[发明专利]航空高精密度转速源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空高精密度转速源装置。

背景技术

速度传感器在航空、航天上得到广泛的应用，但在使用之前必须校准，这就需要高精度驱动装置对其进行驱动。测速发电机是航空领域常用的一种速度传感器，其转速和输出电压存在一一对应的关系，但由于各个测速发电机、转速表的性能不一致，在飞机总装前需要对其进行一一校准，而测速发电机往往还带着转速表，因而要求航空高精密度转速源应该是一个标准“驱动”和“信号”源，并且要有较高的调速精度和较宽的调速范围。

根据转速源驱动电机的类型划分，公知的有三种方案：即采用步进电机作为驱动电机的方案、采用有刷直流电机作为驱动电机的方案以及采用无刷直流电机作为驱动电机的方案。

采用步进电机作为驱动电机的方案。从步进电机的运行特性可知，步进电机调速大部分情况下采用开环调速，通过调整所加脉冲的频率，可以很容易的精确控制转速，但是，步进电机通常适用于低转矩应用、价格昂贵、不易工作在高转速状态，步进电机的这些固有缺点使得它不适于作为高精密度转速源的驱动电机。

采用有刷直流电机作为驱动电机的方案。该方案控制线路简单，容易控制。缺点是电机上带有机械电刷，电机在转动过程中，电刷在不断的切换，引起换向过程电磁干扰，容易造成电刷磨损及损坏，维护困难。而且，该方案采用转速、电流双闭环控制方法，调速精度和范围受到很大影响，转速精度一般仅能够达到千分之一。远远不能满足航空高精密度转速源转速精度达万分之一的要求。

采用无刷直流电机作为驱动电机的方案。为了提高系统的抗干扰能力和调速精度，采用锁相环控制策略，通过实际速度信号和给定速度信号锁相的锁相控制，达到稳速的目的。缺点是存在低速时的转矩脉动。

发明内容

为了克服现有技术对高精度、高转速、宽调速不能协调的不足，本发明提供一种航空高精密度转速源装置，通过位置换向和时间换向双结构控制，可以满足航空高精密度转速源装置对高精度、高转速、宽调速的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种航空高精密度转速源装置，包括低压电源、控制面板和液晶显示器，其特点是还包括DSP主控制板、整流滤波单元、电隔离电路、驱动电路、逆变电路、故障检测及保护单元，DSP主控制板发出的电机控制信号经光电隔离电路送入驱动电路，驱动电路驱动逆变电路进而驱动稀土永磁同步电动机，稀土永磁同步电动机输出轴通过连接法兰与测速发电机固连；功角反馈单元通过位置传感器测量稀土永磁同步电动机实时运行功率角并反馈给DSP主控制板，故障检测及保护单元将实时检测到的系统故障反馈给DSP主控制板，DSP主控制板使位置换向和时间换向双结构控制之间无缝切换。

上述的双结构控制，即当电动机处于起动或调整过程中，采用位置换向方式；当电机转速与期望转速接近且相对稳定时，采用时间换向方式；当检测到转速与期望值差别太大，可判定为失步，则重新采用位置换向方式；当电机转速与期望转速接近且相对稳定时，再采用时间换向方式。

上述的双结构控制两种模式的相互切换条件设为滞环。

本发明的有益效果是：由于通过采用位置换向和时间换向双结构控制，满足了航空高精密度转速源装置对高精度、高转速、宽调速的要求。同时转速精度由现有技术的千分之一提高到万分之一。

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明航空高精密度转速源装置结构示意图。

图2是图1中双结构控制示意图。

图中，1-交流220V电源，2-保险丝，3-电源开关，4-变压器，5-低压电源，6-DSP主控制板，7-光电隔离电路，8-驱动电路，9-逆变单元，10-稀土永磁同步电动机，11-整流滤波单元，12-控制面板，13-液晶显示器，14-功角反馈单元，15-故障检测及保护单元，16-连接法兰。

具体实施方式