CN111313643A - 一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，涉及电推进技术领域，能够有效提升电推进系统功率密度，缩短轴向长度，同时提高容错性能与可靠性。本发明包括：第一定子模块组1，第二定子模块组2和第三定子模块组3，主控制器67，转子铁心68，轴承82；转子铁心68为凸极结构，转子铁心68的外圆分布有偶数个转子极，转子上装有轴承82，轴承82的外圆与整流罩内部相连；所述主控制器67安装在所述第一定子模块组1上方；第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3呈轴向排列，且之间轴向距离相同、各自所包含的定子模块的数量相同，每个定子模块在圆周上均布。本发明适用于电推进系统。

Description

一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统
技术领域
本发明涉及电推进技术领域，尤其涉及一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统。
背景技术
与基于化石燃料的传统推进技术相比，电推进是以电能作为推进系统能源，具有节能、减排、降噪等诸多优点。电推进飞行器、全电舰船等开启了新一轮创新与变革热潮。
驱动系统是电推进飞行器中推动前进的关键动力装置，包括大功率驱动电机、相应的控制器以及驱动的涵道风扇或旋翼构成。但目前应用在电推进飞行器上的驱动系统均以转轴传动，驱动电机与和涵道风扇或旋翼之间距离较长，此种结构造成轴向长度长，难以提高系统布局的灵活性，也不利于先进翼身融合结构，并且由于轴向长度长，临界转速低，涵道风扇或旋翼高速运行时容易发生振动，影响电推进飞行器安全运行。同时，驱动系统的驱动电机通常为一体化结构，一旦出现故障，将引起整个驱动系统瘫痪，造成动力系统空中停车，严重威胁电推进飞行器与人员货物的安全。可见，目前的一体化、转轴传动式驱动系统应用在电推进飞行器上，往往不具备性能优势。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，能够缩小电推进系统整体体积，提升功率密度，缩短轴向长度。同时提高驱动系统安全性与容错运行能力。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一定子模块组1，第二定子模块组2和第三定子模块组3，主控制器67，转子铁心68，轴承82；
转子铁心68为凸极结构，转子铁心68的外圆分布有偶数个转子极，转子上装有轴承82，轴承82的外圆与整流罩内部相连；
所述主控制器67安装在所述第一定子模块组1上方；
第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3呈轴向排列，第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3之间轴向距离相同，第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3各自所包含的定子模块的数量相同，每个定子模块在圆周上均布。
本实施例中电机为定子模块化轮缘驱动电机，其定子由分立的定子模块组成，提高生产效率与系统排布灵活性，同时，由于应用了轮缘驱动结构，取消了传动轴，使得推进系统整体体积缩小，轴向长度大大缩短，进一步提高了系统排布灵活性，提高了容错运行能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1a和图1b是本发明的电推进飞机模块化轮缘驱动系统结构简图；
图2是本发明的电推进飞机模块化轮缘驱动系统定子模块结构图；
图3是本发明的第一定子模块组1的绕组连接方式；
图4是本发明的第二定子模块组2的绕组连接方式；
图5是本发明的第三定子模块组3的绕组连接方式；
图6是本发明的定子模块控制器结构图；
图7是本发明的主控制器结构图；
图8是本发明的控制方法流程图(或者控制框图)；
附图中的各个标号分别表示：1-第一定子模块组，2-第二定子模块组,3-第三定子模块组,4-第一定子模块组第一定子模块,5-第一定子模块组第二定子模块,6-第一定子模块组第三定子模块,7-第一定子模块组第四定子模块,8-第一定子模块组第五定子模块,9-第一定子模块组第六定子模块,10-第一定子模块组第七定子模块,11-第一定子模块组第八定子模块,12-第一定子模块组第九定子模块,13-第一定子模块组第十定子模块,14-第一定子模块组第十一定子模块,15-第一定子模块组第十二定子模块,16-第一定子模块组第十三定子模块,17-第一定子模块组第十四定子模块,18-第一定子模块组第十五定子模块,19-第一定子模块组第十六定子模块,20-第一定子模块组第十七定子模块,21-第一定子模块组第十八定子模块,22-第二定子模块组第一定子模块,23-第二定子模块组第二定子模块,24-第二定子模块组第三定子模块,25-第二定子模块组第四定子模块,26-第二定子模块组第五定子模块,27-第二定子模块组第六定子模块,28-第二定子模块组第七定子模块,29-第二定子模块组第八定子模块,30-第二定子模块组第九定子模块,31-第二定子模块组第十定子模块,32-第二定子模块组第十一定子模块,33-第二定子模块组第十二定子模块,34-第二定子模块组第十三定子模块,35-第二定子模块组第十四定子模块,36-第二定子模块组第十五定子模块,37-第二定子模块组第十六定子模块,38-第二定子模块组第十七定子模块,39-第二定子模块组第十八定子模块,40-第三定子模块组第一定子模块,41-第三定子模块组第二定子模块,42-第三定子模块组第三定子模块,43-第三定子模块组第四定子模块,44-第三定子模块组第五定子模块,45-第三定子模块组第六定子模块,46-第三定子模块组第七定子模块,47-第三定子模块组第八定子模块,48-第三定子模块组第九定子模块,49-第三定子模块组第十定子模块,50-第三定子模块组第十一定子模块,51-第三定子模块组第十二定子模块,52-第三定子模块组第十三定子模块,53-第三定子模块组第十四定子模块,54-第三定子模块组第十五定子模块,55-第三定子模块组第十六定子模块,56-第三定子模块组第十七定子模块,57-第三定子模块组第十八定子模块,58-第一定子模块组第一定子模块控制器,59-第一定子模块组第二定子模块控制器,60-第一定子模块组第三定子模块控制器,61-第二定子模块组第一定子模块控制器,62-第二定子模块组第二定子模块控制器,63-第二定子模块组第三定子模块控制器,64-第三定子模块组第一定子模块控制器,65-第三定子模块组第二定子模块控制器,66-第三定子模块组第三定子模块控制器,67-主控制器,68-转子铁心,69-涵道风扇,70-定子模块铁心，71-第一电枢线圈，72-第二电枢线圈，82-轴承。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本实施例的设计思路在于，轮缘推进系统间电机与风扇或旋翼集成一体，使螺旋桨直接与电机中的转子相连，通过改变电机的输入电压与输入电流控制电机的输出转速和输出扭矩，由于其无齿轮箱和无传动轴的设计，使整套系统的空间利用率和能效比到得到了极大的提高。
本发明实施例提供用于一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，如图1a和图1b显示，该系统包括：
第一定子模块组1，第二定子模块组2和第三定子模块组3，主控制器67，转子铁心68，轴承82。在优选方案中，转子铁心68的外圆分布有24个转子极。
转子铁心68为凸极结构，转子铁心68的外圆分布有偶数个转子极，转子上装有轴承82，轴承82的外圆与整流罩内部相连，轴承82环形侧面与转子同轴线相连，所述环形侧面为与轴承内圈中心轴线垂直的內圈侧面。
第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3呈轴向排列，第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3之间轴向距离相同，第一定子模块组1、第二定子模块组2和第三定子模块组3各自所包含的定子模块的数量相同，每个定子模块在圆周上均布。
在本实施例中，定子模块的结构中包括：U型定子铁心70、第一电枢线圈71和第二电枢线圈72。
第一电枢线圈71绕制方向为：沿定子模块轭部77往定子极78方向看，顺时针绕制，第一电枢线圈71共有两个出线端，分别是第一电枢线圈第一出线端73和第一电枢线圈第二出线端75，绕制起始端为第一电枢线圈第一出线端73，绕制结束端为第一电枢线圈第二出线端75。
第二电枢线圈72绕制方向为：沿定子模块轭部77往定子极79方向看，顺时针绕制，第二电枢线圈72共有两个出线端，分别是第二电枢线圈第一出线端74和第二电枢线圈第二出线端76，绕制起始端为第二电枢线圈第一出线端74，绕制结束端为第二电枢线圈第二出线端76。
第一电枢线圈第二出线端75和第二线圈第二出线端76连接，第一电枢线圈第一出线端73为定子模块第一出线端，第二电枢线圈第一出线端74为定子模块第二出线端。
例如：图2显示的定子模块结构，包括U型定子铁心70，第一电枢线圈71，第二电枢线圈72，第一电枢线圈71绕制方向为：沿定子模块轭部77往定子极78方向看(即图2中观察方向80)，顺时针绕制，第一电枢线圈71共有两个出线端，分别是第一电枢线圈第一出线端73和第一电枢线圈第二出线端75，绕制起始端为第一电枢线圈第一出线端73，绕制结束端为第一电枢线圈第二出线端75。第二电枢线圈72绕制方向为：沿定子模块轭部77往定子极79方向看(即图2中观察方向81)，顺时针绕制，第二电枢线圈72共有两个出线端，分别是第二电枢线圈第一出线端74和第二电枢线圈第二出线端76，绕制起始端为第二电枢线圈第一出线端74，绕制结束端为第二电枢线圈第二出线端76。第一电枢线圈第二出线端75和第二线圈第二出线端76连接。第一电枢线圈第一出线端73为定子模块第一出线端，第二电枢线圈第一出线端74为定子模块第二出线端。沿观察方向80或81所直接看到的面连接至整流罩。
在本实施例中，在定子模块组中包括18个定子模块，每个定子模块在圆周上均布，每隔两个为同一相的模块。每一相的绕组线圈依次串联，所述串联为：对于一个定子模块，其定子模块第一出线端与前一个定子模块的定子模块第二出线端相连。每一相的第一个定子模块的第一出线端连接至定子模块控制器，每一相的最后一个定子模块的第二出线端连接至定子模块控制器。
例如：图3显示了所述第一定子模块组1的连接方式，该定子模块组中18个定子模块，每隔两个为同一相的模块，也即第一定子模块组第一定子模块4，第一定子模块组第四定子模块7，第一定子模块组第七定子模块10，第一定子模块组第十定子模块13，第一定子模块组第十三定子模块16，第一定子模块组第十六定子模块19为同一相，为图中的A相。第一定子模块组第二定子模块5，第一定子模块组第五定子模块8，第一定子模块组第八定子模块11，第一定子模块组第十一定子模块14，第一定子模块组第十四定子模块17，第一定子模块组第十七定子模块20为同一相，为图中的B相。第一定子模块组第三定子模块6，第一定子模块组第六定子模块9，定第一定子模块组第九子模块12，第一定子模块组第十二定子模块15，第一定子模块组第十五定子模块18，第一定子模块组第十八定子模块21为同一相，为图中的C相，每一相的绕组线圈依次串联，所述串联为：对于一个定子模块，其定子模块第一出线端与前一个定子模块的定子模块第二出线端相连。其定子模块第二出线端与后一个定子模块的定子模块第一出线端相连，所述前一个定子模块与后一个定子模块为：对于一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较小的一个定子模块为此定子模块的前一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较大的定子模块为此定子模块的后一个定子模块。特殊的，每一相的第一个定子模块的定子模块第一出线端连接至定子模块控制器，每一相的最后一个定子模块的定子模块第二出线端连接至定子模块控制器，所述每一相的第一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最小的定子模块，所述每一相的最后一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最大的定子模块。图中A1+为电流流入端，A1-为电流流出端，B1+为电流流入端，B1-为电流流出端，C1+为电流流入端，C1-为电流流出端。
图4显示了所述第二定子模块组2的连接方式，该定子模块组中18个定子模块，每隔两个为同一相的模块，也即第二定子模块组第一定子模块22，第二定子模块组第四定子模块25，第二定子模块组第七定子模块28，第二定子模块组第十定子模块31，第二定子模块组第十三定子模块34，第二定子模块组第十六定子模块37为同一相，为图中的A相。第二定子模块组第二定子模块23，第二定子模块组第五定子模块26，第二定子模块组第八定子模块29，第二定子模块组第十一定子模块32，第二定子模块组第十四定子模块35，第二定子模块组第十七定子模块38为同一相，为图中的B相。第二定子模块组第三定子模块24，第二定子模块组第六定子模块27，第二定子模块组第九定子模块30，第二定子模块组第十二定子模块33，第二定子模块组第十五定子模块36，第二定子模块组第十八定子模块39为同一相，为图中的C相，每一相的绕组线圈依次串联，所述串联为：对于一个定子模块，其定子模块第一出线端与前一个定子模块的定子模块第二出线端相连。其定子模块第二出线端与后一个定子模块的定子模块第一出线端相连，所述前一个定子模块与后一个定子模块为：对于一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较小的一个定子模块为此定子模块的前一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较大的定子模块为此定子模块的后一个定子模块。特殊的，每一相的第一个定子模块的定子模块第一出线端连接至定子模块控制器，每一相的最后一个定子模块的定子模块第二出线端连接至定子模块控制器，所述每一相的第一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最小的定子模块，所述每一相的最后一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最大的定子模块。图中A2+为电流流入端，A2-为电流流出端，B2+为电流流入端，B2-为电流流出端，C2+为电流流入端，C2-为电流流出端。
图5显示了所述第三定子模块组3的连接方式，该定子模块组中18个定子模块，每隔两个为同一相的模块，也即第三定子模块组第一定子模块40，第三定子模块组第四定子模块43，第三定子模块组第七定子模块46，第三定子模块组第十定子模块49，第三定子模块组第十三定子模块52，第三定子模块组第十六定子模块55为同一相，为图中的A相。第三定子模块组第二定子模块41，第三定子模块组第五定子模块44，第三定子模块组第八定子模块47，第三定子模块组第十一定子模块50，第三定子模块组第十四定子模块53，第三定子模块组第十七定子模块56为同一相，为图中的B相。第三定子模块组第三定子模块42，第三定子模块组第六定子模块45，第三定子模块组第九定子模块48，第三定子模块组第十二定子模块51，第三定子模块组第十五定子模块54，第三定子模块组第十八定子模块57为同一相，为图中的C相，每一相的绕组线圈依次串联，所述串联为：对于一个定子模块，其定子模块第一出线端与前一个定子模块的定子模块第二出线端相连。其定子模块第二出线端与后一个定子模块的定子模块第一出线端相连。所述前一个定子模块与后一个定子模块为：对于一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较小的一个定子模块为此定子模块的前一个定子模块，与该定子模块最靠近且同相、标号较大的定子模块为此定子模块的后一个定子模块。特殊的，每一相的第一个定子模块的定子模块第一出线端连接至定子模块控制器，每一相的最后一个定子模块的定子模块第二出线端连接至定子模块控制器，所述每一相的第一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最小的定子模块，所述每一相的最后一个定子模块为每相所包括的定子模块中序号最大的定子模块。图中A3+为电流流入端，A3-为电流流出端，B3+为电流流入端，B3-为电流流出端，C3+为电流流入端，C3-为电流流出端。
在本实施例的优选方案中，第二定子模块组2相较于第一定子模块组1顺时针方向旋转了6.67°机械角度，第三定子模块组3相较于第二定子模块组2顺时针方向旋转了6.67°机械角度。
在本实施例中，第一定子模块组第一定子模块控制器58集成安装在第一定子模块组第一定子模块4背面，第一定子模块组第二定子模块控制器59集成安装在第一定子模块组第二定子模块5背面，第一定子模块组第三定子模块控制器60集成安装在第一定子模块组第三定子模块6背面。
第二定子模块组第一定子模块控制器61集成安装在定子模块22背面，第二定子模块组第二定子模块控制器62集成安装在定子模块23背面，第二定子模块组第三定子模块控制器63集成安装在第二定子模块组第三定子模块24背面。
第三定子模块组第一定子模块控制器64集成安装在第三定子模块组第一定子模块40背面，第三定子模块组第二定子模块控制器65集成安装在第三定子模块组第二定子模块41背面，第三定子模块组第三定子模块控制器66集成安装在第三定子模块组第三定子模块42背面。
在本实施例中，在所述定子模块控制器中，MOSFET开关管Qn2与续流二极管Dn2串联，MOSFET开关管Qn1与续流二极管Dn1串联，MOSFET开关管Qn1的源极和续流二极管Dn2的阴极与电源的正极相连，MOSFET开关管Qn2的源极和续流二极管Dn1的阳极与电源的负极相连，MOSFET开关管Qn1的漏极与续流二极管Dn1阴极与电枢绕组的一端相连，MOSFET开关管Qn2的源极与续流二极管Dn2阳极与电枢绕组的另一端相连。
例如图6显示所述定子模块控制器为不对称半桥电路，MOSFET开关管Qn2与续流二极管Dn2串联，MOSFET开关管Qn1与续流二极管Dn1串联，MOSFET开关管Qn1的源极和续流二极管Dn2的阴极与电源的正极相连，MOSFET开关管Qn2的源极和续流二极管Dn1的阳极与电源的负极相连，MOSFET开关管Qn1的漏极与续流二极管Dn1阴极与电枢绕组的一端相连，MOSFET开关管Qn2的源极与续流二极管Dn2阳极与电枢绕组的另一端相连，其中，n表示主电路控制的为n相，如控制A1相的主电路，则n为A1，则控制A1相的主电路中MOSFET开关管分别为MOSFET开关管QA11、MOSFET开关管QA12、续流二极管分别为续流二极管DA11、续流二极管DA12。
在本实施例中，主控制器67，包括角度位置传感器，电流传感器，调理电路，采样调理电路，驱动隔离放大单元，内部辅助电源和控制器电源。其中，所述角度位置传感器连至所述调理电路，所述角度位置传感器用于获得转子铁心(68)的位置信息。每一相的电枢绕组均需连进所述电流传感器单元再连出至所述采样调理电路。所述数字控制处理器线连至所述驱动隔离放大单元，所述数字控制处理器用于输出PWM的信号，由所述驱动隔离放大单元连至MOSFET开关管的栅极对MOSFET开关管进行驱动。所述控制器电源连入所述内部辅助电源单元，用于得到各单元所需的电压等级。所述内部辅助单元连接至所述采样调理电路、所述调理电路、所述驱动隔离放大单元和所述数字控制处理器，用于提供各单元正常工作所需电压。
例如：图7显示所述主控制器，包括角度位置传感器，电流传感器，调理电路，采样调理电路，驱动隔离放大单元，内部辅助电源，控制器电源。
其中，所述角度位置传感器获得转子铁心(68)的位置信息，然后连至调理电路，通过调理电路获得与数字控制处理器ADC输入电压范围相匹配的且与位置信息有对应关系的电压输入进数字控制处理器，所述的对应关系为这样一种关系：在数字控制处理器单元中通过该对应关系，利用ADC采样得到的电压值简单运算即可得到该电压值经调理电路前的实际的转子位置信息。每一相的电枢绕组均需连进所述电流传感器单元再连出至所述采样调理电路，电流传感器获得所采样相的相电流并经过采样调理电路获得数字控制处理器ADC输入电压范围相匹配的且与所采样相的相电流有对应关系的电压输入进数字控制处理器，所述的对应关系为这样一种关系：在数字控制处理器单元中通过该对应关系，利用ADC采样得到的电压值简单运算即可得到该电压值经采样调理电路前的实际的相电流值。所述数字控制处理器输出PWM的信号线连至所述驱动隔离放大单元，由驱动隔离放大单元连至MOSFET开关管的栅极对MOSFET开关管进行驱动。所述控制器电源连入内部辅助电源单元，得到各单元所需的电压等级，内部辅助单元连接至采样调理电路，调理电路，驱动隔离放大单元，数字控制处理器以提供各单元正常工作所需电压。
本实施例中电机为定子模块化轮缘驱动电机，其定子由分立的定子模块组成，提高生产效率与系统排布灵活性，同时，由于应用了轮缘驱动结构，取消了传动轴，使得推进系统整体体积缩小，轴向长度大大缩短，进一步提高了系统排布灵活性，扩大了本文所述推进系统可安装的范围，便于使用翼身融合技术以进一步提高能量转换效率、降低燃油消耗和排放。
基于上述模块化轮缘驱动电机系统，本实施例中还提供一种控制方法，包括：
步骤一：接收到启动信号。
步骤二：每相依次通电流检测定子模块有无断路或短路，
步骤三：检测到故障模块则暂停启动，排除故障。
步骤四：保证每个模块均正常后，定位转子位置角。
步骤五：初始化速度标定，以此为基准判断电机转速所处范围为高速或中速或低速
步骤六：刚启动时转速低，相绕组供电时间长，运动电势小，绕组电流上升快，必须控制相电流幅值，所以采用相电流斩波限幅控制，而此时功率管关断后，续流电流下降很快，所以此时可固定开关角参数。
步骤七：开始循环判断有无关机信号，有则停机，降低转速，降低通入绕组的平均电流，直至停转，没有则进行后续步骤。
步骤八：循环判断转速范围，当转速在低速，采用相电流斩波限幅控制，当转速在中速，采用相电流斩波限幅控制与开关角度控制相结合的控制，当转速在高速，采用开关角度控制。
举例来说：如图8给出的本实施例的电机控制原理框图。(控制方案)
步骤一：接收到启动信号。
步骤二：每相依次通电流检测定子模块有无断路或短路，
步骤三：检测到故障模块则暂停启动，人为切除故障模块，投入正常模块。
步骤四：保证每个模块均正常后，定位转子位置角。
步骤五：初始化速度标定，以此为基准判断电机转速所处范围为高速或中速或低速(ω1<ω<ω2为低速，ω2<ω<ω3为中速，ω>ω3为高速)。
步骤六：刚启动时转速低，相绕组供电时间长，运动电势小，绕组电流上升快，必须控制相电流幅值，所以采用相电流斩波限幅控制，而此时功率管关断后，续流电流下降很快，所以此时可固定开关角参数。
步骤七：开始循环判断有无关机信号，有则停机，降低转速，降低通入绕组的平均电流，没有则进行后续步骤。
步骤八：循环判断转速范围，当转速在低速，采用相电流斩波限幅控制，当转速在中速，采用相电流斩波限幅控制与开关角度控制相结合的控制，当转速在高速，采用开关角度控制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，包括：
第一定子模块组(1)，第二定子模块组(2)和第三定子模块组(3)，主控制器(67)，转子铁心(68)，轴承(82)；
转子铁心(68)为凸极结构，转子铁心(68)的外圆分布有偶数个转子极，转子上装有轴承(82)，轴承(82)的外圆与整流罩内部相连；
所述主控制器(67)安装在所述第一定子模块组(1)上方；
第一定子模块组(1)、第二定子模块组(2)和第三定子模块组(3)呈轴向排列，第一定子模块组(1)、第二定子模块组(2)和第三定子模块组(3)之间轴向距离相同，第一定子模块组(1)、第二定子模块组(2)和第三定子模块组(3)各自所包含的定子模块的数量相同，每个定子模块在圆周上均布。
2.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，定子模块的结构中包括：U型定子铁心(70)、第一电枢线圈(71)和第二电枢线圈(72)；
第一电枢线圈(71)绕制方向为：沿定子模块轭部(77)往定子极(78)方向看，顺时针绕制，第一电枢线圈(71)共有两个出线端，分别是第一电枢线圈第一出线端(73)和第一电枢线圈第二出线端(75)，绕制起始端为第一电枢线圈第一出线端(73)，绕制结束端为第一电枢线圈第二出线端(75)；
第二电枢线圈(72)绕制方向为：沿定子模块轭部(77)往定子极(79)方向看，顺时针绕制，第二电枢线圈(72)共有两个出线端，分别是第二电枢线圈第一出线端(74)和第二电枢线圈第二出线端(76)，绕制起始端为第二电枢线圈第一出线端(74)，绕制结束端为第二电枢线圈第二出线端(76)。
3.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，
第一电枢线圈第二出线端(75)和第二线圈第二出线端(76)连接，第一电枢线圈第一出线端(73)为定子模块第一出线端，第二电枢线圈第一出线端(74)为定子模块第二出线端。
4.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，在定子模块组中包括18个定子模块，每个定子模块在圆周上均布，每隔两个为同一相的模块；
每一相的绕组线圈依次串联，所述串联为：对于一个定子模块，其定子模块第一出线端与前一个定子模块的定子模块第二出线端相连；
每一相的第一个定子模块的第一出线端连接至定子模块控制器，每一相的最后一个定子模块的第二出线端连接至定子模块控制器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，转子铁心(68)的外圆分布有24个转子极。
6.根据权利要求5所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，第二定子模块组(2)相较于第一定子模块组(1)顺时针方向旋转了6.67°机械角度，第三定子模块组(3)相较于第二定子模块组(2)顺时针方向旋转了6.67°机械角度。
7.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，第一定子模块组第一定子模块控制器(58)集成安装在第一定子模块组第一定子模块(4)背面，第一定子模块组第二定子模块控制器(59)集成安装在第一定子模块组第二定子模块(5)背面，第一定子模块组第三定子模块控制器(60)集成安装在第一定子模块组第三定子模块(6)背面；
第二定子模块组第一定子模块控制器(61)集成安装在定子模块(22)背面，第二定子模块组第二定子模块控制器(62)集成安装在定子模块(23)背面，第二定子模块组第三定子模块控制器(63)集成安装在第二定子模块组第三定子模块(24)背面；
第三定子模块组第一定子模块控制器(64)集成安装在第三定子模块组第一定子模块(40)背面，第三定子模块组第二定子模块控制器(65)集成安装在第三定子模块组第二定子模块(41)背面，第三定子模块组第三定子模块控制器(66)集成安装在第三定子模块组第三定子模块(42)背面。
8.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，在所述定子模块控制器中，MOSFET开关管Qn2与续流二极管Dn2串联，MOSFET开关管Qn1与续流二极管Dn1串联，MOSFET开关管Qn1的源极和续流二极管Dn2的阴极与电源的正极相连，MOSFET开关管Qn2的源极和续流二极管Dn1的阳极与电源的负极相连，MOSFET开关管Qn1的漏极与续流二极管Dn1阴极与电枢绕组的一端相连，MOSFET开关管Qn2的源极与续流二极管Dn2阳极与电枢绕组的另一端相连。
9.根据权利要求1所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，主控制器(67)，包括角度位置传感器，电流传感器，调理电路，采样调理电路，驱动隔离放大单元，内部辅助电源和控制器电源；
其中，所述角度位置传感器连至所述调理电路，所述角度位置传感器用于获得转子铁心(68)的位置信息；
每一相的电枢绕组均需连进所述电流传感器单元再连出至所述采样调理电路。
10.根据权利要求9所述的一种用于电推进飞行器的模块化轮缘驱动系统，其特征在于，所述数字控制处理器线连至所述驱动隔离放大单元，所述数字控制处理器用于输出PWM的信号，由所述驱动隔离放大单元连至MOSFET开关管的栅极对MOSFET开关管进行驱动；
所述控制器电源连入所述内部辅助电源单元，用于得到各单元所需的电压等级；
所述内部辅助单元连接至所述采样调理电路、所述调理电路、所述驱动隔离放大单元和所述数字控制处理器，用于提供各单元正常工作所需电压。
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