[发明专利]包括电源和负载间的电气绝缘的机电致动和/或发电系统

说明书

本发明涉及包括AC旋转电子机器(130)的致动器或发电机设备，该AC旋转电子机器(130)具有用于将电能传递至所述机器的定子的端子的电连接(122，124)，该设备的特征在于，该连接包括变压器(122)。

技术领域和现有技术

本发明涉及交流电(AC)旋转电子机器的领域。这种机器具体包括异步电动机或感应机器，以及同步电动机或发电机。这种电子机器传递电压或者由电压供电，该电压可以是单相或三相的、或更少见的为双相的。在电动机或发电机操作中，存在由通过施加电能而达到的扭矩和旋转速度表征的工作点。

由于功率电子学变得可用，可以使用使电子机器在其整个扭矩/速度利用范围上被控制的控制器转换器。

当电动机和/或发电机以及控制器转换器相对于彼此移动时，已知利用移动触点，一般是旋转触点，诸如滑环组件。这例如应用于喷气式飞机，例如其中需要动态控制叶片间距的无涵道桨扇：用作叶片枢轴的电机自身绕引擎的轴旋转、并且由外部控制器转换器来控制，该外部控制器转换器使电子机器中可能通过将机械能转化为电能来执行制动并且通过将电能转化为机械能来执行致动。连接经由滑环组件来提供。

对于相对于其控制器转换器而旋转的电子机器，在冷却触点以及在需要维持触点时遇到难题。旋转触点具有有限的寿命，其程度使得电气致动尚未取代基于旋转接头的液压致动系统，液压致动系统自身也有其他弱点，特别是泄漏风险。控制器转换器有时甚至被安装于运动参考系中以避免对于在静态参考系和运动参考系之间发送功率控制的需要，但导致其他困难，诸如位于约束条件下的电子设备的加速老化，约束条件诸如振动、离心力和潜在的高温，还导致与传递控制信号有关的困难。

发明内容

为了解决这些问题，本发明提供了一种包括AC旋转电子机器的致动器或发电机设备，该AC旋转电子机器具有用于将电能传递至机器定子的端子的电连接，该设备的特征在于该连接包括变压器。因而，取决于电子机器是在电动机模式中还是在发电机模式中工作这可用于将电子机器与AC电源或负载电隔离。变压器可用于利用其电流或电压变换比对电能进行附加整型，并且因此其可使得功率转换器得以简化或者能使其适用于电动机，反之亦然。

本发明可以在机载电网中实现，例如飞机电网。因此，可能对辅助电源装置(APU)涡轮的启动电动机供电，以便通过基于本文档中描述的原理使用变压器来启动它。根据相同的原理，为启动目的，也可能对涡轮喷气式飞机的主涡轮机的启动电动机供电。

借助于本发明，通过磁耦合将电子机器与源电隔离或者与其电负载电隔离。

机器可以是异步机器或者它可以是包括阻尼电路或阻尼条的同步机器，在后一情况下，尽管有在零速度下伺服控制扭矩中所涉及的约束条件，还是可能通过变压器来实现这一点。

有利的是，变压器可以是具有适用于优化控制器转换器和/或电动机的特定变压比率的变压器。

有利的是，变压器可以是旋转变压器，该情况下它可以取代在滑环组件中找到的那种动触点，或者它可以取代基于旋转接头的液压旋转致动器系统。

变压器能够避免将控制器转换器置于旋转区域(旋转区域也可以是高温区域)中，同时还避免提供特定冷却的需求，并同时使目标系统在旋转期间或者在静止时被致动。变压器和电动机可以彼此间隔。

设备可以包括被配置成执行矢量控制和/或伺服控制的控制单元。因此，电动机控制命令可能在没有使变压器饱和，提供关于那些命令满足特定的标准，特别是使电压除以频率的比率V/f最小的情况下而极大地变化。

在一实施例中，设备具有至少一个第二AC电子机器，其具有用于使其由一源电力供电的电连接，该源向定子的端子施加电压，第二电动机的连接包括变压器，设备还包括用于致动两个不同目标系统的两个机械连接，每个机械连接都通过两个电动机中的相应一个来致动。