(完整版)电机在现代飞机上的应用

电机在现代飞机上的应用

从广义上讲，电机是电能的变换装置，包括旋转电机和静止电机。旋转电机是根据电磁感应原理实现电能与机械能之间相互转换的一种能量转换装置；静止电机是根据电磁感应定律和磁势平衡原理实现电压变化的一种电磁装置，也称其为变压器。

电机按飞机上的应用分类有：

1、主电源发电机：包括直流发电机和交流发电机，功能是向飞机的主电源网络供电，也向相应设备用和专用的交流、直流电源转换装置（二次电源）供电。随着飞机用电量的增加，现代大，中型飞机都采用交流无刷同步发电机作为主电源，单台容量已达到135(A380)。

2、变压器: 一般属于静止式的电机。目的是转换主电源交流电压给用电设备所需。当配备了整流设备，则可组合成变压整流器，提供恰当的直流电。特殊的变压器可作为传递电信号的测量装置，又称作互感器。

3、驱动电机：提供机械动力的电机装置，也分为直流电动机和交流电动机。用于飞机的各种电动活门，通风或冷却通风用，操纵系统舵面机构动力等。

4、控制电机：包括交、直流伺服电动机，直流、异步测速发电机等。用在飞机控制、导航、航空仪表等系统设备及解算装置中，还可作为伺服控制动力或转换传递系统信号的用途。

5 、旋转变流机:将直流电变换为交流电，在以支流供电为主的飞机上,是提供交流电源的二次电源设备,为雷达,陀螺仪表及其他系统的交流设备供电。应用现代变流技术的静止变流器已经取代了这旋转变流机成为飞机上将直流电转化成交流电的重要设备。

发展到今天，没有恒速传动装置的变速恒频电源系统、无刷直流电动机、永磁电机等都已经在飞机上得到了广泛的应用。还有些详细的举例。

微特电机，全称微型特种电机，简称微电机，特殊用途的微特电机微特电机常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。在航空领域，飞机上的发动机起动,起落架收放,水平舵,方向舵,襟翼,副翼的操纵等,均是由特种电动机来完成。目前,航空交流电源系统基本都采用三级式无刷同步电机作为发电机,无刷同步电机电源品质好且易于实现大功率输出,可满足大型飞机对电源系统的要求。传统的三级式航空发动机需由专门的起动机进行起动,这样的发动机-电源系统包含两套电机,使得其体积和重量都比较大,且系统复杂,可靠性降低。起动/发电一体化电源系统利用励磁机运行在电动状态来完成发动机的起动,省去了专门的起动机,减

轻了机载重量和系统体积,对于大型飞机的发展具有重大意义。为了实现无刷励磁同步电机起动/发电的一体化,并保证其可靠性,在不增加起动绕组的基础上,利用原励磁机的励磁绕组,通入单相交流电进行励磁。单相交流电可建立起交变的磁场,在励磁机的电枢绕组上产生感应电势并为主发电机提供励磁,如果励磁足够强,主发电机就可以实现起动。为了确保飞行安全,必须对飞机上各种仪器设备进行定期检修和更换,因此迫切需要一种能精确累记各种仪器设备运行时间的计时仪器,该仪器简称为航空计时器。以往人们采用的是机械式计时器,由于它的精度不高,结构复杂,又比较重,因而研制了电子式航空计时器。它的特点是精度高,结构简单轻巧,现正在逐渐被广泛应用。而电子式航空计时器即应用了阶梯极式步进电机（属特种电机）。另外飞机应急放油阀、航空发动机数控系统、航空座椅、航空相机等也应用了特种电机。

如今随着稀土永磁材料、电力电子、微电子、微机、新型控制理论及电机理论的进步，稀土永磁电机的技术发展十分迅速，在航空领域显示出广泛的应用前景和强大的生命力。稀土永磁电机在航空上的应用具有以下特点：（1）由于稀土永磁材料的高磁能积，使得电机可明显降低重量、减小体积。（2）稀土永磁材料的优秀从而减小转子的转动惯量，降低时间常数，改善电机的动态特性。（3）电枢反应对稀土永磁体的去磁作用较小，更适合突然反转、堵转驱动等特殊性能要求。（4）做成无刷直流电动机还有使用寿命长等特点。稀土永磁材料更容易实现在气隙中建立近似于矩形波的磁场，实现方波驱动，提高电机的出力。

由于稀土永磁电机具有上述一系列优点，因而非常适合于对性能、体积重量要求特殊的航空领域；特别是稀土永磁无刷直流电机，被认为是航空领域最有发展前景的电机。在发达国家，稀土永磁电机在航空上的应用已较为广泛，国内相对滞后，到目前为止只有少量新型号飞机得到应用。稀土永磁电机在飞机上的主要应用对象为各种各样的电力作动系统。电力作动系统是以电动机为执行元件的驱动系统，广泛应用于飞机的飞控系统、环境控制系统、刹车系统、燃油和起动系统等。

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