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未來(lái)飛機(jī)機(jī)載作動(dòng)系統(tǒng),如舵面操縱系統(tǒng)等,將使用新型功率電傳作動(dòng)器(power-by-wire,PBw),主要包括電動(dòng)靜液作動(dòng)器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA) 和機(jī)電作動(dòng)器(Electro-MechanicalActuator,EMA)兩種 ,是多電飛機(jī)(More Electric Aircraft,MEA)的關(guān)鍵子技術(shù)之一。
按采用電機(jī)和泵型式以及控制方式的不同,EHA可分為定排量變轉(zhuǎn)速(EHA-FPVM )、變排量定轉(zhuǎn)速(EHA-VPFM )和變排量變轉(zhuǎn)速(EHA-VPVM )3種。EHA通過(guò)液壓泵將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到作動(dòng)器輸出,這使得在作動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中可以采取更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu),電機(jī)和泵相對(duì)于液壓缸的方位容易安排以適應(yīng)一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸要求。而EMA系統(tǒng)中電機(jī)、變速箱和滾珠絲杠間的連接方位是不容易改變的,這就使EHA具有比EMA優(yōu)越的地方。EHA也能通過(guò)改變泵的排量使改變系統(tǒng)的傳動(dòng)比成為可能。這就增加了作動(dòng)器的剛度,減小了體積,并減少了系統(tǒng)的發(fā)熱量。
系統(tǒng)發(fā)熱的改進(jìn):
在功率電傳作動(dòng)系統(tǒng)中,電機(jī)的發(fā)熱是一個(gè)重要的問(wèn)題。與中央泵源系統(tǒng)相比,EHA由于采用集成化設(shè)計(jì),散熱的實(shí)現(xiàn)比較困難,因此必須在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中考慮此問(wèn)題,減小系統(tǒng)的發(fā)熱。閥控系統(tǒng)由于伺服閥處的壓降在工作過(guò)程中將產(chǎn)生大量熱量,而在EHA或EMA中,由于采用直接驅(qū)動(dòng)的方式,效率遠(yuǎn)高于閥控系統(tǒng),熱量主要來(lái)源于空氣動(dòng)力負(fù)載與元件的無(wú)用功,這其中最重要的就是電機(jī)的I2R損失。EHA中電機(jī)的輸出力矩與電流成比例,而電機(jī)所需輸出力矩取決于泵的排量和負(fù)載壓力。在固定負(fù)載下,可以通過(guò)匹配泵的排量和電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)維持系統(tǒng)流量,使作動(dòng)器有合適的回轉(zhuǎn)速度。因此,采用變排量泵可以在大負(fù)載(Pb高)和低速率(Q小)的情況下減小泵的排量,增大電機(jī)轉(zhuǎn)速n,保持輸出功率不變,以減小電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩,即使電機(jī)工作在較低的電流下,這樣就限制了電機(jī)的I2R損失。