BRPI1105679A2

BRPI1105679A2 - mÉtodo para energizar pelo menos um motor elÉtrico cc sem escova, acionador de freio eletromecÂnico integrado, e trem de pouso de aeronave

Info

Publication number: BRPI1105679A2
Application number: BRPI1105679-7A2A
Authority: BR
Inventors: Anas Farid; Etienne Annee
Original assignee: Messier Bugatti
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2013-07-16
Also published as: US8556210B2; FR2968483A1; CN102570894A; EP2460724A2; EP2460724B1; EP2460724A3; US20120138742A1; CA2760400A1; FR2968483B1; CN102570894B; CA2760400C

Abstract

MÉTODO PARA ENERGIZAR PELO MENOS UM MOTOR ELÉTRICO CC SEM ESCOVA, ACIONADOR DE FREIO ELETROMECÂNICO INTEGRADO, E, TREM DE POUSO DE AERONAVE. A invenção diz respeito a um método para energizar pelo menos um motor elétrico CC sem escova (1) tendo uma pluralidade de fases para energização, o método incluindo as etapas de associar um contactor estático (10) com o motor para receber pulsos de voltagem de entrada e entregar pulsos de voltagem multifásica ao motor de uma maneira que é servocontrolada na posição angular do rotor do motor, e para gerar de uma fonte de voltagem CC pulsos de voltagem (U~ pulso~) de frequência que é fixa e a uma razão de trabalho que é controlável, formando assim os pulsos de voltagem de entrada para o contactor estático.

Description

"MÉTODO PARA ENERGIZAR PELO MENOS UM MOTOR ELÉTRICO CC SEM ESCOVA, ACIONADOR DE FREIO ELETROMECÂNICO INTEGRADO, E, TREM DE POUSO DE AERONAVE"

A invenção diz respeito a um método e controle de um motor de corrente contínua (CC) sem escova. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Tais motores são geralmente controlados por meio de um conversor estático que é conectado a uma fonte de voltagem CC e que entrega tensões para cada uma das fases do motor, por exemplo, por meio de transistores de potência que são controlados para ligar e desligar de uma maneira que é servocontrolada na posição angular do rotor do motor. Com este propósito, o motor é geralmente equipado com dispositivos para medir sua posição angular, cujo dispositivo entrega um sinal que é representativo da dita posição, o sinal sendo usado pelo conversor estático para ligar e desligar os transistores de potência de maneira a realizar a função de comutação síncrona automática que é realizada pelo comutador em um motor com escovas.

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E também apropriado adaptar a voltagem que é entregue ao nível de potência ou torque que é exigido. Com este propósito, o conversor estático é geralmente controlado para variar a voltagem entregue ao motor em função da potência mecânica ou o torque que ele supostamente entrega. Assim, em resposta a um ponto de ajuste da potência ou torque, o conversor estático envia uma voltagem variável ao motor de maneira a permitir que o motor desenvolva a potência ou torque solicitado. Com este propósito, são conhecidos vários métodos de variar a voltagem, tal como, por exemplo, modulação pela largura do pulso (PWM).

São também conhecidos arranjos de controle que incluem um contactor estático associado com um sensor de posição angular para controlar os transistores de potência, o contactor estático então não realizando a função de variação da voltagem dos conversores estáticos, mas somente a função de sincronização. A voltagem é variada por meio de um conversor CC/CC à montante que entrega uma voltagem CC variável ao contactor estático. OBJETIVO DA INVENÇÃO Um objetivo da invenção é prover uma outra maneira de

energizar um motor CC sem escova. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Com esta finalidade, a invenção provê um método de energizar pelo menos um motor elétrico CC sem escova com uma pluralidade de fases para energização, o método compreendendo as etapas de:

associar um contactor estático com o motor com o propósito de tomar uma voltagem de entrada e entregar ao motor uma voltagem multifásica de uma maneira que seja servocontrolada na posição angular do rotor do motor; e

usar uma fonte de voltagem CC para gerar pulsos de voltagem

de freqüência que é fixa e de razão de trabalho que é controlável de maneira a formar a voltagem de entrada no contactor estático.

Os arranjos da invenção apresentam inúmeras vantagens: o contactor estático associado com o motor é muito simples, uma vez que serve somente para realizar o sequenciamento das tensões de fase, e não para variá-las. Ele pode ser arranjado o mais próximo possível do motor e pode ainda ser incorporado diretamente nele, com um sensor de posição angular do rotor sendo integrado nele e entregando um sinal que é usado diretamente pelo contactor estático. O contactor estático pode ser considerado como substituindo o comutador e as escovas de um motor com escovas;

o gerador de voltagem de entrada pode também ser muito simples, uma vez que ele entrega uma voltagem monofásica a uma freqüência que é fixa. Somente a razão de trabalho dos pulsos é variável, e isso é tecnologicamente muito simples de implementar; e

o contactor estático e o gerador de pulso de voltagem podem ser fisicamente remotos um do outro, e podem ser conectados um no outro por meios adequados para transmitir pulsos de voltagem a freqüência fixa. Em particular, os pulsos de voltagem podem ser transmitidos via um transformador, conseguindo assim isolamento elétrico. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A invenção pode ser mais bem entendida sob a luz da descrição seguinte de uma modalidade particular da invenção dada com referência aos desenhos anexos, em que;

A figura 1 é uma vista diagramática de um dispositivo que permite que o método da invenção seja implementado;

A figura 2 é uma vista diagramática de um dispositivo análogo ao da figura 1 para energizar uma pluralidade de motores; e A figura 3 é uma vista seccional da porção inferior de um trem

de pouso de aeronave com freios eletromecânicos que implementam o método da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à figura 1, o método é usado para energizar um motor elétrico 1 do tipo CC sem escova. De acordo com a invenção, o motor 1 é associado com um contactor estático 10 com chaves controláveis que interrompem a voltagem de entrada 12 a fim de entregá-la às fases do motor 1 em função de informação 13 concernente à posição angular do motor, entregue por um sensor de posição angular 14. A única função do contactor estático 10 é interromper a voltagem de entrada a fim de gerar voltagem para as fases. As chaves controláveis podem ser tiristores, por exemplo.

Ainda de acordo com a invenção, a voltagem de entrada 12 é uma voltagem pulsada Upuiso que é gerada por um gerador de pulso de voltagem 20 de uma voltagem de fonte CC. O gerador de pulso de voltagem é preferivelmente um interruptor com chaves controladas que converte a fonte de voltagem CC em uma voltagem monofásica pulsada a uma freqüência fixa (no diagrama das figuras pode-se ver o período equivalente At que é de duração constante), mas a razão de trabalho que é controlável a fim de produzir pulsos de voltagem de valor médio controlável, por exemplo, em função de um ponto de ajuste de força entregue ao gerador de pulso 20.

Onde apropriado, é possível prover um estágio de filtro na entrada do contactor estático 10 com o propósito de suavizar a voltagem de entrada antes de aplicá-la nas chaves controladas do contactor estático. O contactor estático 10 e o sensor 14 são preferivelmente

localizados em proximidade imediata com o motor, ou em vez disso incorporado nele. O conjunto arranjado desta maneira, e mostrado simbolicamente na figura por um retângulo em linhas tracejadas, tem somente dois fios de entrada para supri-lo com os pulsos de voltagem de entrada. Os pulsos de voltagem podem ser transmitidos do gerador de

pulso de voltagem 22 ao contactor estático 10 por meio de cabos 15, como mostrado. Eles poderiam também ser transmitidos, como mostrado na figura 2, por meio de um único transformador de fase 30 provendo isolamento elétrico entre esses dois elementos. Dada a freqüência da voltagem de entrada 12 (tipicamente da ordem de 100 kilohertz (kHz), o transformador pode ser muito compacto.

Como mostrado na figura 2, os pulsos de voltagem são facilmente transmitidos por meio do transformador a uma pluralidade de conjuntos, cada qual compreendendo um motor mais um contactor estático mais um sensor de posição angular.

A invenção é particularmente adaptada para aplicação a freios de aeronave eletromecânicos.

Entretanto, como sugerido no documento US 3.977.631, é vantajoso prover um freio em um trem de pouso no qual o anel, isto é, a parte que suporta os acionadores, e o tubo de torção associado, são montados no eixo correspondente com a possibilidade de girar. Controlando-se os acionadores de frenagem de uma maneira a comprimir a pilha de discos e assim impedir que o anel gire com a roda, este arranjo permite que rotação da roda seja controlada fazendo com que o anel gire usando um elemento do motor.

No documento supramencionado, os acionadores são acionadores hidráulicos. O energização deles enquanto o anel está girando, portanto, exige que seja provido um circuito hidráulico que tem um acoplamento rotativo compatível com a rotação do anel.

Como mostrado na figura 3, esse preceito pode ser aplicado a um trem de pouso 100 com rodas 101 com freios 102 que são equipadas com acionadores de frenagem eletromecânicos 110 que são carregados pelo anel 104. Aqui, o anel 104 é montado para girar no eixo 105 que recebe a roda 101. Cada um dos acionadores 110 é equipado com um motor CC sem escova que é associado, de acordo com a invenção, com o contactor estático e com um sensor de posição angular, esses dois elementos sendo arranjados diretamente no acionador. O motor é usado para mover seletivamente um empurrador 16 do acionador voltado para uma pilha de discos de atrito 116a fim de pressionar os discos uns contra os outros de maneira seletiva, por meio de um elemento de transformação que transforma o movimento rotativo do motor em movimento linear do empurrador. O conjunto forma um acionador integrado que pode ser removido como uma unidade do anel 104.

O anel 104 é preso a um tubo de torção 106 que gira com o anel 104. Os discos de atrito 116 compreendendo discos que são impedidos de girar com a roda 101 alternando com discos que são impedidos de girar com o tubo de torção 106.

Em um arranjo particular da invenção, o anel 104 carrega o secundário 120 de um transformador com seu primário 121 preso no trem de pouso voltado para o secundário. O primário 121 é conectado por meio de um cabo 122 estendendo-se ao longo do trem de pouso até um gerador de pulso de voltagem que é montado na fuselagem da aeronave, neste exemplo. O transformador transmite esses pulsos de voltagem para os acionadores integrados 110. Como antes, esses pulsos de voltagem são interrompidos e sequenciados pelos acionadores estáticos dos acionadores a fim de energizar as fases dos motores associados em função das posições angulares dos rotores dos motores.

Em virtude desta conexão sem contato, os acionadores integrados 110 podem ser energizados enquanto o anel está girando, sem nenhuma necessidade de contatos rotativos.

A fim de controlar a rotação do anel 104 de maneira seletiva, um motor 130 para colocar o anel 104 em rotação é arranjado na porção inferior do trem de pouso e coopera, neste exemplo, com o anel por meio de uma conexão de engrenagem cônica.

Esses arranjos tornam possíveis diversos modos de operação: um primeiro modo de operação durante o qual o anel 104 é impedido de girar, os acionadores integrados 110 então sendo energizados pelo transformador com seu primário 121 e seu secundário 120 estacionários um em relação ao outro, servindo assim para pressionar os discos de freio uns contra os outros e assim diminuir a rotação da roda. Isto é o modo de frenagem convencional;

um segundo modo de operação no qual o anel 104 é posto em rotação pelo motor 130. A fim de colocar a roda em rotação, é então apropriado energizar os acionadores integrados 110 via o transformador com seu secundário 120 então girando em registro com o primário 121. Isto é o modo de taxiamento independente, que permite que a aeronave mova sem usar seus motores; e

um terceiro modo de operação no qual o anel 104 é posto em rotação pelo motor 130, sem que os acionadores integrados 110 sejam energizados. Isto é um modo de operação para verificar a operação correta do elemento do motor.

A invenção não está limitada à descrição apresentada, mas, pelo contrário, cobre qualquer variante que se enquadre no âmbito definido pelas reivindicações.

Claims

1. Método para energizar pelo menos um motor elétrico CC sem escova (1) tendo uma pluralidade de fases para energização, caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: associar um contactor estático (10) com o motor com o propósito de receber uma voltagem de entrada e entregar ao motor uma voltagem multifásica de uma maneira que seja servocontrolada na posição angular do rotor do motor; e usar uma fonte de voltagem CC para gerar pulsos de voltagem (Upuiso) de freqüência que é fixa e de razão de trabalho que é controlável de maneira a formar a voltagem de entrada para o contactor estático.

2. Acionador de freio eletromecânico integrado (110), caracterizado pelo fato de que compreende: um motor elétrico CC sem escova (1); um empurrador móvel linearmente (16) conectado mecanicamente no motor para mover em resposta à rotação do motor; um contactor estático (10) para entregar uma voltagem multifásica ao motor, interrompendo e sequenciando pulsos de voltagem de entrada em função de informação relacionada à posição angular do rotor do motor; e um sensor de posição angular (14) para detectar a posição angular do rotor e entregar a dita informação.

3. Trem de pouso de aeronave caracterizado pelo fato de que inclui pelo menos um eixo (109) que recebe pelo menos uma roda (101) equipada com um freio eletromecânico (102), em que o freio inclui pelo menos um acionador de freio como definido na reivindicação 2.

4. Trem de pouso de aeronave, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o freio inclui um anel (104) que recebe o(s) acionador(s) do freio (110) e montado para girar no eixo, o anel carregando o secundário (121) de um transformador com seu primário (122) carregado pelo trem de pouso em registro com o secundário, o transformador sendo arranjado para transmitir os pulsos de voltagem ao(s) acionador(s) que é(são) eletricamente conectado(s) no secundário do transformador.

5. Trem de pouso, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o freio inclui um anel que recebe o(s) acionador(s) do freio e que é montado para girar no eixo, a rotação do anel sendo controlada de maneira seletiva por meio de um motor elétrico (130) arranjado no trem de pouso.