CN105270609A - 用于管理电马达的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于管理电马达的方法。本发明涉及一种用于管理旨在旋转地驱动飞机(1)的机轮(4)的电马达(6)的方法，该方法包括在飞机(1)处于马达(6)的停用时段时使该电马达(6)的各相短路的步骤，设想在马达(6)的停用时段期间不在使用电马达(6)。

Description

用于管理电马达的方法

技术领域

本发明涉及一种用于管理旨在旋转地驱动飞机机轮的电马达的方法。该方法允许保护电马达以免受电动势影响，该电动势在该马达被停用且飞机正沿着地面高速移动时会上升。

背景技术

为了确保节约燃料并降低由喷射发动机在地面上的操作所产生的噪音和污染，已提出通过使该飞机的某些机轮机动化来在机场区对飞机进行移位，而无需喷射发动机的辅助。

对于飞机的每一个经机动化的机轮而言，飞机机轮的机动化一般采用旨在旋转地驱动该机轮的电马达。

在没有使用电马达来驱动飞机机轮并且飞机正在地面上移动时，电马达的转子通过机轮的旋转来被旋转地驱动，这会在电马达的各相之间产生一定的电动势。当飞机在地面上的速度很高时(尤其在起飞和着陆阶段期间)，此电动势显著地增加并有使该电马达损坏的危险。因此，离合设备被用来在这些阶段期间机械地将电马达与机轮断开连接。由于这种类型的设备要传送高扭矩水平并且需要高可靠性，因此一般相对较重并且较复杂。

发明目的

本发明的目的在于保护旨在旋转地驱动飞机机轮的电马达以免受到上述电动势，同时降低由于实现该保护而导致的飞机重量的增加。

发明内容

鉴于该目的，提供了一种用于管理旨在旋转地驱动飞机机轮的电马达的方法，该方法包括在飞机处于马达的停用时段时使该电马达的各相短路的步骤，设想在马达的停用时段期间不在使用电马达。

通过在飞机处于停用时段时使电马达的各相短路，有可能防止形成电动势，该电动势在飞机的地面速度较高时会有使电马达损坏的危险。使电马达的各相的短路可借助电开关或电磁开关来执行，使用电开关或电磁开关导致飞机重量的增加，这与使用常规机械离合设备所产生的重量相比明显要小。

附图说明

根据参照附图中的各图的以下描述，将更清楚地理解本发明，在附图中：

图1示出了飞机以及该飞机的详细示图，该详细示图示出了主起落架，该主起落架包括适于由向其应用根据本发明的管理方法的电马达来旋转地驱动的两个机轮；

图2示出了电马达(诸如以上描述的电马达)、向该马达供应电源的逆变器、及旨在使该马达的各相彼此短路的开关元件；

图3示出了在各马达相未被短路时的电马达、逆变器和开关元件；

图4示出了在各马达相被短路时的电马达、逆变器和开关元件；

图5是示出作为机轮的转速的函数的用于使电马达短路的电流的示图；

图6是示出作为机轮的转速的函数的电马达的寄生扭矩的示图。

具体实施方式

参考图1，本发明在此处被应用于飞机1，该飞机1包括辅助起落架2和两个主起落架3a、3b。

仅参考主起落架3a来描述本发明，但整个描述可适用于另一主起落架3b。

主起落架3a配备有两个机轮4。用于旋转地驱动机轮4的装置5被安装在主起落架3a上。在图1中示意性地示出了这些驱动装置5，对于每个机轮4而言，这些驱动装置5包括驱动致动器，驱动致动器包括旨在旋转地驱动机轮4的电马达6。

电马达6是永磁三相同步电马达。

电马达6由与主起落架3a的两个机轮4相关联的控制处理器7来控制。对于每一电马达6而言，控制处理器7具体包含连接到电马达6的逆变器8。

参考图2，每一逆变器8旨在向相关联的电马达6供应电源电压，使得电马达6以受控的转速并按受控的旋转方向旋转地驱动机轮4。逆变器8通常包括三个开关单元9，每一开关单元连接到电马达6的一个相Ph，并且其相移命令允许形成电流和电压的三相系统。每一开关单元9包括两个电开关11，每一电开关11由晶体管12和与该晶体管平行安装的二极管形成，该二极管在附图中不可见。

根据本发明的用于管理电马达的方法的目的在于在电马达6的停用时段时对电马达6进行保护，设想在电马达6的停用时段期间不在使用电马达6。这些停用时段在本文中对应于包括起飞和着陆的飞行阶段。与飞机1的飞行阶段有关的信息在任何时刻被传送至控制处理器7。在这些停用时段期间，例如在其中飞机速度比滑行期间的速度高约10倍的起飞期间，飞机1的地面速度相当大，并因此由机轮4旋转地驱动的电马达6的转子所产生的电动势可能非常高。

电马达6的保护包括在电马达6的这些停用时段期间使该马达的相Ph短路，从而消除该电动势。

两个外部开关元件14出于此目的而被连接在控制处理器7和用于驱动主起落架3a的机轮4的装置5的电马达6之间。每一开关元件14的输入都被连接到逆变器8之一的输出，且所述元件的输出被连接到由该逆变器8供应的电马达6的三个相Ph。

每一开关元件14包括三个机电开关16，这三个机电开关连接到相关联的逆变器8并连接到电马达6的三个相Ph，如图3和4所示出的。每一机电开关16都包括电磁体和触头。机电开关16的电磁体被控制处理器7控制以选择性地且同时地操作这些触头，以使其采取其中每一触头都将逆变器8的开关单元9连接到马达6的相Ph的第一状态，或采取其中电马达6的三个相Ph被短路的第二状态。

图3和4分别解说了当飞机1处于激活时段(设想在该激活时段期间正在使用电马达6)以及处于停用时段(设想在停用时段中不在使用电马达6)时机电开关16的状态。

在激活时段期间，机电开关16被控制处理器7控制以将逆变器8的开关单元9连接到电马达6的三个相Ph，该电马达6随后可被正常地驱动。

在停用时段期间，电马达6的三个相Ph被短路，并且不会由于机轮4的旋转效果而在电马达6内产生电动势。

可注意，参考图5，从机轮4的低转速值Vo开始，马达(诸如电马达6)中出现的短路电流Icc实际上为恒量。该短路电流Icc的值因此相对容易预见，由此使得有可能有效地预测此短路电流Icc对电马达6以及在设计电马达6期间必须提供的任何热保护系统的热影响。

此外还可注意，参考图6，与短路电流Icc相关联的寄生扭矩Cp在一低速处最大，并非常快速地减小。在起飞期间，此寄生扭矩Cp使处于低速的飞机1的滚动阻力增加一小量，该滚动阻力快速减小并且不会干扰起飞。在着陆期间，机轮4的转速在其触碰地面时非常高，寄生扭矩非常小，并且滚动阻力不会干扰着陆。

本发明并不限于以上所述的特定实施模式，而是相反涵盖落入由权利要求书限定的本发明的保护范围的所有那些变型。

虽然本文中已使用用于旋转地驱动机轮的系统的具体和简化架构来描述本发明，但根据本发明的方法显然适用于任何飞机，该飞机的至少一个被制动的机轮与用于旋转地驱动该机轮的电马达相关联。

此外，为了使各相短路，还有可能使用为电马达6的各相供电的逆变器7的一个或多个电开关来取代机电开关。不使用机电触头14会导致该系统的重量节省和增加的可靠性。

虽然本文中已陈述了电马达是三相马达，但本发明适用于提供有不同相数的马达。本文明尤其适用于单相马达，在单相马达中“使相短路”包括将马达绕组的两端连接在一起。

虽然马达的停用时段已被指示为包括起飞和着陆的时段，但这些停用时段当然可被不同地定义。停用时段可因此包括在其期间飞机的速度大于预定阈值速度的时段。由此设想，向控制处理器传送关于飞机的速度的测量或估计，而非与该飞机的飞行相有关的信息。可注意，在由于例如飞行系统的故障或电源失效滑行功能不可用的情况下，由于电马达管理方法的其他位置对应于短路状态，因此对飞机行为的影响是可忽略的。

Claims (5)

1.一种用于管理旨在旋转地驱动飞机(1)的机轮(4)的电马达(6)的方法，所述方法包括在所述飞机(1)处于所述马达(6)的停用时段时使所述电马达(6)的各相(Ph)短路的步骤，设想在所述马达的停用时段期间不在使用所述电马达(6)。

2.根据权利要求1所述的用于管理电马达的方法，其特征在于，使所述电马达(6)的各相(Ph)短路是借助向所述电马达(6)供应电源电压的逆变器(8)的电开关来执行的。

3.根据权利要求1所述的用于管理电马达的方法，其特征在于，使所述电马达(6)的各相(Ph)短路是借助连接到所述电马达的各相的至少一个机电开关(16)来执行的。

4.根据前述权利要求之一所述的管理方法，其特征在于，所述停用时段包括在其期间所述飞机(1)的速度大于预定速度阈值的时段。

5.根据前述权利要求之一所述的管理方法，其特征在于，所述停用时段包括所述飞机(1)的起飞阶段和/或着陆阶段。