一種用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半物理仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代主流商用航空發(fā)動機(jī)和大部分軍用航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)均采用FADEC系統(tǒng)，即通過電子控制器在飛機(jī)全包線內(nèi)全權(quán)限地完成發(fā)動機(jī)本體的控制功能和與飛機(jī)協(xié)同工作的任務(wù)。發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)要求具有高可靠性和高安全性，其主要由電子控制器、發(fā)動機(jī)監(jiān)視裝置、燃油部件、作動部件、FADEC交流發(fā)電機(jī)、傳感器以及電纜等組成。半物理仿真試驗系統(tǒng)對控制系統(tǒng)各組件的魯棒性、容錯性、符合性進(jìn)行迭代測試，直至滿足相關(guān)的所有要求。功能完善的半物理仿真試驗系統(tǒng)能大幅降低發(fā)動機(jī)地面試車、高空試車、飛行試驗等的工作量，顯著地縮短發(fā)動機(jī)整機(jī)的研發(fā)周期。
[0003]半物理試驗器以民用渦扇發(fā)動機(jī)為研究對象，用于發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能的試驗，研究和分析發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的靜態(tài)性能和動態(tài)性能，研究和分析發(fā)動機(jī)在全包線范圍內(nèi)工作時控制系統(tǒng)的適應(yīng)性和匹配性。因此半物理試驗器的主要實現(xiàn)以下的功能需求:a)燃油控制系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性試驗；b)發(fā)動機(jī)起動、加減速的供油特性試驗；c)可變幾何控制機(jī)構(gòu)的控制特性試驗；d)模擬在燃油控制系統(tǒng)自身發(fā)生故障的情況下，系統(tǒng)的故障處理試驗；e)模擬在發(fā)動機(jī)發(fā)生故障的情況下，燃油控制系統(tǒng)的故障處理試驗。根據(jù)半物理仿真試驗功能的需求特點，其中a)、b)、c)、d)功能均通過一套電機(jī)傳動系統(tǒng)模擬的航空發(fā)動機(jī)的高速、低速轉(zhuǎn)動軸來實現(xiàn)。
[0004]目前的航空發(fā)動機(jī)半物理仿真試驗臺，其電機(jī)傳動系統(tǒng)整體架構(gòu)采用常規(guī)集中式的機(jī)械聯(lián)接，保證不同被測對象同步性，被測對象(或被測負(fù)載)通常包括高壓燃油栗、EEC發(fā)電機(jī)、發(fā)動機(jī)高壓轉(zhuǎn)速測量音輪等，被測對象采用同一個電機(jī)驅(qū)動，具體實現(xiàn)電機(jī)和被測對象的連接方式一般為:電機(jī)通過輸出連接軸或增速齒輪箱后驅(qū)動高壓燃油栗，電機(jī)通過增速齒輪箱再驅(qū)動EEC發(fā)電機(jī)，同時在輸出軸或者齒輪箱的某個位置安裝上發(fā)動機(jī)高壓轉(zhuǎn)速測量音輪；電機(jī)由控制器實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制，而控制器接收到的信號則是驅(qū)動被測對象的公用信號。
[0005]現(xiàn)有的集中式實現(xiàn)的傳統(tǒng)半物理仿真電機(jī)傳動系統(tǒng)由于采用機(jī)械連接實現(xiàn)不同被控對象的驅(qū)動，保證了系統(tǒng)的實時性，但是由于采用變速齒輪箱建設(shè)成本高、聯(lián)合調(diào)試程序復(fù)雜、齒輪箱也需配套冷卻及滑油系統(tǒng)，陳本普遍較高；另外，出現(xiàn)故障時候由于不同被測對象的耦合嚴(yán)密，導(dǎo)致排故過程通常不能準(zhǔn)確定位故障，通常排故過程的效率低并且時間大量浪費。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供一種用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)多個電機(jī)驅(qū)動被檢測裝置運(yùn)行。
[0007]—種用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)，其特征在于，包括:仿真監(jiān)控子系統(tǒng)，包括:仿真裝置；電機(jī)子系統(tǒng)，包括:用于驅(qū)動被檢測裝置的至少兩個電機(jī)、與所述電機(jī)對應(yīng)設(shè)置的電機(jī)控制器；通訊子系統(tǒng)，包括:至少一個現(xiàn)場通訊模塊；其中，所述電機(jī)控制器與相對應(yīng)的電機(jī)電連接；所述仿真裝置與所述現(xiàn)場通訊模塊連接，所述現(xiàn)場通訊模塊與所述電機(jī)控制器電連接，所述仿真裝置通過所述現(xiàn)場通訊模塊向所述電機(jī)控制器發(fā)送控制指令。
[0008]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，所述仿真裝置通過分布式總線與所述現(xiàn)場通訊模塊連接；所述電機(jī)與所述被檢測裝置為一一對應(yīng)設(shè)置，驅(qū)動所述被檢測裝置同步運(yùn)行。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，所述仿真監(jiān)控子系統(tǒng)還包括:監(jiān)控裝置；所述監(jiān)控裝置通過所述分布式總線與所述現(xiàn)場通訊模塊連接；其中，所述監(jiān)控裝置對所述電機(jī)控制器的參數(shù)進(jìn)行配置、并顯示所述現(xiàn)場通訊模塊發(fā)送的現(xiàn)場運(yùn)行參數(shù)信息。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，所述被檢測裝置包括:燃油栗和EEC發(fā)電機(jī)；其中，所述燃油栗與EEC發(fā)電機(jī)的主軸分別通過聯(lián)軸器與對應(yīng)的所述電機(jī)的輸出軸連接，在所述燃油栗和EEC發(fā)電機(jī)的主軸上都設(shè)置所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速編碼器，所述轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速編碼器與所述現(xiàn)場通訊模塊電連接。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，還包括:燃油控制測量及伺服作動裝置；其中，所述燃油栗通過油路與所述燃油控制測量及伺服作動裝置連接，設(shè)置在所述燃油控制測量及伺服作動裝置中的第一測量模塊與所述現(xiàn)場通訊模塊電連接。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，燃油減壓散熱及控制輔助裝置；所述燃油減壓散熱及控制輔助裝置通過油路分別與所述燃油栗、所述燃油控制測量及伺服作動裝置連接，設(shè)置在所述燃油減壓散熱及控制輔助裝置中的第二測量模塊與所述現(xiàn)場通訊模塊電連接。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，還包括:可調(diào)交流電子負(fù)載裝置；所述可調(diào)交流電子負(fù)載裝置分別與所述EEC發(fā)電機(jī)、所述現(xiàn)場通訊模塊電連接；其中，所述可調(diào)交流電子負(fù)載裝置接收從所述EEC發(fā)電機(jī)輸出的交流電，并將所述交流電的參數(shù)信息發(fā)送給所述現(xiàn)場通訊模塊。
[0014]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，所述被檢測裝置包括:音輪；所述電機(jī)的輸出軸與所述音輪的主軸連接，帶動所述音輪轉(zhuǎn)動；在所述音輪的主軸上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器與所述現(xiàn)場通訊模塊電連接。
[0015]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，還包括:用于提供冷卻所述電機(jī)的水介質(zhì)的冷卻水溫度控制裝置；其中，所述冷卻水溫度控制裝置通過水管與所述電機(jī)連接，設(shè)置在所述冷卻水溫度控制裝置中的檢測裝置與所述現(xiàn)場通訊模塊電連接。
[0016]根據(jù)本實用新型的一個實施例，進(jìn)一步的，所述電機(jī)子系統(tǒng)還包括:電機(jī)速度傳感器；其中，在所述電機(jī)的主軸上安裝有所述電機(jī)速度傳感器，所述電機(jī)速度傳感器與所述電機(jī)控制器電連接。
[0017]本實用新型的用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)多個電機(jī)驅(qū)動被檢測裝置運(yùn)行，并采用分布式同步總線技術(shù)實現(xiàn)電機(jī)的同步驅(qū)動，使電機(jī)驅(qū)動不同的被測對象負(fù)載保持同步運(yùn)彳丁，并能完成狀態(tài)監(jiān)控功能，提尚調(diào)試、排故障的效率。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為根據(jù)本實用新型的用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；
[0020]圖2為根據(jù)本實用新型的用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)的另一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面參照附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說明本實用新型的示例性實施例。下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合各個圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。
[0022]文中的“左”、“右”、“上”、“下”等與附圖本身的左、右、上、下等方向一致，“第一”、
“第二”為描述上相區(qū)別，并沒有其它特殊的含義。
[0023]如圖1所示，本實用新型提供一種用于航空發(fā)動機(jī)半物理仿真的電機(jī)傳動系統(tǒng)，仿真監(jiān)控子系統(tǒng)包括:仿真裝置01、監(jiān)控裝置02。電機(jī)子系統(tǒng)包括:用于驅(qū)動被檢測裝置的電機(jī)07、08，與電機(jī)對應(yīng)設(shè)置的電機(jī)控制器05、06。通訊子系統(tǒng)包括現(xiàn)場通訊模塊03、04。仿真裝置01和監(jiān)控裝置02可以實現(xiàn)為PC、服務(wù)器、工作站等。
[0024]電機(jī)控制器05、06與相對應(yīng)的電機(jī)07、08電連接，可以根據(jù)具體的需求設(shè)置電機(jī)控制器與電機(jī)的對應(yīng)關(guān)系，例如，可以一個電機(jī)控制器對應(yīng)一個電機(jī)，也可以設(shè)置一個電機(jī)控制器控制多個電機(jī)等等。電機(jī)與被檢測裝置的設(shè)置可以為一個電機(jī)驅(qū)動一個或多