提供与飞行控制执行机构配合使用的设备以及用于装配它们的方法。该设备包括电机驱动系统（１００）和控制单元。电机驱动系统（１００）包括基于电容器的能量存储装置（１２０），该能量存储装置（１２０）配置成在执行机构之内或附近存储和提供能量。控制单元耦合到电机驱动系统，并且配置成便于在执行机构之内或附近管理电力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般来说，本专利技术涉及飞机发动机电力系统，更具体来说，涉及用于向电驱动的飞行控制执行机构提供能量并且在电驱动的飞行控制执行机构之内或附近存储能量的方法和设备。
技术介绍
一些已知的飞机使用电驱动的飞行控制执行机构。虽然电驱动的执行机构比液压或气压驱动的执行机构更复杂并且更不用户友好，但是与液压或气压驱动的飞行控制执行机构相比，电驱动的飞行控制执行机构一般重量更轻，需要更少维护，并且更可靠。但是，已知的电力系统将再生瞬态能量传回电力系统中，这增加一次配电母线的电压。一次配电母线的高电压可使母线电压超出MIL-STD-704规范，损坏母线上的电气装置，或者在飞机上产生过多热量，这些情况中的每一种均可能危害飞行任务。为了便于存储瞬态能量，一些已知的飞机使用基于集中的电池或者基于电池/超级电容器混合的能量存储装置来便于吸收从飞行控制执行机构返回的过剩能量，并且在执行机构需要能量时又将能量释放回到执行机构。但是，使用集中的能量存储装置可引起电力系统的可靠性问题。例如，一些已知的电池具有敏感工作温度，在没有恒定准确温度控制的情况下可能引起火灾。对于另一个示例，一些已知的电池具有敏感的电池使用寿命，倾向于某种速率和深度的充电和放电，特别是当用于要求高充电速率和不规则模式的充电和放电周期的系统时。因此，需要提供一种便于存储从执行机构返回的过剩能量的更可靠的电力系统。
技术实现思路
在一个实施例中，提供一种用于装配与飞行控制执行机构配合使用的设备的方法。该方法包括提供包含基于电容器的能量存储装置的电机驱动系统，该能量存储装置配置成在执行机构之内或附近存储和提供能量；以及将控制单元耦合到电机驱动系统，该控制单元配置成便于在执行机构之内或附近管理电力。在另一个实施例中，提供一种与飞行控制执行机构配合使用的电机驱动系统。电机驱动系统包括降压-升压转换器，其中包括第一绝缘栅双极晶体管、第二绝缘栅双极晶体管和电感器；以及基于电容器的能量存储装置，该能量存储装置配置成在执行机构之内或附近存储和提供能量，所述降压-升压转换器配置为对能量存储装置充电和放电。在又一个实施例中，提供一种与飞行控制执行机构配合使用的设备。该设备包括 包含基于电容器的能量存储装置的电机驱动系统，能量存储装置配置成在执行机构之内或附近存储和提供能量；以及耦合到电机驱动系统的控制单元，该控制单元配置成便于在执行机构之内或附近管理电力。附图说明图1是飞行控制执行机构的电机驱动系统的示意图示；图2是与图1所示电机驱动系统配合使用的控制单元的示意图示；以及图3是图1所示电机驱动系统的另一个实施例的示意图示。具体实施例方式本文所述的系统和方法便于在执行机构之内或附近本地存储过剩能量，并且便于降低返回给一次配电母线的过剩能量的量。因此，电驱动的执行机构应当对电力系统的其余部分具有极小或者没有影响。图1是耦合到一次配电系统(未示出)的飞行控制执行机构(未示出)的电机驱动系统100的示意图示。在示范实施例中，控制系统100包括逆变器110，又称作全波桥，其中包括六个绝缘栅双极晶体管(IGBT，未编号)；直流(DC)链路滤波器120，其中包括电容器组130和多个电感器140a、140b ；以及支路，其中包括耦合到基于电容器的能量存储装置160的降压-升压转换器150。在示范实施例中，能量存储装置160配置成具有高能量密度、高功率密度和高温度容限。这些特性便于在能够装入执行机构之内或者附近的健壮实用的小能量存储装置160中存储能量。在一个实施例中，基于电容器的能量存储装置160使用由GE Global Research Center开发的超膜电容器技术。在示范实施例中，降压-升压转换器150包括上电力开关170a、下电力开关170b 和电感器180。在示范实施例中，控制系统100耦合到执行机构(未示出)的永磁电机的定子绕组190。要注意，虽然示范实施例包括例如其中包含耦合到三相定子绕组190的六个 IGBT的三相逆变器110，但是组件的数量或者组件的具体特征并不是要通过任何方式来限制本专利技术。在操作期间，在示范实施例中，降压-升压转换器150便于在执行机构之内或附近本地存储过剩或瞬态能量。此外，降压-升压转换器150便于降低返回给一次配电的电压母线(未示出)的过剩能量的量。更具体来说，在执行机构再生模式的操作期间，降压-升压转换器150配置成作为降压转换器来操作，能量存储装置160配置成处于充电模式，以及下电力开关170b断开。 更具体来说，当上电力开关170a接通时，又称作一次配电母线的一次配电系统的电压母线 (未示出)通过上电力开关170a来提供电流以激励电感器180并且对能量存储装置160充电。当上电力开关170a断开时，并且当电感器180已经存储能量时，电感器180通过下电力开关170b中的二极管(未编号)提供电流以对能量存储装置160连续充电。在执行机构可操作但非再生模式的操作期间，降压-升压转换器150配置成作为升压转换器来操作，能量存储装置160配置成处于放电模式，以及上电力开关170a断开。当下电力开关170b接通时，能量存储装置160提供电流以激励电感器180，并且电流通过下电力开关170b流回到能量存储装置160的负端子。当下电力开关170b断开时，续流电流继续通过上电力开关170a中的二极管(未编号)，从而对DC链路滤波器120中的电容器组 130充电。5图2是便于控制降压-升压转换器150以降低执行机构对一次配电的电压母线的影响的控制单元200的示意图示。在示范实施例中，控制单元200包括高通滤波器210、功率-电流转移220、第一比例积分(PI)控制器230、第二 PI控制器M0、电容器电压去耦块 250以及电压-脉宽调制(PWM)比率转移沈0。在示范实施例中，高通滤波器210配置成确保降压-升压转换器150便于处理动态负载瞬变。在示范实施例中，功率-电流转移220 配置成将功率命令转换成便于控制能量存储装置160的电流的命令。在示范实施例中，第一 PI控制器230配置成调节进出能量存储装置160的电流，以及第二 PI控制器240配置成将能量存储装置160的平均电压保持在预期水平。在示范实施例中，电容器电压去耦块 250配置成确定电力开关170a和170b处的预期电压，以便在电感器180两端产生指定电压。在示范实施例中，电压-PWM比率转移260配置成将电压命令转换成便于控制电力开关 170a和170b的占空度。在操作期间，在示范实施例中，降压-升压转换器150处理具有高于高通滤波器 210的截止频率的频率分量的负载电流瞬变。在示范实施例中，高通滤波器210便于确保降压-升压转换器150处理动态负载电流瞬变。此外，由于能量存储装置160配置成存储有限量的能量，所以高通滤波器210便于管理由降压-升压转换器150提供以操作逆变器110 的电力。例如，在示范实施例中，逆变器110需要来自一次配电母线和能量存储装置160中的至少一个的瞬时有效功率P*。此外，在示范实施例中，逆变器110通过经由例如来自定子绕组190的再生电力捕获动能，将瞬时有效功率P*提供给能量存储装置160。更具体来说，引导有效功率P*通过高通滤波器210。为了确定便于从一次配电母线本文档来自技高网...
【技术保护点】
单元配置成便于在所述执行机构之内或附近管理电力。１．一种用于装配与飞行控制执行机构配合使用的设备的方法，所述方法包括：提供电机驱动系统，所述电机驱动系统包括基于电容器的能量存储装置，所述能量存储装置配置成在所述执行机构之内或附近存储和提供能量；以及耦合控制单元与所述电机驱动系统，所述控制
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄豪，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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