未來飛機機載作動系統,如舵面操縱系統等,將使用新型功率電傳作動器(power-by-wire,PBw),主要包括電動靜液作動器(Electro-Hydrostatic Actuator,EHA) 和機電作動器(Electro-MechanicalActuator,EMA)兩種 ,是多電飛機(More Electric Aircraft,MEA)的關鍵子技術之一。
按采用電機和泵型式以及控制方式的不同,EHA可分為定排量變轉速(EHA-FPVM )、變排量定轉速(EHA-VPFM )和變排量變轉速(EHA-VPVM )3種。EHA通過液壓泵將電機的轉動傳遞到作動器輸出,這使得在作動系統的設計中可以采取更加復雜的結構,電機和泵相對于液壓缸的方位容易安排以適應一體化系統的結構尺寸要求。而EMA系統中電機、變速箱和滾珠絲杠間的連接方位是不容易改變的,這就使EHA具有比EMA優越的地方。EHA也能通過改變泵的排量使改變系統的傳動比成為可能。這就增加了作動器的剛度,減小了體積,并減少了系統的發熱量。
系統發熱的改進:
在功率電傳作動系統中,電機的發熱是一個重要的問題。與中央泵源系統相比,EHA由于采用集成化設計,散熱的實現比較困難,因此必須在系統的設計中考慮此問題,減小系統的發熱。閥控系統由于伺服閥處的壓降在工作過程中將產生大量熱量,而在EHA或EMA中,由于采用直接驅動的方式,效率遠高于閥控系統,熱量主要來源于空氣動力負載與元件的無用功,這其中最重要的就是電機的I2R損失。EHA中電機的輸出力矩與電流成比例,而電機所需輸出力矩取決于泵的排量和負載壓力。在固定負載下,可以通過匹配泵的排量和電機轉速來維持系統流量,使作動器有合適的回轉速度。因此,采用變排量泵可以在大負載(Pb高)和低速率(Q小)的情況下減小泵的排量,增大電機轉速n,保持輸出功率不變,以減小電機輸出轉矩,即使電機工作在較低的電流下,這樣就限制了電機的I2R損失。