介绍了一种用于 Embraer 190/195 运输类飞机的新型 DC-Link VSCF AC-DC-AC 电力系统转换器。所提出的转换器可以取代现有的基于 CSCF IDG 的传统系统。几架当代生产飞机已经将 VSCF 作为主要或备用电源。过去,较旧的 VSCF 系统存在问题;然而,开关电源电子和数字控制器已经成熟,我们认为现在可以安全地集成并取代现有的为 CSCF AC 发电机供电的恒速液压传动装置。使用 IGBT 功率晶体管进行中等水平的功率转换和相对快速有效的切换。利用 VSCF 进行电力发电、转换、分配、保护和负载管理可提供传统 CSCF IDG 系统所不具备的灵活性、冗余性和可靠性。针对 E190/195 提出的 DC-Link VSCF 系统利用 12 脉冲整流器、降压转换器和 3-w 12 步逆变器(带 DY、YY 和 YD 3-w 变压器)提供多个级别的 3-w 交流和直流电源,即 330/270/28 VDC 和 200/115/26 VAC。使用三个参考交流相位信号和高达 100 kHz 三角载波的传统双极双边载波脉宽调制可用于消除所有偶数和许多奇数超谐波。无源低通滤波器用于消除高次谐波。RL 交流负载与同步和感应交流电机连接时处于活动状态,还包括无源交流负载。总功率因数超过 85%。电压和电流的总谐波失真低于 5%,因此满足 MIL-STD-704F 和 IEEE Std. 519 电能质量标准,同时避免了有源滤波器的需要。使用连续周期调谐方法设计和调谐了几个用于调节同步发电机直流励磁和逆变器组的 PI 和 PID 控制器,以提供所需的性能和反馈回路的稳定性。Mathworks 的 Simulink TM 软件用于电气元件和电路的仿真。模拟了飞机运行的几个关键场景,例如复飞,以评估 VSCF 系统的瞬态行为。
提出了一种用于 Embraer 190/195 运输类飞机的新型 DC-Link VSCF AC-DC-AC 电力系统转换器。所提出的转换器可以取代现有的基于 CSCF IDG 的传统系统。几架当代生产的飞机已经将 VSCF 作为主要或备用电源。过去旧的 VSCF 系统存在问题;然而,开关电源电子和数字控制器已经成熟,我们认为现在可以安全地集成并取代现有的为 CSCF AC 发电机供电的恒速液压传动装置。使用 IGBT 功率晶体管进行中等水平的功率转换和相对快速有效的切换。利用 VSCF 进行电力生成、转换、分配、保护和负载管理提供了传统 CSCF IDG 系统所不具备的灵活性、冗余性和可靠性。针对 E190/195 提出的 DC-Link VSCF 系统利用 12 脉冲整流器、降压转换器和 3-w 12 步逆变器(带 D-Y、Y-Y 和 Y-D 3-w 变压器)提供多个级别的 3-w 交流和直流电源,即 330/270/28 VDC 和 200/115/26 VAC。使用三个参考交流相位信号和高达 100 kHz 三角载波的传统双极双边载波脉宽调制可用于消除所有偶数和许多奇数超谐波。无源低通滤波器用于消除高次谐波。RL 交流负载与同步和感应交流电机相关,并且还包括无源交流负载。总功率因数超过 85%。电压和电流的总谐波失真低于 5%,从而满足 MIL-STD-704F 和 IEEE Std.519 电能质量标准,同时避免了有源滤波器的需要。使用连续周期调谐方法设计和调谐了几个调节同步发电机直流励磁和逆变器组的 PI 和 PID 控制器,以提供反馈回路所需的性能和稳定性。Mathworks 的 Simulink TM 软件用于电气元件和电路的仿真。模拟了飞机运行的几个关键场景,例如复飞,以评估 VSCF 系统的瞬态行为。
是 6 叶 Dowty Rotol 后掠形螺旋桨。单个控制杆控制每个螺旋桨/发动机组合。尾部将安装辅助动力装置 (APU)。该飞机可容纳两名飞行员、一名观察员、两名乘务员、行李架、卫生间,并可安装厨房。有一个前后储物舱和一个后货舱。飞机的最大运行高度为 31,000 英尺。萨博 2000 具有全液压电子控制方向舵,并将具有全液压电子控制升降舵作为后续设计修改。动力升降舵控制系统 (PECS) 提供左右升降舵表面的控制和动力驱动。PECS 还提供飞机稳定性增强和配平功能。拟议的升降舵系统在许多方面与方向舵设计相似,由模拟和数字电路混合组成,没有机械备份。控制柱与线性可变差动传感器 (LVDT)、操纵杆阻尼器、自动驾驶伺服器、带断开装置的线性弹簧相连,并与电子断开装置互连。与控制柱相连的位置传感器 (LVDT) 向两个电动升降控制装置 (PECU) 提供信号。每个 PECU 通过两个独立的伺服执行器通道 (SAC) 控制两个升降舵伺服执行器 (ESA)。每个 SAC 细分为一个主控制通道和一个监控通道。四个 ESA 中的两个由一个 PECU 控制,用于定位一个升降舵侧。ESA 有两种操作模式,主动和阻尼。当 PECU 的模式控制电流和液压可用时,将产生主动模式。一个主动伺服执行器足以操作升降舵表面。升降舵伺服执行器阀门和执行器柱塞位置反馈由位置传感器 (LVDT) 提供。PECU 通过配平继电器和两个数字空气数据计算机连接到一台飞行控制计算机。飞行控制计算机还向自动驾驶伺服器提供信号。操纵杆到升降舵的传动装置是指示空速 (IAS) 的功能。配平和稳定性增强基于 IAS、垂直加速度和襟翼位置。操纵杆、配平和升降舵的位置和状态信息被传送到发动机
中央航空发动机工程研究所(CIAM)成立于1930年。自该研究所成立以来,动力学、强度和可靠性领域的研究一直是该研究所最重要的活动领域之一。该方向的创始人是杰出的科学家I.Sh.诺伊曼,R.S.基纳索什维利 (Kinasoshvili),S.V.索伦森,I.A.Birger,V.M.阿基莫夫。报告简要回顾了 CIAM 实力和可靠性科学学院发展的主要阶段。考虑了CIAM强度与可靠性科学学院的工作特点:根据实际需要确定问题的制定;寻找解决问题的通用方法并开发解决问题的工程方法;计算、测试和物理研究的独特结合,必要时使用多学科方法;总结经验并形成规范性技术文件;开展工作以确保发动机在其生命周期各个阶段的强度和可靠性;与航空和混合行业的企业团队以及科学组织密切互动。要简单地列出 CIAM 团队的所有主要成就是不可能的。90 年来,在苏联和俄罗斯,没有一台飞机发动机 CIAM 在确保强度和可靠性方面没有做出重大贡献。对于确保各种用途的火箭发动机、直升机传动装置和燃气轮机装置的强度和可靠性也做出了重大贡献。报告简要审视了研究所科学家对多个领域发展的贡献,包括: – 材料结构强度的研究; – 应力-应变状态、动力学和强度的计算; – 开发动力学和强度实验研究的设备和方法; – 确认发动机及其主要(对于破坏后果至关重要)部件的使用寿命; – 数学模型的开发、可靠性的工程和可行性研究; – 技术状况诊断。CIAM 员工就强度和可靠性问题对超过 25 篇博士论文和 90 多篇博士论文进行了答辩。研究所多名员工荣获荣誉称号和奖项。CIAM科学学院对国内各发动机设计局、众多研究所、大学和专业企业处理强度和可靠性问题的团队的组建具有决定性的影响。事实上,这些团队也是 CIAM 创建的科学学院的一部分。研究所编写的数十种专着、参考书、教科书、规范性技术文件(航空规则、强度标准、GOST、设计人员手册等)构成了一个内容丰富的库,已成为经典,并出现在工程师、研究人员、研究生和机械工程各个分支的学生的桌面上。在航空技术发展的现阶段,主要关注的是以下方面的发展: – 结构(在预期运行条件下的结构中实施)强度、变形模型、强度标准和结构的特殊鉴定和研究方法有前途的材料(包括各种复合材料、金属间化合物、使用增材技术获得的材料)的耐久性模型,考虑到运行过程中的破坏因素;