CN102147628A - 用于机电致动器的最低温度的控制 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于机电致动器的最低温度的控制，具体地，提出一种意图用于在非常低温度情况下使用的系统，该系统具有机电致动器，该机电致动器带有用于电动马达的控制装置。该控制装置接收指示机电致动器所经历温度的温度信号。该控制装置可运行以产生发送到电动马达的电流信号，电动马达就会产生热而没有显著的扭矩产生。还涉及一种操作该机电致动器的方法。

Description

用于机电致动器的最低温度的控制
技术领域
本发明涉及用于机电致动器的控制的领域，所述控制确保所包含滑润剂的粘性不会由于非常低的温度而变得太高。
背景技术
采用机电致动器来活动或移动飞机中的任何数量的部件。例如，襟翼诸如稳定器、升降舵、方向舵等都是通过机电致动器来实施精确的位置定位的。机电致动器通常包括驱动马达，驱动马达驱动定位元件，进而移动飞机部件的位置。机电致动器内通常包括有润滑剂来确保致动器的平稳的运行或操作。
特别是在飞机中使用机电致动器的一个挑战是这些机电致动器被暴露于极其低的温度下。此外，在飞行的远程巡航阶段，可能很少使用致动器，使得致动器接近所述的非常低的温度。
在所述的非常低的温度下，致动器润滑剂的粘性或粘度变高，导致摩擦损失增加和潜在的性能下降。
当前，这些机电致动器在这种长期不使用期间被定期地进行活动或移动来解决这一问题。
发明内容
一种意图用于在非常低温度情况下使用的系统具有机电致动器，所述机电致动器带有用于电动马达的控制装置或控制器。所述控制装置接收指示所述机电致动器所处或经历的温度的温度信号。所述控制装置可运行或操作而产生发送到电动马达的电流信号，所述电动马达就会产生热而不会出现显著的扭矩或转矩。
还公开了一种操作或运行机电致动器的方法。
从下面的说明书和附图能够最清楚地理解本发明的这些和其他特征，下面是附图的简要说明。
附图说明
图1示意性地示出了一种控制一架飞机的部件的操作系统；
图2是一种用于解决低温的系统的第一示意图；以及
图3是一个可替代的系统的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了一架飞机20的部件的工作过程，所述飞机具有被活动或移动的部件22或其它部件，所述部件22可为任何类型的襟翼。机电致动器24驱动定位元件26以移动所述定位元件26。如所示出的，所述机电致动器可包括电动马达23，连同移动所述定位元件26的转动-线性齿轮传动装置21。如所公知的，在机电致动器的壳体27中有润滑剂。用于机电致动器的控制装置或控制器28控制所述马达的运行以实现对所述部件22的精确定位。
如在图2中示出的，温度反馈信号30提供到温度模块32。如果在所述温度模块32所看到的温度低于阈值温度，则温度模块32转到“开”，将损耗电流I损耗发送到所述控制装置，所述控制装置将电流信号发送到扭矩（或转矩）/电流调整器36。所述扭矩/电流调整器将电流信号反馈到加法模块39，连同最大的电流信号，所述加法模块提供极限值返回到模块34。此外，角度信号被从机电致动器24发送到所述扭矩/电流调整器，如它是测量的电流信号。
位置调整器38向所述扭矩/电流调整器发送信号，所述位置调整器38提取目标位置信号x*和实际位置信号x，并确定应当作为信号所发送给所述扭矩/电流调整器36的指令扭矩或转矩T力 *。基于所指令的扭矩、马达电流i和马达位置θ，所述扭矩/电流调整器36对转换器37产生所指令的电压v*。另外，如前所述，所述扭矩/电流调整器能够加入无扭矩产生的电流。转换器37提供驱动所述机电致动器24的电能以定位所述部件22。即，所述扭矩-电流调整器36可运行而总体上控制电动马达，并且按照所期望的定位所述电动马达，但是也可运行来识别（或确认）和/或产生待传送至所述转换器37的信号，所述信号将在所述电动马达23处提供无扭矩负载。
值得注意地，部件或模块38、32、34、36、37和39都是控制装置28的其中一部分，如图1所示。
但是，当模块32为“开”时，则发送信号，从而期望附加的无扭矩输出来加热马达，并且随后加热致动器。存在有许多种能够将“无扭矩”电流发送到转换器32以产生热的方式。电流的大小、频率和形式取决于电能质量、EMI需求、可允许的马达磁通调制（flux modulation）和所产生的电能损失的期望水平。
一种简单的控制方式就是使用滞后温度控制装置或控制器（模块32）发送电流到马达以保持最低致动器温度，如图2所示。当致动器温度低于阈值T低（例如，0摄氏度）时，加热电流被加到所述致动器。当所述致动器温度提高到高于指定的阈值（T高，例如5摄氏度）时，不施加加热电流。
一种提供无扭矩电流的简单的方法是提供处于非常高的频率的信号，并高于马达能产生扭矩的频率。
另一种可特别适用于使用永磁体马达的方法是采用永磁体提供具有相位（in phase）的电能信号。以这种方式，将简单地增大或减小磁体的强度，而不是产生任何扭矩。
另一种可特别适用于使用开关磁阻马达的方法是通过该机器的一个或多个相位提供波动的电流，使得轴上的净磁阻扭矩为零或接近零。
图3示出了另一实施例，其中可存在基于温度误差的反馈。作为示例，这里扭矩电流调整器接收来自加法模块50的信号，所述加法模块50获取T最小和T实际，如果差值小于零，则通过模块54提供信号。所述信号进入调整器，例如比例积分（PI）控制装置或控制器56，随后进入查询表58，所述查询表58确定待发送到所述扭矩/电流调整器60的信号的频率和大小。电路的其余部分的运行大致与图2的电路相同。
总而言之，如果发现机电致动器的温度低于阈值温度，则产生信号并将所述信号发送到所述机电致动器中的马达以产生热，而不产生显著的扭矩。应该理解的是，术语“无扭矩”或“没有显著的扭矩”是某种功能上的陈述，而不是绝对的陈述。可能的是，产生某种有限的扭矩，但是，部件22没有任何显著的活动或移动。
采用两种实施例，所述控制能够重复并继续进行直到温度再次提高到高于阈值（T低或T最小 *）。
尽管已经公开了本发明的实施例，但本领域的普通技术人员将认识到某些改进将落在本发明的范围内。为此，应当研究下面的权利要求书来确定本发明的真实范围和内容。

Claims (17)

1. 一种意图用于在非常低温度情况下使用的机电致动器，它包括：
用于电动马达的控制装置，所述电动马达是机电致动器的一部分，所述控制装置接收指示所述机电致动器所经历温度的温度信号，并且所述控制装置可运行而产生发送到所述电动马达的电流信号，所述电动马达将产生热而没有显著的扭矩。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机电致动器驱动飞机部件。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流信号是高频率信号。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述高频率信号高于所述电动马达能够产生显著的扭矩的频率。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电动马达为永磁体马达，以及所述信号选择成具有相位，使得所述电动马达将不产生显著的扭矩。
6. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电动马达为开关磁阻马达，以及所述信号选择成具有相位，使得所述电动马达将不产生显著的扭矩。
7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温度信号与预定的低阈值相比较，以及如果所述温度信号低于所述阈值，产生所述电流信号。
8. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，采用温度反馈和比例积分控制装置来调节所述信号使所述机电致动器的所述温度回到高于所述阈值。
9. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，采用查询表结合所述比例积分控制装置以识别待发送到所述电动马达的电流信号。
10. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，扭矩/电流调整器为所述控制装置的一部分，并接收信号，随后发挥作用以产生待通过转换器向所述电动马达传送的所述电流信号，以及所述扭矩/电流调整器和所述转换器为用于移动所述电动马达的普通驱动电路的一部分。
11. 一种运行机电致动器以驱动部件的方法，它包括：
a）感测机电致动器所经历的温度；
b）比较所述感测的温度与低阈值温度；以及
c）如果所述感测的温度低于所述阈值，则产生电流信号并发送所述电流信号至电动马达以产生热而没有显著的扭矩。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电流信号是高频率正弦信号。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述高频率信号高于所述电动马达能够产生显著的扭矩的频率。
14. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电动马达为永磁体马达，以及所述信号具有相位，使得所述电动马达不产生显著的扭矩。
15. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电动马达为开关磁阻马达，以及所述信号具有相位，使得所述电动马达不产生显著的扭矩。
16. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，采用温度反馈来调节所述信号以使所述致动器所经历的所述温度回到高于所述阈值。
17. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，采用查询表结合比例积分控制装置以识别所述电流信号。
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