一种集成液压变矩机构的航空电推进装置的制作方法

本发明涉及电动航空器，尤其涉及一种集成液压变矩机构的航空电推进装置。

背景技术：

1、电动航空器，尤其是垂直起降航空器(evtol)具备直升机和固定翼飞机的双重飞行特征；为满足垂直起飞和平飞巡航的要求，evtol要求推进电机能够在0-90°范围内倾转；为使整个飞行速度范围内(零至几百公里每小时)都处于高效率区间，evtol要求推进螺旋桨(涵道风扇)可变距。桨(涵道风扇)可变距；由于evtol机型众多，螺旋桨或涵道风扇的扭矩、转速差别很大，电机单元需要在各种不同的转速条件下都拥有最高的效率和最大功重比；针对不同机型的优化方法各不相同：如电机输出轴和螺旋桨轴直连，那么需要为不同机型不同的扭矩和转速需求设计不同的电机和控制器，导致推进系统的成本很难降低，如果仅仅通过调整低压控制逻辑来优化匹配，这导致电磁部分重量无法降低，虽然可以在一定程度上满足效率要求，但很难满足功重比要求。

技术实现思路

1、基于上述记载，本发明提供一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，旨在解决现有技术中电推进器功重比低成本高等技术问题。

2、一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，从上到下依次由螺旋桨法兰、齿轮箱、电机组、逆变器组、控制器低压板构成；

3、齿轮箱内部有螺旋桨齿轮和电机齿轮，电机齿轮和螺旋桨齿轮啮合连接；

4、螺旋桨法兰连接到螺旋桨齿轮；

5、控制器低压板上设置有电机控制器组，电机控制器组电连接到逆变器组，逆变器组电连接到电机组；

6、齿轮箱的下部挨着电机组连接有包含油泵和油泵控制器的集成模块，油泵的进油孔连通齿轮箱中的滑油池，滑油池靠近集成模块；

7、油泵还通过润滑油管路与螺旋桨毂连通。

8、进一步的，齿轮箱内部有两个电机齿轮；

9、电机组包含第一电机和第二电机，第一电机和第二电机分别对应连接一个电机齿轮。

10、进一步的，滑油池为包括水平部和竖直部的l型，水平部相对于齿轮箱的底部平行，竖直部相对于齿轮箱的底部垂直。

11、进一步的，逆变器组包括第一逆变器和第二逆变器；

12、第一逆变器电连接第一电机，用于将直流电转换成交流电给第一电机；

13、第二逆变器电连接第二电机，用于将直流电转换成交流电转换给第二电机。

14、进一步的，电机控制器组包括第一电机控制器、第二电机控制器和监控电路；第一电机控制器分别连接第一逆变器和第二逆变器；

15、第二电机控制器分别连接第一逆变器和第二逆变器；

16、监控电路分别连接第一电机控制器和第二电机控制器；

17、监控电路用于比较第一电机控制器和第二电机控制器的安全状态，并向第一电机控制器和第二电机控制器中安全状态级别更高的一个发送激活指令；

18、第一电机控制器用于在接收到激活指令被激活时产生驱动指令同时发送给第一逆变器和第二逆变器；

19、第二电机控制器用于在接收到激活指令被激活时产生驱动指令同时发送给第一逆变器和第二逆变器；

20、第一逆变器受驱动指令驱动以将直流电转换成交流电转换给第一电机。

21、第二逆变器受驱动指令驱动以将直流电转换成交流电转换给第二电机。

22、进一步的，电机控制器组还包括数据采集总线；

23、数据采集总线的输出端分别连接第一电机控制器、第二电机控制器和监控电路；

24、数据采集总线用于收集电机组和逆变器组的运行状态数据并传输给监控电路、第一电机控制器和第二电机控制器；

25、监控电路结合运行状态数据判断第一电机控制器和第二电机控制器的安全状态；

26、第一电机控制器用于在接收到激活指令被激活时，基于运行状态数据产生驱动指令；

27、第二电机控制器用于在接收到激活指令被激活时，基于运行状态数据产生驱动指令。

28、进一步的，运行状态数据包括第一电机和第二电机的电机位置检测数据、电机温度检测数据、电机三相电压检测数据和电机三相电流检测数据。

29、进一步的，控制器低压板上还设有航空连接器；

30、航空连接器分别连接第一电机控制器和第二电机控制器，并与外部的飞行控制系统通讯总线连接，用于获取来自飞行控制系统的控制指令；

31、第一电机控制器用于在接收到激活指令被激活时，基于运行状态数据和控制指令产生驱动指令；

32、第二电机控制器用于在接收到激活指令被激活时，基于运行状态数据和控制指令产生驱动指令。

33、进一步的，逆变器组的壳体上还设有高压连接器；

34、高压连接器与外部的电池箱连接，用于为第一逆变器和第二逆变器提供直流电；

35、运行状态数据还包括高压连接器的输出端的电压检测数据。

36、进一步的，第一逆变器和第二逆变器均包括：电连接的驱动电路和高压逆变电路；

37、驱动电路用于在获取到驱动指令时驱动高压逆变电路运行，高压逆变电路用于将电池箱提供的直流电转换成交流电；

38、运行状态数据还包括驱动电路的温度检测数据。

39、本发明的有益技术效果在于：通过齿轮箱中将驱动电机的齿轮和螺旋桨齿轮啮合连接，通过齿轮传递动力，相比于电机直接连接螺旋桨，不需要为不同机型不同的扭矩和转速需求设计不同的电机和控制器，极大的减少了成本问题。另外，结合在齿轮箱底部集成油泵和油泵控制器，在几乎不付出额外重量和成本的条件下，完成0-90度可倾转和螺旋桨变距功能。

技术特征：

1.一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，从上到下依次由螺旋桨法兰、齿轮箱、电机组、逆变器组、控制器低压板构成；

2.如权利要求1所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述齿轮箱内部有两个所述电机齿轮；

3.如权利要求1所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述滑油池为包括水平部和竖直部的l型，所述水平部相对于所述齿轮箱的底部平行，所述竖直部相对于齿轮箱的底部垂直。

4.如权利要求2所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，逆变器组包括第一逆变器和第二逆变器；

5.如权利要求4所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，电机控制器组包括第一电机控制器、第二电机控制器和监控电路；所述第一电机控制器分别连接所述第一逆变器和所述第二逆变器；

6.如权利要求5所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述电机控制器组还包括数据采集总线；

7.如权利要求6所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述运行状态数据包括所述第一电机和所述第二电机的电机位置检测数据、电机温度检测数据、电机三相电压检测数据和电机三相电流检测数据。

8.如权利要求6所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述控制器低压板上还设有航空连接器；

9.如权利要求6所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述逆变器组的壳体上还设有高压连接器；

10.如权利要求9所述的一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，其特征在于，所述第一逆变器和所述第二逆变器均包括：电连接的驱动电路和高压逆变电路；

技术总结本发明提供一种集成液压变矩机构的航空电推进装置，从上到下依次由螺旋桨法兰、齿轮箱、电机组、逆变器组、控制器低压板构成；齿轮箱的下部挨着电机组连接有包含油泵和油泵控制器的集成模块，油泵的进油孔连通齿轮箱中的滑油池，滑油池挨着齿轮箱的底部；油泵还通过润滑油管路与螺旋桨毂连通。通过齿轮箱中将驱动电机的齿轮和螺旋桨齿轮啮合连接，通过齿轮传递动力，结合在齿轮箱底部集成油泵和油泵控制器，在几乎不付出额外重量和成本的条件下，完成0‑90度可倾转和螺旋桨变距功能。技术研发人员：黄敬敏受保护的技术使用者：天翎科航空科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26