CN104283375A - 机电致动器 - Google Patents

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Abstract

一种机电致动器，包括致动器构件和适于驱动致动器构件的电机(2)，该电机(2)包括：·转子部分(4)；·定子部分(5)，包括轭形成主体(9)以及容纳在主体(9)中的狭槽(12)内的线圈组；以及·至少一个电气模块(17)，适于为电机(2)产生电气供电电流(Ia)，所述电流在线圈组中流动。根据本发明，电气模块(17)由主体(9)承载。

Description

机电致动器
技术领域
本发明涉及一种机电致动器，该机电致动器具有包括定子部分的电机，该定子部分承载对电机供电的电气模块。
背景技术
在现代飞机中发现有许多机电致动器，并且它们用于多种应用：飞行控制、制动等。
机电致动器包括致动器构件和适于驱动致动器构件的电机。
致动器的电机结合在飞机的电气***中，该电气***不仅包括所讨论的电机，而且通常还包括为电机产生供电信号的供电单元和接收设定点并且根据设定点控制供电单元的控制单元。当电机是交流(AC)电机时，供电单元包括将直流(DC)电压转换为AC电压的逆变器，以便产生用于电机的供电信号。
当设计这样的电气***时，符合电磁兼容标准是主要的限制。电流和电压的大变化由逆变器的开关产生，并且在通过传导和辐射产生大量电磁干扰时被传递给这些电机。
发明内容
本发明的目的是减少上述电磁干扰。
为了实现该目的，提供一种具有致动器构件和适于驱动致动器构件的电机的机电致动器，该电机包括：
·转子部分；
·定子部分，该定子部分包括轭形成主体以及容纳在主体中的狭槽内的线圈组；以及
·至少一个电气模块，该电气模块适于为电机产生电气供电电流，该电流在线圈组中流动。
根据本发明，电气模块由主体承载。
因此，电气供电电流由紧邻线圈组定位的电气模块产生。操作致动器因此不再需要AC电压在飞机中的外部电源单元和致动器之间传导。由于大量电磁干扰来自于传输这种AC电压的缆线，这明显地减少了电磁干扰。电机确实由电缆连接至外部电源单元，但是该电缆传输DC电压并且因此产生了更小的电磁干扰。
附图说明
根据参考附图的描述，本发明将被更好地理解，图中：
·图1示出了第一实施例中本发明的机电致动器；
·图2是图1的平面P的剖视图，示出了第一实施例中本发明的致动器的电气模块；
·图3示出了第二实施例中本发明的机电致动器；以及
·图4是图3的平面P′的剖视图，示出了第二实施例中本发明的致动器的电气模块。
具体实施方式
参考附图1和2，第一实施例中本发明的机电致动器1包括致动器构件(附图中未示出)和适于驱动致动器构件的电机2。
为了阐述本发明，接下来说明应用于第一实施例中本发明的机电致动器1，以为飞机提供电气制动。致动器1的致动器构件由此是具有闸瓦的推进器，用以将制动力施加在飞机起落架轮的制动器的摩擦构件上，例如抵靠制动器的碳盘叠片。致动器1由所述制动器的致动器载体承载。
在该示例中致动器1的电机2为三相永磁同步电机，具有外壳3、转子部分4和定子部分5。
转子部分4具有十个磁体6以及具有轴线X的电机2的轴，并且具有开槽端8，该开槽端能够借助降速齿轮使电机2的轴的旋转运动传递给螺丝-螺母连接，该螺丝-螺母连接将这种旋转运动以公知的方法转化为致动器1的推进器的滑动。
定子部分5具有轭形成主体9，所述轭由布置成基本上平行于与轴线X垂直的平面的一堆磁性叠片构成。轭具有多个齿，这些齿限定纵向取向的狭槽。电导线13布置在狭槽中，以组成线圈组，该线圈组包括容纳在所述狭槽中的特定数量的线圈15，并且从轭突伸以形成绕组悬伸体(overhang)16。如图1中可看到的，在该实例中定子部分5的轭9具有接收六个线圈15的十二个狭槽，形成六个悬伸体16。
电机2由流经线圈组的供电电流Ia供电和控制，并且在该实例中具体由三相电流Ip形成，每相电流流经电机2的一个相。供电电流Ia由输入给电机的DC电压Vce以及也输入给电机的控制信号Sce产生，输入DC电压Vce和输入控制信号Sce分别由位于飞机内部的外部供电单元和外部控制单元产生，信号由屏蔽电缆传输，该屏蔽电缆在飞机内行进并且沿着起落架到达承载本发明的致动器的致动器载体。供电电缆通过以传统方式位于致动器1上的电连接器连接至电机2。
三个电气模块17示意性地图示在附图中，它们接收DC输入电压Vce和输入控制信号Sce，并且它们中的每一个产生相应的相电流Ip。每个电气模块17位于至少部分地抵靠悬伸体16。每个电气模块17包括控制单元18、供电单元19、紧固装置20和连接装置。
每个电气模块17的控制单元18延伸抵靠悬伸体16面对定子部分5的第一面23。
供电单元19面向悬伸体16的第二面24延伸，该悬伸体面向电机2的外壳3。
控制单元18和供电单元19紧固在一起，并且通过紧固装置20保持抵靠悬伸体16，紧固装置20沿着悬伸体16的横向区域延伸并且传统地包括众所周知的紧固组件(图中未详细示出)，这些组件包括例如间隔件、立柱、铆钉、导轨、粘合剂等。控制单元18和供电单元19通过连接装置电气连接，该连接装置也由传统的连接组件形成，包括例如电线、连接器等。连接装置(图1中未示出)沿着紧固装置延伸。每个电气模块17因此至少部分地环绕悬伸体16。
热绝缘层元件26或绝缘板在供电单元19和悬伸体16之间延伸。该绝缘板26用于确保线圈15中流动的相电流Ip不过度地增加电气模块17的温度。
热传导元件27在供电单元和电机的外壳之间延伸。该热传导元件27用于将电气模块17的操作产生的热量分散入外壳3。
填充(potting)树脂然后覆盖每个装配有其电气模块17的悬伸体16，以及控制单元18、供电单元19、紧固装置20、连接装置、绝缘板26以及热传导元件27。这环绕悬伸体16形成了实心和紧凑的组件。
在第二实施例中，如图3和4中所示，并且用相同的附图标记加上100来标示对应于图1元件的每个元件，每个电气模块117至少部分地位于悬伸体116上方，并且至少部分地在定子部分105的主体109中的外壳111内部，在该实例中所述外壳111位于定子部分105的主体109中的两个狭槽112之间，并且更确切地在由两个狭槽112界定的齿110与电机的外壳103之间。外壳111在主体109中沿着线圈115纵向延伸，该线圈115具有形成悬伸体116的突出部分。控制单元118位于悬伸体116上方。供电单元119位于外壳111中。紧固装置和连接装置再一次在控制单元118和供电单元119之间进行机械和电气连接。
本发明的致动器1的电机2的电气元件的特征描述如下。在每个上述实施例中，电气模块17、117的每个供电单元19、119具有功率晶体管、晶体管控制装置和滤波装置。每个控制单元18、118具有用于控制供电单元19、119的控制装置。
供电单元19、119的功率晶体管借助滤波装置连接至DC输入电压Vce，该滤波装置对DC输入电压滤波以消除其所受到的干扰，特别是由于在将致动器连接到外部供电单元的电缆中传输的结果。晶体管由控制装置控制，其本身由控制单元18、118基于输入控制信号Sce产生的内部控制信号进行控制。供电单元19、119的晶体管因此形成由经滤波的且由内部控制信号控制的DC输入电压Vce供电的逆变器。逆变器因而产生供电电流Ia的相应相电流Ip。功率晶体管电气连接至线圈，以便对其传送相电流Ip。
特别地，功率晶体管可连接在逆变器臂或H-桥拓扑构造中。这因而产生三相电机，其中线圈15的一些端部被连接以在绕组中产生中性点。因而能够获得两星型三相电机，其中线圈15的一些端部被连接以在绕组中产生两个中性点。最终，能够获得具有六个独立相的电机，其中不需要中性点。
有利地，电气模块的控制单元包括混合技术的电气组件，其自身由直接合并入常规封装中的特定数量的集成电路组成。这样的混合组件呈现出改进的高温性能，因此使得电气模块的控制单元更加紧凑。
有利地，规定定子部分5、105的主体9、109设置有包含所谓“相变”材料的空腔。这样的材料可为液体、固体、气体或多相异种的，其以预定温度变换相。通过变换相，相变材料存储相对大量的热能，其随后释放以返回初始相。优选地是选择在低于电气模块17、117的最大温度的温度下变换相的材料，该最大温度例如可以是超过其就会干扰模块17、117的操作的温度，或者超过其模块17、117中的一些组件就存在损坏风险的温度。因此，当电机2的温度增加时，相变材料变热并且吸收热量，由此具有限制温度升高的作用。相反地，当温度下降时，材料归还热量：这趋于使电机2中的温度更均匀。
相变材料特别有利于应用到飞机制动。在紧急制动期间，电机的温度增加非常明显是可能发生的。这样的温度增加短且不频繁，并且相变材料的使用整体适合于在这样的情况下使温度更均匀。
本发明不限于上述特定实施例，而是相反地覆盖权利要求限定的发明的界限内的任何变型。
尽管本发明阐述了应用于电气制动***，但本发明的致动器也可用于数量广泛的应用(飞行控制等)。
尽管本发明的电机是具有六个线圈的三相同步电机，但本发明也可以自然地实施在其它电机上。
还可以提供一些其它数量的电气模块，例如，信号模块，或者为每个模块提供包括携带控制单元和供电单元的单个电子卡等。

Claims (13)

1.一种机电致动器，所述机电致动器包括致动器构件和适于驱动致动器构件的电机(2)，所述电机(2)包括：
·转子部分(4)；
·定子部分(5，105)，所述定子部分包括轭形成主体(9、109)以及容纳在主体(9、109)中的狭槽(112)内的线圈组；以及
·至少一个电气模块(17、117)，所述电气模块适于为电机(2)产生电气供电电流(Ia)，所述电流在所述线圈组中流动；
所述致动器的特征在于，所述电气模块(17、117)由所述主体(9、109)承载。
2.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块(17)定位成至少部分地抵靠形成绕组悬伸体(16)的所述线圈组的一部分。
3.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块(117)至少部分地位于形成绕组悬伸体(116)的所述线圈组的一部分上方。
4.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块(17)布置成至少部分地环绕形成绕组悬伸体(116)的所述线圈组的一部分。
5.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块(117)至少部分地位于所述主体(109)的外壳(111)内部。
6.根据权利要求5所述的机电致动器，其特征在于，所述外壳(111)位于定子主体的两个狭槽(112)之间。
7.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块(17、117)包括控制单元(18、118)和供电单元(19、119)。
8.根据权利要求7所述的机电致动器，其特征在于，所述供电单元(19、119)包括功率晶体管，并且其中所述控制单元(18，118)包括混合技术电气组件。
9.根据任何前述权利要求所述的机电致动器，其特征在于，热传导元件(27)位于所述电气模块和所述电机的外壳(3)之间。
10.根据任何前述权利要求所述的机电致动器，其特征在于，热绝缘板元件(26)在所述电气模块和所述线圈组之间延伸。
11.根据任何前述权利要求所述的机电致动器，其特征在于，所述电气模块在安装到主体之后覆盖在填充树脂中。
12.根据任何前述权利要求所述的机电致动器，其特征在于，所述定子部分的主体包括至少一个含有相变材料的空腔。
13.根据权利要求12所述的机电致动器，其特征在于，相变材料在温度低于所述电气模块的最大温度下变换相。
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