采用周期有效值计算实现谐波电流量化,最终通过三余度平衡诊断表实现故障余度识别。通过仿真模型验证了诊断算法的有效性,为提升机载电力作动系统可靠性提供借鉴。

飞机起动发电机起动性能校验台研制

分析了飞机起动发电机起动性能校验台的设计与实现 ,叙述了校验台的三大模块的研制方法、模拟