[发明专利]用于多相机电致动器的具有两个串联逆变器的电源

说明书

本发明涉及用于多相机电致动器的具有两个串联逆变器的电源。 

发明背景 

为了对具有包括形成相位的绕组的多相电动机的机电致动器供电，已知的是使用包括串联的两个逆变器的电源。每一个逆变器具有电压源，其端子连接至与用于对该机械供电的绕组一样多的支路。每一条支路包括串联的上游受控开关和下游受控开关。每一个绕组具有连接至逆变器之一的支路之一上位于所述支路的受控开关之间的点的第一端、以及连接至另一个逆变器的支路之一上同样位于所述支路的受控开关之间的点的第二端。 

如果逆变器之一的支路之一中的受控开关之一发生故障，从而保持永久地断开或闭合，则已知的是闭合有问题的逆变器的某些开关并断开其其他开关，以便在连接至所述逆变器的绕组的各端部之间创建公共点，该公共点连接至电压源的端子之一。由于两个电压源连接至截然不同的接地，因此从另一个逆变器的观点来看公共点是中性的，且因此变得能够从该另一个逆变器单独地控制该机械，从而继续确保旋转机械以基本上恒定的扭矩工作。 

这样的架构由此能够抵挡受控开关之一的故障。然而，这样的架构并未使得能够在绕组之一的端部与相应支路断开连接的情况下继续正确地操作旋转机械。例如，在其绕组之一断开连接的三相旋转机械上，仍有两相是可控的。如果逆变器的开关继续像绕组之一并未断开连接那样被控制，则机械将会经受有高度波动的扭矩，这在例如致动飞行器的高升力设备或致动起落架的某些应用中是十分有害的。 

如上所述，可寻求通过恰适地断开和闭合逆变器之一的开关来在两个有效相位之间创建公共点。然而，以此方式经由公共点互连的两个相位仅能通过使用总和为0的电流来控制，因此这些电流需要被相位偏移角度π，其联合空间偏移了2π/3的相位同样导致有高度波动的扭矩。 

发明目的 

本发明的目的在于以使得在开关之一产生故障的情况下以及此外在其他故障环境下能够继续可接受地操作致动器的方式改善从两个串联逆变器供电。 

发明简要概述 

为达成此目的，本发明提供了一种用于对具有电动机的机电致动器供电的具有两个串联逆变器的电源，该电动机包括形成相位的多个绕组，每一个逆变器连接至其自己的接地并具有电源，该电源具有跨其连接的与要供电的绕组一样多的支路，每一条支路包括串联的两个受控开关，受控开关之间设置有用于连接至绕组之一的一个端部的点。根据本发明，每一个逆变器包括具有两个受控开关的附加支路，这两条附加支路通过桥路互连，该桥路连接至附加支路中的每一条上位于开关之间的点。 

由此，在正常环境下，附加支路的受控开关保持断开，从而附加支路和桥路不影响致动器的操作。电源可被重新配置成以常规方式处理开关故障。 

如果绕组之一从支路之一断开连接使得相应相位不再能够受控，则可用总和并非恒为0的电流对有效相位供电，从而使得电动机以恒定扭矩转动。源自有效相位中电流的非零总和的残余电流经由桥路被汲取，从而返回到生成此类电流的逆变器。桥路和附加支路的存在由此使得致动器能以恒定扭矩工作。 

具体而言，通过使用其相位之一断开连接的三相电动机，就能够通过适当地控制开关来在两个有效相位与桥路之间创建公共点，从而使得致动器能在两相模式下以恒定扭矩工作：通过提供相位偏移π/3的电源电流，同时这些相位自身空间相位偏移等于2π/3的角度，就能获得恒定扭矩。这使得操作能以恒定扭矩继续，甚至在相位之一断开连接的情况下亦然。 

附图简述 

本发明通过以下参照附图中的各示图给出的描述可被更好地理解，附图中： 

图1是用于装配有三相电动机的致动器的具有两个串联逆变器的电源的示意图，并构成本发明的特定实施例； 

图2是类似于图1的示图，图解了其中开关之一被阻挡在闭合位置上的故障情形； 

图3是与图2等效的图示，但仅示出起作用的那些支路； 

图4是类似于图1的示图，示出了其中电动机绕组之一与支路之一断开连接的故障情形； 

图5是类似于图4的示图，示出了管理断开连接的相位的第二方式；以及

图6是与图5等效的图示，但仅示出起作用的那些支路。 

发明详细描述