在电机控制领域,APU(辅助动力单元)的选型是一个涉及多个技术参数和应用场景的复杂过程。以下是根据搜索、统计结果中提供的信息,对APU选型的一些关键点进行的分析:
1. 控制系统设计:
APU控制系统的设计需要考虑其复杂的气动热力过程,以保证在环境条件和工作状态改变的情况下,APU能够平稳起动、稳定工作及较好地提取功率。
控制系统包括数字电子控制器、电动燃油供油装置、起动电机、滑油系统、负载引气阀、防喘控制阀、点火附件和各类传感器等。
2. 燃油供应装置:
在APU中,燃油供应装置以电动机带动油泵转动实现供油,为APU提供足够压力及流量的燃油,满足APU燃油压力的要求。其中三个电磁阀门分别控制燃油供应油路,打开时保证燃油流通,关闭时截断油路。
3. 起动过程控制:
起动过程控制是根据APU涡轮转速与时间的关系接通最大燃油阀、起动燃油阀、主燃油阀和点火器等附件实现的。起动前先进行控制系统机内自检测,然后分七个阶段完成起动过程。
4. 稳态控制:
当APU达到95%额定转速时,起动发电机励磁上电并接通电负载回路,进入发电状态,同时对APU进行引气控制和加载控制,此时可以提取电功率、气功率和机械功率。在稳态控制中,整个控制系统为APU转速大闭环、电动泵转速小闭环的双闭环控制。
5. 全权限数字电子控制(FADEC):
某型APU采用基于电动燃油泵的数字电子控制方案,燃油泵选用定量式容积泵齿轮泵,其在作为油源泵的同时又充当燃油计量及执行机构的角色,用电机直驱齿轮泵控制燃油流量,省去了常见的定压回油式燃油控制方案中的计量活门、压差活门、定压活门、回油活门等组件,使FADEC中机械液压部分达到最简系统,大大减小了FADEC总的体积和重量。
6. 控制律设计:
APU的控制律设计包括原机械液压式调节器控制律分析,以及针对APU改型机与原型机的IO差异,重新设计的全状态控制律及相关控制算法。
7. 选型考虑因素:
选择和电机类型相匹配的控制器种类,如直流有刷、直流无刷、方波还是正弦波,有霍尔、无霍尔等。
考虑电机标注的电机功率是额定功率还是最大功率。如果标注的功率是额定功率,则可以按照额定功率的2~3倍来选择匹配的电机控制器。
综上所述,APU的选型需要综合考虑控制系统设计、燃油供应装置、起动过程控制、稳态控制、FADEC系统以及控制律设计等多个方面,以确保APU能够在各种工作状态下稳定运行并满足性能要求。