專(zhuān)利名稱(chēng)：用于機(jī)電致動(dòng)器的最低溫度的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機(jī)電致動(dòng)器的控制的領(lǐng)域，所述控制確保所包含滑潤(rùn)劑的粘性不 會(huì)由于非常低的溫度而變得太高。
背景技術(shù)：
采用機(jī)電致動(dòng)器來(lái)活動(dòng)或移動(dòng)飛機(jī)中的任何數(shù)量的部件。例如，襟翼諸如穩(wěn)定器、 升降舵、方向舵等都是通過(guò)機(jī)電致動(dòng)器來(lái)實(shí)施精確的位置定位的。機(jī)電致動(dòng)器通常包括驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)定位元件，進(jìn)而移動(dòng)飛機(jī)部件的位置。機(jī)電致動(dòng)器內(nèi)通常包括有潤(rùn)滑 劑來(lái)確保致動(dòng)器的平穩(wěn)的運(yùn)行或操作。特別是在飛機(jī)中使用機(jī)電致動(dòng)器的一個(gè)挑戰(zhàn)是這些機(jī)電致動(dòng)器被暴露于極其低 的溫度下。此外，在飛行的遠(yuǎn)程巡航階段，可能很少使用致動(dòng)器，使得致動(dòng)器接近所述的非 常低的溫度。在所述的非常低的溫度下，致動(dòng)器潤(rùn)滑劑的粘性或粘度變高，導(dǎo)致摩擦損失增加 和潛在的性能下降。當(dāng)前，這些機(jī)電致動(dòng)器在這種長(zhǎng)期不使用期間被定期地進(jìn)行活動(dòng)或移動(dòng)來(lái)解決這
一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
一種意圖用于在非常低溫度情況下使用的系統(tǒng)具有機(jī)電致動(dòng)器，所述機(jī)電致動(dòng)器 帶有用于電動(dòng)馬達(dá)的控制裝置或控制器。所述控制裝置接收指示所述機(jī)電致動(dòng)器所處或經(jīng) 歷的溫度的溫度信號(hào)。所述控制裝置可運(yùn)行或操作而產(chǎn)生發(fā)送到電動(dòng)馬達(dá)的電流信號(hào)，所 述電動(dòng)馬達(dá)就會(huì)產(chǎn)生熱而不會(huì)出現(xiàn)顯著的扭矩或轉(zhuǎn)矩。還公開(kāi)了一種操作或運(yùn)行機(jī)電致動(dòng)器的方法。從下面的說(shuō)明書(shū)和附圖能夠最清楚地理解本發(fā)明的這些和其他特征，下面是附圖 的簡(jiǎn)要說(shuō)明。


圖1示意性地示出了一種控制一架飛機(jī)的部件的操作系統(tǒng)； 圖2是一種用于解決低溫的系統(tǒng)的第一示意圖；以及
圖3是一個(gè)可替代的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出了一架飛機(jī)20的部件的工作過(guò)程，所述飛機(jī)具有被活動(dòng)或移動(dòng) 的部件22或其它部件，所述部件22可為任何類(lèi)型的襟翼。機(jī)電致動(dòng)器24驅(qū)動(dòng)定位元件26 以移動(dòng)所述定位元件26。如所示出的，所述機(jī)電致動(dòng)器可包括電動(dòng)馬達(dá)23，連同移動(dòng)所述 定位元件26的轉(zhuǎn)動(dòng)-線性齒輪傳動(dòng)裝置21。如所公知的，在機(jī)電致動(dòng)器的殼體27中有潤(rùn)滑劑。用于機(jī)電致動(dòng)器的控制裝置或控制器28控制所述馬達(dá)的運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述部件22 的精確定位。如在圖2中示出的，溫度反饋信號(hào)30提供到溫度模塊32。如果在所述溫度模塊 32所看到的溫度低于閾值溫度，則溫度模塊32轉(zhuǎn)到“開(kāi)”，將損耗電流I 發(fā)送到所述控制 裝置，所述控制裝置將電流信號(hào)發(fā)送到扭矩(或轉(zhuǎn)矩)/電流調(diào)整器36。所述扭矩/電流調(diào) 整器將電流信號(hào)反饋到加法模塊39，連同最大的電流信號(hào)，所述加法模塊提供極限值返回 到模塊34。此外，角度信號(hào)被從機(jī)電致動(dòng)器24發(fā)送到所述扭矩/電流調(diào)整器，如它是測(cè)量 的電流信號(hào)。位置調(diào)整器38向所述扭矩/電流調(diào)整器發(fā)送信號(hào)，所述位置調(diào)整器38提取目標(biāo) 位置信號(hào)X*和實(shí)際位置信號(hào)X，并確定應(yīng)當(dāng)作為信號(hào)所發(fā)送給所述扭矩/電流調(diào)整器36的 指令扭矩或轉(zhuǎn)矩T/?；谒噶畹呐ぞ亍ⅠR達(dá)電流i和馬達(dá)位置θ，所述扭矩/電流調(diào) 整器36對(duì)轉(zhuǎn)換器37產(chǎn)生所指令的電壓/。另外，如前所述，所述扭矩/電流調(diào)整器能夠加 入無(wú)扭矩產(chǎn)生的電流。轉(zhuǎn)換器37提供驅(qū)動(dòng)所述機(jī)電致動(dòng)器24的電能以定位所述部件22。 即，所述扭矩_電流調(diào)整器36可運(yùn)行而總體上控制電動(dòng)馬達(dá)，并且按照所期望的定位所述 電動(dòng)馬達(dá)，但是也可運(yùn)行來(lái)識(shí)別(或確認(rèn))和/或產(chǎn)生待傳送至所述轉(zhuǎn)換器37的信號(hào)，所述 信號(hào)將在所述電動(dòng)馬達(dá)23處提供無(wú)扭矩負(fù)載。值得注意地，部件或模塊38、32、34、36、37和39都是控制裝置28的其中一部分， 如圖1所示。但是，當(dāng)模塊32為“開(kāi)”時(shí)，則發(fā)送信號(hào)，從而期望附加的無(wú)扭矩輸出來(lái)加熱馬達(dá)， 并且隨后加熱致動(dòng)器。存在有許多種能夠?qū)ⅰ盁o(wú)扭矩”電流發(fā)送到轉(zhuǎn)換器32以產(chǎn)生熱的 方式。電流的大小、頻率和形式取決于電能質(zhì)量、EMI需求、可允許的馬達(dá)磁通調(diào)制(flux modulation)和所產(chǎn)生的電能損失的期望水平。一種簡(jiǎn)單的控制方式就是使用滯后溫度控制裝置或控制器(模塊32)發(fā)送電流到 馬達(dá)以保持最低致動(dòng)器溫度，如圖2所示。當(dāng)致動(dòng)器溫度低于閾值Tis(例如，0攝氏度)時(shí)， 加熱電流被加到所述致動(dòng)器。當(dāng)所述致動(dòng)器溫度提高到高于指定的閾值(Ts，例如5攝氏 度)時(shí)，不施加加熱電流。一種提供無(wú)扭矩電流的簡(jiǎn)單的方法是提供處于非常高的頻率的信號(hào)，并高于馬達(dá) 能產(chǎn)生扭矩的頻率。另一種可特別適用于使用永磁體馬達(dá)的方法是采用永磁體提供具有相位(in phase)的電能信號(hào)。以這種方式，將簡(jiǎn)單地增大或減小磁體的強(qiáng)度，而不是產(chǎn)生任何扭矩。另一種可特別適用于使用開(kāi)關(guān)磁阻馬達(dá)的方法是通過(guò)該機(jī)器的一個(gè)或多個(gè)相位 提供波動(dòng)的電流，使得軸上的凈磁阻扭矩為零或接近零。圖3示出了另一實(shí)施例，其中可存在基于溫度誤差的反饋。作為示例，這里扭矩電 流調(diào)整器接收來(lái)自加法模塊50的信號(hào)，所述加法模塊50獲取T·、和Ti帛，如果差值小于 零，則通過(guò)模塊54提供信號(hào)。所述信號(hào)進(jìn)入調(diào)整器，例如比例積分(PI)控制裝置或控制器 56，隨后進(jìn)入查詢(xún)表58，所述查詢(xún)表58確定待發(fā)送到所述扭矩/電流調(diào)整器60的信號(hào)的頻 率和大小。電路的其余部分的運(yùn)行大致與圖2的電路相同?？偠灾?，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)電致動(dòng)器的溫度低于閾值溫度，則產(chǎn)生信號(hào)并將所述信號(hào) 發(fā)送到所述機(jī)電致動(dòng)器中的馬達(dá)以產(chǎn)生熱，而不產(chǎn)生顯著的扭矩。應(yīng)該理解的是，術(shù)語(yǔ)“無(wú)扭矩”或“沒(méi)有顯著的扭矩”是某種功能上的陳述，而不是絕對(duì)的陳述?？赡艿氖?，產(chǎn)生某種 有限的扭矩，但是，部件22沒(méi)有任何顯著的活動(dòng)或移動(dòng)。采用兩種實(shí)施例，所述控制能夠重復(fù)并繼續(xù)進(jìn)行直到溫度再次提高到高于閾值(T
低T最小*)。盡管已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到某些改進(jìn)將 落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為此，應(yīng)當(dāng)研究下面的權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定本發(fā)明的真實(shí)范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種意圖用于在非常低溫度情況下使用的機(jī)電致動(dòng)器，它包括用于電動(dòng)馬達(dá)的控制裝置，所述電動(dòng)馬達(dá)是機(jī)電致動(dòng)器的一部分，所述控制裝置接收 指示所述機(jī)電致動(dòng)器所經(jīng)歷溫度的溫度信號(hào)，并且所述控制裝置可運(yùn)行而產(chǎn)生發(fā)送到所述 電動(dòng)馬達(dá)的電流信號(hào)，所述電動(dòng)馬達(dá)將產(chǎn)生熱而沒(méi)有顯著的扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)電致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)飛機(jī)部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流信號(hào)是高頻率信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻率信號(hào)高于所述電動(dòng)馬達(dá)能夠 產(chǎn)生顯著的扭矩的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)馬達(dá)為永磁體馬達(dá)，以及所述 信號(hào)選擇成具有相位，使得所述電動(dòng)馬達(dá)將不產(chǎn)生顯著的扭矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)馬達(dá)為開(kāi)關(guān)磁阻馬達(dá)，以及所 述信號(hào)選擇成具有相位，使得所述電動(dòng)馬達(dá)將不產(chǎn)生顯著的扭矩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度信號(hào)與預(yù)定的低閾值相比較， 以及如果所述溫度信號(hào)低于所述閾值，產(chǎn)生所述電流信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，采用溫度反饋和比例積分控制裝置來(lái)調(diào) 節(jié)所述信號(hào)使所述機(jī)電致動(dòng)器的所述溫度回到高于所述閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，采用查詢(xún)表結(jié)合所述比例積分控制裝置 以識(shí)別待發(fā)送到所述電動(dòng)馬達(dá)的電流信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，扭矩/電流調(diào)整器為所述控制裝置的一 部分，并接收信號(hào)，隨后發(fā)揮作用以產(chǎn)生待通過(guò)轉(zhuǎn)換器向所述電動(dòng)馬達(dá)傳送的所述電流信 號(hào)，以及所述扭矩/電流調(diào)整器和所述轉(zhuǎn)換器為用于移動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)的普通驅(qū)動(dòng)電路的 一部分。
11.一種運(yùn)行機(jī)電致動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)部件的方法，它包括a)感測(cè)機(jī)電致動(dòng)器所經(jīng)歷的溫度；b)比較所述感測(cè)的溫度與低閾值溫度；以及c)如果所述感測(cè)的溫度低于所述閾值，則產(chǎn)生電流信號(hào)并發(fā)送所述電流信號(hào)至電動(dòng)馬 達(dá)以產(chǎn)生熱而沒(méi)有顯著的扭矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電流信號(hào)是高頻率正弦信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述高頻率信號(hào)高于所述電動(dòng)馬達(dá)能 夠產(chǎn)生顯著的扭矩的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電動(dòng)馬達(dá)為永磁體馬達(dá)，以及所 述信號(hào)具有相位，使得所述電動(dòng)馬達(dá)不產(chǎn)生顯著的扭矩。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述電動(dòng)馬達(dá)為開(kāi)關(guān)磁阻馬達(dá)，以及 所述信號(hào)具有相位，使得所述電動(dòng)馬達(dá)不產(chǎn)生顯著的扭矩。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，采用溫度反饋來(lái)調(diào)節(jié)所述信號(hào)以使所 述致動(dòng)器所經(jīng)歷的所述溫度回到高于所述閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，采用查詢(xún)表結(jié)合比例積分控制裝置以 識(shí)別所述電流信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于機(jī)電致動(dòng)器的最低溫度的控制，具體地，提出一種意圖用于在非常低溫度情況下使用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有機(jī)電致動(dòng)器，該機(jī)電致動(dòng)器帶有用于電動(dòng)馬達(dá)的控制裝置。該控制裝置接收指示機(jī)電致動(dòng)器所經(jīng)歷溫度的溫度信號(hào)。該控制裝置可運(yùn)行以產(chǎn)生發(fā)送到電動(dòng)馬達(dá)的電流信號(hào)，電動(dòng)馬達(dá)就會(huì)產(chǎn)生熱而沒(méi)有顯著的扭矩產(chǎn)生。還涉及一種操作該機(jī)電致動(dòng)器的方法。
文檔編號(hào)G05D23/30GK102147628SQ20111000551
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者M·C·哈克 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司