高轉(zhuǎn)速電機泵是一種集成了多相容錯永磁同步電機和高轉(zhuǎn)速斜盤式柱塞泵的緊湊電液動力源。由于在功率密度和可靠性方面的優(yōu)勢,高轉(zhuǎn)速電機泵在多電飛機中得到了廣泛應(yīng)用。高轉(zhuǎn)速電機泵的相關(guān)研究涉及到流體動力、電機與電器、系統(tǒng)動力學以及相應(yīng)的控制技術(shù)等多學科領(lǐng)域交叉。為快速地完成電機泵的設(shè)計和控制,本論文建立了高轉(zhuǎn)速電機泵統(tǒng)一模型以有效描述電機和泵動力學特性。本學位論文圍繞高轉(zhuǎn)速電機泵的關(guān)鍵理論及相關(guān)技術(shù)展開研究,選題具有很強的工程應(yīng)用背景和重要的學術(shù)研究價值。本課題開展中做出了以下創(chuàng)新性研究:1.建立了高轉(zhuǎn)速電機泵統(tǒng)一數(shù)學模型,該模型能夠同時對電機泵時域和頻率動力學特性進行分析。不同于以前研究中只對電機和泵分別進行建模分析,本論文從電機和泵同屬旋轉(zhuǎn)機械、運行過程中存在著周期性變化的角度出發(fā),將電機泵主要物理量（如電機氣隙磁感應(yīng)強度、電機相電流、柱塞腔壓力等）和關(guān)鍵性能特性用統(tǒng)一的諧波疊加模型描述。該諧波疊加模型中,穩(wěn)態(tài)分量由穩(wěn)態(tài)工作點決定,通過靜態(tài)計算得到;諧波基函數(shù)則由電機泵結(jié)構(gòu)參數(shù)決定;諧波系數(shù)則可以適當調(diào)節(jié)以適應(yīng)電機泵的性能要求�？紤]任意線圈布置和配流盤壓力過渡角,應(yīng)用該統(tǒng)一的諧波疊加模型推導... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：197 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２?（ａ）所示，傳統(tǒng)飛機能源系統(tǒng)中：發(fā)動機輸出功率一部分經(jīng)定轉(zhuǎn)速機械裝??

１．１研究背景及意義??飛機在飛行過程中，需要根據(jù)飛機姿態(tài)的要求將飛控信號送入到相應(yīng)的作動系統(tǒng)以控??制舵面、起落架等用戶完成規(guī)定動作（如圖１．１所示）。由于液壓傳動系統(tǒng)功率密度大、??控制性能好、容易散熱等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于舵面、起落架收放以及發(fā)動機反推等關(guān)鍵作動??系統(tǒng)中⑴。??１：坨丨｜＇丨丨＋??軸助柁ｉｆｉｉ＊?１?＇．??圖ｉ．ｉ飛機飛行舵面示意圖??如圖１．２?（ａ）所示，傳統(tǒng)飛機能源系統(tǒng)中：發(fā)動機輸出功率一部分經(jīng)定轉(zhuǎn)速機械裝??置ＣＳＤ?（Ｃｏｎｓｔａｎｔ?Ｓｐｅｅｄ?Ｄｅｖｉｃｅ）流向發(fā)電機，該裝置能夠?qū)⒆兓陌l(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為恒??定轉(zhuǎn)速以驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生三相恒頻交流電（１１５Ｖ，?４００Ｈｚ）；發(fā)動機的另一部分輸出功率??經(jīng)機械減速箱流向發(fā)動機驅(qū)動系ＥＤＰ?（Ｅｎｅｇｉｎｅ?Ｄｒｉｖｅｎ?Ｐｕｍｐ）。ＥＤＰ作為液壓系統(tǒng)主泵源，??提供飛機過程所需的液壓能源［２］。ＥＤＰ安裝在發(fā)動機底側(cè)，轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機變化而變化，其??各個油口連接管路經(jīng)發(fā)動機短艙、吊掛以及機翼流向遍布機身的各個液壓用戶。此外，液??壓能源系統(tǒng)還配置有電機驅(qū)動泵ＥＭＤＰ?（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?Ｍｏｔｏｒ?Ｄｒｉｖｅｎ?Ｐｕｍｐ）作為輔助泵源，其??工作轉(zhuǎn)速相較ＥＤＰ增大

第１章緒論??為例，其取消了波音Ｂ７３７中的ＣＳＤ裝置，發(fā)動機直接與發(fā)電機相連，后通過相應(yīng)的功率??變換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流／交流電。為方便說明，圖１．２?（ｂ）給出了多電飛機Ｂ７８７的液壓??能源系統(tǒng)，圖１．３則給出了波音Ｂ７８７中間液壓系統(tǒng)ＥＭＤＰ在飛機內(nèi)的安裝圖［６］。如圖所??示，Ｂ７８７采用了?２７０ＶＤＣ供電的ＥＭＤＰ［５］［７］，且ＥＭＤＰ的排量和功率均超過了傳統(tǒng)飛機??液壓能源系統(tǒng)中作為主泵的ＥＤＰ；ＥＭＤＰ的驅(qū)動電機也由傳統(tǒng)交流恒頻供電的異步電機轉(zhuǎn)??變?yōu)槿嘤来磐诫姍C以提高其功率密度，其轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。????柱塞泵ＥＭＤＰＣ２?電機??Ｓｆ層２１??柱塞泵ＥＭＤＰＣ１電機??圖丨．３多電飛機Ｂ７８７中間系統(tǒng)ＥＭＤＰ安裝圖［６］??上述變化使得傳統(tǒng)意義上的電機驅(qū)動泵ＥＭＤＰ?（泵作為主體，電機僅僅作為泵的驅(qū)動??源）更多地向作為整體的電液動力源方面轉(zhuǎn)變：不同于工業(yè)中的電液動力單元，多電飛機??中的電機泵不僅要求運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速可以實時調(diào)節(jié)，還要保持較高的額定轉(zhuǎn)速以提高功率密度；??同時為適應(yīng)機載環(huán)境對可靠及安全性的要求，電機也要求具有容錯性能（電機故障后仍然??能夠維持基本輸出性能）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Analysis of the cylinder block tilting inertia moment and its effect on the performance of high-speed electro-hydrostatic actuator pumps of aircraft[J]. Junhui ZHANG,Qun CHAO,Bing XU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2018(01)
[2]軸向柱塞泵-電機組轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速及不平衡響應(yīng)分析[J]. 權(quán)凌霄,劉嵩,張崇.  液壓與氣動. 2017 (03)
[3]雙壓力航空柱塞泵壓力切換動態(tài)特性[J]. 歐陽小平,李磊,方旭,楊華勇.  浙江大學學報(工學版). 2016(03)
[4]軸向柱塞泵主軸及缸體旋轉(zhuǎn)組件臨界轉(zhuǎn)速分析[J]. 權(quán)凌霄,李東,張文文,駱洪亮,孔祥東.  液壓與氣動. 2015(10)
[5]共振型液壓脈動衰減器研究現(xiàn)狀及展望[J]. 歐陽小平,李磊,方旭,楊華勇.  機械工程學報. 2015(22)
[6]軸向柱塞泵空化時氣相動態(tài)演進過程及影響[J]. 苑士華,周俊杰,羅先偉,荊崇波.  兵工學報. 2015(03)
[7]軸向柱塞式電液泵能量轉(zhuǎn)化效率研究[J]. 付永領(lǐng),李祝鋒,祁曉野,范殿梁.  機械工程學報. 2014(14)
[8]液壓電機泵中孔板離心泵的增壓效應(yīng)[J]. 冀宏,張繼銘,王金林,任威,孫東寧,王文璐.  機械工程學報. 2014(10)
[9]液壓電機葉片泵樣機的性能試驗[J]. 冀宏,李志峰,王崢嶸,王建森,蘭博杰.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2010(11)
[10]液壓電機泵中浸油電機的負載效應(yīng)[J]. 冀宏,孫磊,王崢嶸,許丹丹,李志峰.  蘭州理工大學學報. 2009(04)

博士論文
[1]純電動汽車用五相容錯永磁同步電機的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 隋義.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]六相永磁容錯電機及其控制系統(tǒng)的設(shè)計和研究[D]. 郝振洋.南京航空航天大學 2010

碩士論文
[1]五相容錯永磁電機的解耦控制系統(tǒng)研究[D]. 蔡曉偉.江蘇大學 2016
[2]雙向小慣量軸向柱塞泵設(shè)計及動力學特性研究[D]. 李駿.太原科技大學 2015
[3]高轉(zhuǎn)速柱塞泵動態(tài)特性研究[D]. 張振壽.浙江大學 2015
[4]通軸式軸向柱塞液壓電機泵內(nèi)部流場仿真及運動動力學分析[D]. 遲冰.燕山大學 2012
[5]軸向柱塞液壓電機泵流場數(shù)值模擬、效率分析與實驗測試[D]. 劉金慧.燕山大學 2011
[6]新型電機融合泵驅(qū)動的泵控缸伺服控制策略研究[D]. 張永順.燕山大學 2011
[7]液壓電機葉片泵的電磁場及溫度場的數(shù)值解析[D]. 許丹丹.蘭州理工大學 2009



本文編號：3060784