[发明专利]用于同步伺服电动机的可变阻尼电路

说明书

本发明涉及用于同步伺服电动机的阻尼电路。

在航空领域，在用于控制飞行控制表面的系统中使用伺服电动机。这些伺服电动机通常用作致动器和阻尼器，但是也可以将它们单用作阻尼器。在阻尼器模式的操作中，伺服电动机的可移动元件通过外力而运动，从而在伺服电动机的绕组中产生电能，该能量被传到阻尼电阻器以在其中耗散掉。此种方式产生的阻尼遵循线性斜率关系，这直接取决于电阻器的电阻。

但是应该可以理解，在可移动部件突然且快速地运动时期望更大的阻尼。

这也是为什么已经设计出提供非线性阻尼关系的电路的原因。因此已知提供使用机电式继电器的阻尼电路。这些继电器会引起有关尺寸、重量和可靠性的问题。此外，它们需要受控于控制电路，而该控制电路是需要电能的。

提供使用可编程逻辑电路的阻尼电路也是已知的。然而，这些可编程逻辑电路是复杂的，并且发生故障的风险相对较大，于是让它们保证飞机工作中的严苛使用是相当昂贵的。此外，优选使用不需要电源即可工作的部件，以便即使在电源发生故障的情况下也能确保阻尼。

为了使阻尼电阻器能被选择性地连接，可能想到将齐纳二极管与阻尼电阻器串联连接。然而，尽管期望电压和电流均保持正弦波形，这些齐纳二极管会使电压波形变形。此外，齐纳二极管的导通电压由制造者设置，从而使其可用的值受限制。

本发明的一个目的是提供一种简单、便宜的阻尼装置。

为此目的，本发明提供一种阻尼电路，用于抑止具有至少一个绕组的同步伺服电动机，该阻尼电路具有至少一个主阻尼电阻器、用于串联连接主阻尼电阻器和绕组的连接装置以及至少一个额外的阻尼器单元，所述至少一个额外的阻尼器单元包括通过连接至开关控制模块的静态开关与主阻尼电阻器并联连接的至少一个额外的阻尼电阻器。根据跨该绕组的端子的电压，控制该开关。该控制电路包括与主阻尼电阻器并联的分流器和连接至该分流器的分压电桥以形成绕组电压和分流器的导通电压之间的比较器，该分流器具有连接至该开关的控制输入的输出。

因此，当分压电桥的输出电压大于或者等于上述导通电压时，该分流器导通并控制将额外的阻尼电阻器与主阻尼电阻器并联连接的开关。该分压电桥使得能够以简单方式激活要调整的额外的阻尼器线路。因此提供了一种具有至少两个阻尼斜率的阻尼器关系：即，对应于主阻尼电阻器的斜率和对应于因将主阻尼电阻器和额外的阻尼电阻器并联而产生的电阻的斜率。

通过示例的方式，该分流器是以这样一种方式布置的可调整的调节器：接收基准电压并在基准电压达到导通电压时提供反向导通。该分流器以这样一种方式连接至分压电桥：分压电桥的输出电压构成基准电压。

该电路不需要任何特别的电源，并且其仅仅使用简单且试验证明效果良好的部件，这使得它极具鲁棒性。

在阅读本发明的特定、非限制性实施例的以下描述时，本发明的其他特征和优点显现。

参见附图，在附图中：

图1是根据本发明的阻尼电阻器的示意图；

图2是图1中部分II的详细视图；

图3是一个曲线图，显示了本发明一变体中的阻尼关系，其中沿横坐标轴的是转子速度，而沿纵坐标轴向上的是阻尼。

参考附图，本发明涉及被整体标注为1的阻尼电路，该阻尼电路连接至电致动器，具体而言是连接至整体被标注为100的同步型伺服电动机。

伺服电动机100包括有永磁体(未示出)的转子和具有三个标注为110的绕组的定子。通过示例的方式，伺服电动机通过传动系统连接至飞行器的可移动飞行控制表面。当伺服电动机100被供电时，它响应飞行器的飞行员的指令来移动该可移动控制表面。当伺服电动机100没被供电时，可移动控制表面在外力(例如，气动力)的作用下运动，导致转子运动，从而在绕组110中感生出电流，使得该伺服电动机100如同发电机那样工作。该电流被传到阻尼电路，在该阻尼电路中该电流被耗散掉以抑止转子的运动。

出于此目的，阻尼电路1包括用于每个绕组110的主阻尼电阻器2和用于串联连接主阻尼电阻器2和绕组110的装置。在本例中，该连接装置仅由线路3、4构成，该线路3、4把每个主阻尼电阻器2连接到对应的绕组110和人工中枢。该连接装置可同样好地包括一开关，该开关使得绕组110能够不通过主阻尼电阻器2而被直接接地。

阻尼电路1还包括用于每个绕组的两个额外的阻尼单元，这些单元被整体标注为5并且通过标记1和2被分别标注。