[发明专利]为电机供电并在存在故障时可重新配置的包含两个电流控制的电压逆变器的电执行机构

说明书

本发明涉及一种配合于飞机以控制所述飞机的某件设备的电执行机构。

发明背景

在航空领域中，预期控制某件设备的系统将会不断地可用。这意味着，在系统中的任何组件出故障的情况下，控制系统必须能够例如以“跛行回家”模式工作，从而不管故障如何而运作设备。因此，当飞行中检测到故障时，系统能继续运作。

在该背景中，实际用于航空领域中的控制系统是液压的：它们包括气缸式液压执行机构以及夹在气缸和控制部件之间的液压网络。

网络则具有两个液压回路，它们是相异且独立的。在任一回路出故障的情形下，例如因为泄漏，另一回路保持可用以控制液压执行机构。

航空业的当前趋势正导致液压控制系统由电控制系统所取代。

在这种背景下，已决定使用具有作为电机的马达的执行机构，尤其是具有永磁体的同步型，这种电机可以速度、位置或作用力受到伺服控制，同时具有充分小的重量。

改变这种电机的速度需要使施加于此电流或电压的频率改变，这需要纳入静态变换器以按照控制变量来改变控制。当电力供给为单相、三相或多相时，变换器可由具有二极管的不受控的整流器构成，或受控的整流器构成，该整流器关联于逆变器。

然而，那种逆变器具有多个分支，每个分支包括两个控制开关或晶体管，这些控制开关或晶体管可阻塞在断开状态或闭合状态。当其中一个晶体管故障时，控制因流过保持完好的分支的电流大小可能不再受到控制这一事实而明显变得复杂。

针对电力供给可构思出各种方案：电力供给网络可以是充分安全以视为可靠的单个三相网络。

也可按类似于液压控制系统的方式提供两个相异的三相网络。这两个网络要么彼此电隔离要么不需要隔离。

当隔离这两个三相网络时，其中一个的中性点独立于另一个的中性点，并且在它们不可能被电隔离时，它们的中性点要么处于同一电位要么经由电感性和/或电阻性元件连接在一起。

发明目的

本发明的目的是给出一种尤其是当面对通常由晶体管构成的逆变器中的受控开关的故障时具有最佳可用性水平并能用于各种可能的电力供给网络架构的执行机构配置。

发明内容

为此，本发明提供一种电力执行机构，包括：多相电机；连接于电力供给网络的至少一个连接部件；并联在电机和各连接部件之间的第一和第二总线，该第一和第二总线各自包括用于向电机施加频率控制的第一和第二逆变器，每个逆变器具有各自设置有两个受控开关的多个分支，电机的每个相连续地既连接于第一逆变器的分支的两个开关并又连接于第二逆变器的分支的两个开关；以及夹设在总线和各连接部件之间的连接和断开控制装置。

通过这种架构，执行机构可受控制以经由其总线中的一个和/或另一个总线向电机供电，由此在要么处于正常工作要么在电力提供网络中、逆变器中或在整流器中或实际更常见地在总线中或甚至在电机的绕组中出现故障的情形下提供各种可配置选择。

受控的连接装置允许逆变器与电力供给网络完全隔离以将电机置于具有中央节点的星形配置下，由此允许流过每个绕组的电流受到控制。

连接装置还允许执行机构在正常操作中从一个或多个电力网络供电，以使执行机构能用于电力供给网络的多种可能的配置。

本发明还提供前面定义类型的执行机构，其中受控的连接和断开装置包括夹设在具有单个网络的第一总线和连接部件之间的第一触头以及夹设在第二总线和同一连接部件之间的第二触头。

本发明还提供如前定义的执行机构，该执行机构具有从两个相异的电力供给网络向执行机构供电的第一和第二连接部件，并且其中受控的连接和断开装置包括将第一总线连接于第一连接部件的第一触头以及将第二总线连接于第二连接部件的第二触头。

本发明还提供如前定义的执行机构，该执行机构具有从两个相异的电力供给网络向所述执行机构供电的第一和第二连接部件，并且其中受控的连接和断开装置包括连接于第一总线的第一触头、连接于第二总线的第二触头以及将第一和第二触头要么连接于第一连接部件要么连接于第二连接部件的双位开关。

本发明还提供如前定义的执行机构，该执行机构具有从两个相异的电力供给网络向所述执行机构供电的第一和第二连接部件，并且其中受控的连接和断开装置包括连接于第一总线并连接于第一和第二连接部件的第一三位开关，以及连接于第二总线并连接于第一和第二连接部件的第二三位开关。