本文關(guān)鍵詞：襟縫翼EMA高功率密度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 襟縫翼 EMA 高功率密度 雙矢量控制 瞬態(tài)熱路 混合熱模型

【摘要】：多/全電飛機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,促進(jìn)了高功率密度機(jī)電作動(dòng)器(EMA)在航空作動(dòng)系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用和深入研究。襟縫翼作動(dòng)系統(tǒng)具有短時(shí)頻繁加減速和雙向負(fù)載特性等運(yùn)行特點(diǎn),其高功率密度設(shè)計(jì)面臨的主要問題是能量雙向流動(dòng)的有效處理和功率損耗熱量的可靠傳導(dǎo)�；诖�,本文以減小系統(tǒng)的重量和體積為目標(biāo),從提高能量利用率和精確熱設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開展研究,以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率密度的提高。論文首先闡述了襟縫翼翼片在作動(dòng)過程中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能量的雙向流動(dòng)特點(diǎn)及再生能量的產(chǎn)生機(jī)理,設(shè)計(jì)了一種電壓矢量型全控整流系統(tǒng)和電機(jī)矢量控制系統(tǒng)相結(jié)合的雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)拓?fù)?并針對(duì)該拓?fù)溥M(jìn)行了建模分析和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能量在交流網(wǎng)側(cè)和作動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的雙向流動(dòng),解決再生能量的有效處理及能量的高效傳遞問題。其次,針對(duì)襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大功率短時(shí)密集工作帶來的局部發(fā)熱集中問題,本文在分析了傳統(tǒng)熱分析方法局限性的基礎(chǔ)上,考慮多種因素對(duì)散熱系統(tǒng)建模及仿真的影響,在熱源平均損耗計(jì)算方法的基礎(chǔ)上,著重探討了瞬態(tài)損耗的準(zhǔn)確計(jì)算方法,建立了精確的阻容網(wǎng)絡(luò)熱路模型和等效薄片仿真模型,提出了一種多因素耦合瞬態(tài)熱路仿真模型和基于FloEFD等效薄片溫度場(chǎng)仿真模型的混合熱模型聯(lián)合仿真思路,并進(jìn)行了散熱系統(tǒng)中散熱器相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)。在前述理論分析及建模的基礎(chǔ)上,本文基于MATLAB/Simulink軟件進(jìn)行了雙矢量EMA控制系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證和多因素耦合瞬態(tài)熱路模型的仿真驗(yàn)證,基于FloEFD軟件采用FVM法進(jìn)行了等效薄片仿真模型的仿真驗(yàn)證,并采用混合熱模型聯(lián)合仿真思路進(jìn)行襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)及優(yōu)化。最后,依據(jù)前文分析、計(jì)算及仿真的結(jié)果,本文設(shè)計(jì)了襟縫翼EMA用驅(qū)動(dòng)器樣機(jī),在搭建的加載實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,分別進(jìn)行系統(tǒng)電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)和溫度實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原有驅(qū)動(dòng)器相關(guān)結(jié)果對(duì)比分析,進(jìn)行了襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度的評(píng)估,驗(yàn)證了系統(tǒng)高功率密度設(shè)計(jì)的有效性。
【關(guān)鍵詞】：襟縫翼 EMA 高功率密度 雙矢量控制 瞬態(tài)熱路 混合熱模型
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V228
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及研究意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-14
• 1.2.1 國(guó)外EMA研究現(xiàn)狀與發(fā)展12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)EMA研究現(xiàn)狀與發(fā)展13
• 1.2.3 EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究13-14
• 1.3 本論文研究?jī)?nèi)容及目的14-16
• 1.3.1 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究目的16
• 1.4 本論文章節(jié)安排16-18
• 第二章 襟縫翼雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-45
• 2.1 襟縫翼雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述18-21
• 2.1.1 雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性18-19
• 2.1.2 襟縫翼EMA系統(tǒng)雙向能量流動(dòng)的實(shí)現(xiàn)19-20
• 2.1.3 襟縫翼雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成20-21
• 2.2 雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)21-28
• 2.2.1 雙矢量控制系統(tǒng)建模所需坐標(biāo)變換技術(shù)21-23
• 2.2.2 一種改進(jìn)型PI調(diào)節(jié)器的原理及其實(shí)現(xiàn)23-25
• 2.2.3 SVPWM技術(shù)原理及其實(shí)現(xiàn)25-28
• 2.3 電壓矢量型全控整流系統(tǒng)建模及設(shè)計(jì)28-40
• 2.3.1 電壓矢量型全控整流系統(tǒng)建模28-33
• 2.3.2 電壓矢量型全控整流系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)33-37
• 2.3.3 電壓矢量型全控整流系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)37-40
• 2.4 電機(jī)矢量控制系統(tǒng)建模及設(shè)計(jì)40-44
• 2.4.2 永磁同步電機(jī)的建模41-43
• 2.4.3 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制策略43-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 第三章 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)45-68
• 3.1 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)概述45-47
• 3.1.1 系統(tǒng)發(fā)熱機(jī)理及散熱分析的必要性45
• 3.1.2 系統(tǒng)熱源分析及其影響45-46
• 3.1.3 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)思路46-47
• 3.2 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)相關(guān)理論基礎(chǔ)47-49
• 3.2.1 傳熱形式及相關(guān)定律47-48
• 3.2.2 熱路網(wǎng)絡(luò)比擬及熱容定義48-49
• 3.3 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)器熱損耗計(jì)算49-54
• 3.3.1 IGBT模塊損耗分析49-50
• 3.3.2 IGBT模塊平均損耗計(jì)算50-53
• 3.3.3 IGBT模塊實(shí)時(shí)損耗計(jì)算53-54
• 3.4 IGBT模塊熱路建模54-58
• 3.4.1 IGBT模塊封裝及基本熱路模型54-55
• 3.4.2 考慮熱容影響的IGBT模塊的精確熱路模型55-58
• 3.5 散熱器熱阻建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)58-63
• 3.5.1 散熱器熱阻模型58-59
• 3.5.2 強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)59-63
• 3.6 混合熱模型聯(lián)合仿真熱設(shè)計(jì)思路及方法63-66
• 3.6.1 混合熱模型聯(lián)合散熱仿真63-64
• 3.6.2 多因素耦合瞬態(tài)熱路模型64-65
• 3.6.3 基于FloEFD的等效薄片仿真模型65-66
• 3.7 本章小結(jié)66-68
• 第四章 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真及分析68-87
• 4.1 雙矢量EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真68-75
• 4.1.1 電壓源型整流系統(tǒng)仿真分析68-70
• 4.1.2 電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真分析70-71
• 4.1.3 雙矢量EMA控制系統(tǒng)仿真分析71-75
• 4.2 EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)混合熱模型散熱仿真分析75-86
• 4.2.1 基于MATLAB/Simulink的瞬態(tài)模型仿真分析75-79
• 4.2.2 基于FloEFD的穩(wěn)態(tài)模型仿真分析79-86
• 4.3 本章小結(jié)86-87
• 第五章 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及分析87-98
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建87-90
• 5.1.1 襟縫翼EMA高功率密度驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)概述87-89
• 5.1.2 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)器加載及溫度實(shí)驗(yàn)平臺(tái)89
• 5.1.3 襟縫翼EMA驅(qū)動(dòng)裝置及加載系統(tǒng)平臺(tái)89-90
• 5.2 EMA驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)加載實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析90-93
• 5.3 EMA驅(qū)動(dòng)器溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析93-96
• 5.3.1 原驅(qū)動(dòng)器散熱實(shí)驗(yàn)93-94
• 5.3.2 新設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)器散熱實(shí)驗(yàn)94-96
• 5.4 襟縫翼EMA高功率密度設(shè)計(jì)總結(jié)96-97
• 5.5 本章小結(jié)97-98
• 第六章 總結(jié)與展望98-100
• 6.1 論文的主要工作及結(jié)論98-99
• 6.2 存在的問題及后續(xù)工作展望99-100
• 參考文獻(xiàn)100-104
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果104-105
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目105-106
• 致謝106-108

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1063855