电力作动系统容错电机拓扑结构与控制策略
2021-03-31张成糕郝雯娟
南京航空航天大学学报 2021年1期
关键词:能力
王 宇,张成糕,郝雯娟
(南京航空航天大学自动化学院,南京211106)
全电/多电飞机已成为下一代先进战斗机的发展趋势,当今的科学技术水平使多电飞机的实现成为可能。未来全电/多电飞机将在可靠性、维护性、保障性、战斗受损后的生存能力、全周期费用和飞机性能等方面取得显著改善。目前全电/多电飞机的研究主要集中在发电、配电和电力作动3 方面[1⁃2]。广泛应用于飞机刹车、舵面控制以及油泵等关键系统中的电力作动器应具备高功率密度、高可靠性和强容错能力,这要求其关键部件——容错电 机 具 备 如 下 能 力[3⁃5]:
(1)电气隔离能力
在传统的交流电机驱动系统中,各相绕组采用星型连接方式和全桥拓扑结构,当电机驱动系统出现故障时,故障相的电流或者母线电压会通过中心点耦合到其他正常相绕组,使得系统不能正常工作。为了降低各相的电气耦合,容错电机的各相绕组采用H 桥的拓扑结构单独供电,可以实现绕组间的电气隔离。
(2)物理隔离能力
定子绕组采用非交叠集中式电枢绕组,如图1所示,容错电机的每个定子槽中仅有一相绕组的线圈边,各相绕组间不存在物理接触,实现了电机各相绕组的物理隔离。
(3)热隔离能力
由于隔磁齿(容错齿)的存在,相邻绕组间不存在物理接触,使得短路故障相产生的热量很难传递到相邻绕组,从而实现了绕组间的热隔离。
(4)磁隔离能力
当系统发生短路时,若绕组间存在磁耦合,短路相会在正常相产生感应电压,从而破坏整个电机驱动系统,因此,磁隔离能力是电机容错性能的重要体现。……
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