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文檔簡介
ICS:
CCS:
團體標準
T/AOPAXXXX—XXXX
電動航空器電推進系統(tǒng)動力電機技術規(guī)范
TechnicalSpecificationforPropulsionMotorof
ElectricA中國AOPAircraftPropulsionSystem
(征求意見稿)
2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實施
中國航空器擁有者及駕駛員協(xié)會發(fā)布
T/AOPAXXXX-2024
電動航空器電推進系統(tǒng)動力電機技術規(guī)范
1范圍
本文件適用于電動航空器電推進系統(tǒng)動力電機,并規(guī)定了其安全性等級、安全性分析、外觀與
標識、安裝構件與結構、材料和制造以及關鍵件和限壽件等通用要求,電氣安全、機械安全、熱安
全、環(huán)境適應性等性能要求,持久性和耐久性、響應特性、輸入輸出性能等試驗驗證要求。
本文件適用的動力電機應滿足以下條件:
a)僅考慮正常和緊急條件下,可結合螺旋槳等為電動航空器的飛行提供或產(chǎn)生推力/升力;
b)該電機應用的電推進系統(tǒng)的直流母線電壓不超過1500V;
c)該電機的額定功率不超過200kW。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用
文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)
適用于本文件。
CCAR-21-R4民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定;
CCAR-23-R4正常類飛機適航規(guī)定;
CCAR-33-R2航空發(fā)動機適航規(guī)定;
FAA-2022-1548:AirworthinessCriteria:SpecialClassAirworthinessCriteriaforthe
ArcherAviationInc.ModelM001Powered-Lift;
FAA-2021-0638:AirworthinessCriteria:SpecialClassAirworthinessCriteriaforthe
JobyAero,Inc.ModelJAS4-1Powered-lift;
FAA-2020-0894:SpecialConditions:magni350andmagni650ModelEngines;Electric
EngineAirworthinessStandard中國AOPAs;
EASASCE-19Electric/HybridPropulsionSystem;
ASTMF3338-21StandardSpecificationforDesignofElectricEnginesforGeneral
AviationAircraft;
ASTMF2840-14StandardPracticeforDesignandManufactureofElectricPropulsionUnits
forLightSportAircraft;
RTCA/DO-160G機載設備環(huán)境條件和試驗程序;
GB/T755-2019旋轉電動機定額和性能(IEC60034-1:2017);
GB/T14711-2013中小型旋轉電動機通用安全要求;
GB/T12350-2022小功率電動機的安全要求;
GB/T39567-2020多旋翼無人機用無刷伺服電動機系統(tǒng)通用規(guī)范;
GB/T18488.1-2015電動汽車用驅動電機系統(tǒng)第1部分:技術條件;
GB/T18488.2-2015電動汽車用驅動電機系統(tǒng)第2部分:試驗方法;
GB/T35856-2018飛機電氣設備絕緣電阻和耐電壓試驗方法;
GB/T25123.4-2015電力牽引軌道機車車輛和公路車輛用旋轉電動機第4部分:與電子變流
器相連的永磁同步電動機(IEC60349-4:2012,MOD);
GB/T35714-2017船舶推進電動機;
GB/T1971-2021旋轉電機線端標志與旋轉方向;
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GB2894-2008安全標志及其使用導則;
HB6-73-1976飛機電機基本技術要求;
HB8412-2014民用飛機系統(tǒng)電搭接通用要求。
3術語和定義
GB/T2900.25以及下列術語和定義適用于本文件。
3.1
動力電機PropulsionMotor
將電能轉換成機械能為電動航空器提供動力的裝置,可簡稱為電機。
3.2
工作制DutyCycle
電機所承受的一系列負載狀況的說明,包括起動、加減速、空載、停機和斷能及其持續(xù)時間和
先后順序等。
3.3
額定最大持續(xù)功率RatedMaximumContinuousPower
標準海平面工況條件下,在本文件規(guī)定的運行限制內(nèi),允許的靜態(tài)或飛行中的有功功率,并且
該功率無使用時間限制。
3.4
額定起飛功率RatedTakeoffPower
也稱短時最大功率(或峰值功率),指的是標準海平面工況條件下,在本文件規(guī)定的運行限制內(nèi),
允許超出額定值的設計靜態(tài)最大有功功率,并且該功率使用時間限制為起飛過程中且不超過5分鐘。
3.5
應急額定值TemporaryRatedValue
在故障導致螺旋槳、變速器等電機驅動輸出部件出現(xiàn)功率或推力損失時,要求電機應急輸出的
用于補償功率或者推力損失的額定功率或中國AOPA者轉矩值。
3.6
最大瞬態(tài)超速MaximumTransientOverspeed
電機轉速瞬時超過最高工作轉速的最大值。在該轉速下運行時應考慮可能出現(xiàn)的最惡劣的電壓、
電流、負載條件等。
3.7
最大瞬態(tài)過轉矩MaximumTransientOvertorque
電機轉矩瞬時超過最大轉矩的最大值。在該轉矩輸出時應考慮可能出現(xiàn)的最惡劣的電壓、電流、
負載條件等。
3.8
最高額定工作溫度MaximumRatedTemperature
標準海平面工況條件下,在本文件規(guī)定的運行限制內(nèi),電機允許使用的最高工作溫度。
3.9
最高、最低持續(xù)工作溫度MaximumandMinimumContinuousTemperature
標準海平面工況條件下,在本文件規(guī)定的運行限制內(nèi),電機持續(xù)工作而不損壞的最高和最低工
作溫度。
4電機通用要求
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4.1安全性等級要求
電機的安全性等級應符合電動航空器以及電推進系統(tǒng)分配到該設備的安全性等級要求。特定電
動航空器的設計和預期用途影響電機的安全性等級,在電機設計時應計算評估其可靠性指標。
4.2安全性分析
a)應當對電機所有預期可能發(fā)生的失效狀態(tài)影響后果進行評估分析,考慮如下情況:
1)預期航空器應用及典型安裝的假設;
2)間接二次失效和潛在失效;
3)導致4.2d)中定義的危險性電推進系統(tǒng)后果的多重失效。
b)應當對可能導致危險性電推進系統(tǒng)后果的失效條件、后果及影響進行總結,并計算失效發(fā)
生的概率,表明電機的設計和結構滿足預期應用。如果電機某些特定元件的原發(fā)失效不能
進行計算,但這些元件的失效可能導致危險性電推進系統(tǒng)后果,或者危險性、災難性飛機
后果,則這些元件應當被定義為關鍵件,滿足第5.3.3規(guī)定的完整性要求,同時應當在安
全性分析中說明。
c)如果安全性分析包含維護、檢測和運行要求,則應當對這些要求進行明確。
d)電機失效不會引起危險性電推進系統(tǒng)后果。除非在安全性分析中已有說明,以下失效定義
適用于電機:
1)輕微電推進系統(tǒng)后果:如果一臺電機失效,其唯一后果是該電機部分或全部功率喪失,
這種失效應認為是輕微電推進系統(tǒng)后果;
2)重要電推進系統(tǒng)后果:嚴重程度介于輕微電推進系統(tǒng)后果和危險性電推進系統(tǒng)后果之
間的后果是重要電推進系統(tǒng)后果;
3)以下后果被認為是危險性電推進系統(tǒng)后果:
——高能碎片非包容(如電推進系統(tǒng)引起的螺旋槳脫開);
——與駕駛員指令的功率方向相反的較大的制動功率;
——不可控的火情;
——電機安裝失效,導致電機非預期脫開;
——螺旋槳、涵道風中國AOPA扇或螺旋槳、涵道風扇的某些主要部分由于電機引起松開,如適
用;
——完全無法關停電機;
——由于觸電導致機組人員、乘客或地勤人員嚴重或致命傷害。
4.3外觀與標識要求
4.3.1外觀
電機表面應無銹蝕、碰傷、劃痕、凹陷、裂紋、裂縫、生銹、絲印模糊;涂覆層不得有起皺、
龜裂或脫落;緊固件連接應牢固,轉子鎖止裝置應可靠;散熱裝置無變形或功能性損壞。
4.3.2標識
a)應當為電機設置永久性的和清晰可辨的標識,標識應當包括以下內(nèi)容:
1)制造人的名稱和地址;
2)電機的名稱、型號(按照GB/T18488.1-2015附錄A電機型號命名規(guī)則)、件號或
者型別代號;
3)電機的序列號或者制造日期;
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4)電機的主要設計參數(shù):額定電壓、額定輸出轉矩、額定輸出功率、額定轉速、額定電
流、峰值輸出轉矩、峰值輸出功率、繞組接法、工作制、絕緣等級、防護等級、重量、
冷卻方式。
b)如果使用單方向旋轉的電機,應有永久清晰的可表明旋轉方向的箭頭標識。
c)應為以下部件設置永久清晰的標識:
1)所有容易拆卸(無需手持工具)的部件;
2)可與其他電機組件互換的零件和組件。
4.3.3引出線和接線端
電機各動力線或接線端應有明顯的標識。電機各相動力線或接線端的標識應符合GB/T
1971-2021的規(guī)定;電機與電機控制器各相對應的動力線或接線端標識,應與電機各相動力線或接
線端的標識順序一致。
4.3.4危險警告
a)電機應在醒目的位置按GB2894-2008的規(guī)定設置“當心觸電”的警告標識,并在“當心
觸電”的警告標識旁邊注明必要的安全操作提示;
b)高壓、高溫、高速部件也應有明顯標識防止安全事故。
4.4安裝構件和結構要求
a)必須規(guī)定電機安裝構件和相關的電機結構的限制載荷和極限載荷;
b)該電機的安裝構件和相關的電機結構必須能承受下列載荷:
1)規(guī)定的限制載荷并且沒有永久變形;
2)規(guī)定的極限載荷并且沒有損壞,但可以出現(xiàn)永久變形;
c)電機的載流零部件應是電的良導體,并應具有抗腐蝕能力;
d)電機的非金屬功能零部件,例如冷卻用風扇等,應具有足夠的機械強度,具備抗因電起火
和抗熱老化變形能力;
e)如果零件的銹蝕可能導致電機著中國AOPA火、觸電或傷害人身,則這些零件應采用油漆、涂覆、電
鍍或其他措施以保證有足夠的防銹能力。
4.5材料和制造要求
a)電機使用的材料和零部件應當符合與預期設計條件相適應的工業(yè)規(guī)范或軍用規(guī)范,或者通
過試驗或其它手段建立的可接受的設計數(shù)據(jù);
b)電機使用的所有材料和零部件,應當考慮預期使用環(huán)境條件的影響,評估所用材料的適用
性和耐久性,防止其在預期使用環(huán)境中由于任何可能原因引起的性能降低或強度劣化;
c)必須使用特定的制造方法和工藝來保證電機結構完整性,使電機的電氣部分在預期的使用
條件下能夠保持其設計性能,此外,還需要考慮腐蝕、絕緣破損等劣化的影響。
4.6關鍵件和限壽件
4.6.1定義
制造商應確定電機中的定子、轉子、軸、軸承、非冗余安裝部件、高壓電氣部件屬于關鍵件還
是限壽件,定義如下:
a)“關鍵件”是指其原發(fā)失效可能造成危險性后果的部件,但其失效模式僅限于高循環(huán)疲勞
或過載,因此不需要經(jīng)過一定數(shù)量的飛行周期、工作時間等拆卸該部件;
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b)“限壽件”是一個關鍵部件,包括低周期疲勞、蠕變或其他失效模式的關鍵部件,因此該
部件必須在積累一定數(shù)量的飛行循環(huán)、運行時間等后被更換,以確保一個可接受的安全水
平。
4.6.2關鍵件的要求
由安全性分析識別的每個關鍵件,通過以下方式確定其完整性:
a)有確定的工藝規(guī)程,確保單個關鍵件在整個使用壽命期間的完整性;
b)有規(guī)定的制造工藝,確保關鍵件生產(chǎn)的一致性;
c)有管理流程,確保關鍵件能夠按照工藝規(guī)程滿足持續(xù)適航要求。
4.6.3限壽件的要求
由安全性分析識別的每個限壽件,應當確定其最大允許飛行循環(huán),從而建立運行限制。通過以
下方式建立每個限壽件的完整性:
a)工程計劃。通過執(zhí)行該計劃,根據(jù)經(jīng)驗證的分析、試驗或使用經(jīng)驗,充分了解或預測載荷、
材料性能、環(huán)境影響和工作條件的組合,包括對這些參數(shù)有影響的其它零部件的作用,使
每個限壽件達到批準的使用壽命時,在危險性電推進系統(tǒng)后果發(fā)生前被拆下。還應通過執(zhí)
行該計劃,始終保持符合上述要求。制造商必須進行適當?shù)膿p傷容限評估,以確定在零件
的批準壽命期內(nèi),由于材料、制造和使用引起的缺陷導致的潛在失效。必須在持續(xù)適航文
件的適航限制條款中公布限壽件明細和批準壽命;
b)制造計劃。該計劃明確了必須符合生產(chǎn)限壽件要求的具體制造過程,使限壽件具有工程計
劃要求的特性;
c)使用管理計劃。該計劃規(guī)定限壽件使用維護過程和修理限制,使限壽件保持工程計劃要求
的特性。這些過程和限制必須包含在持續(xù)適航文件中。
5電機性能要求
5.1一般要求中國AOPA
電機應空轉靈活,無異常響聲(如定轉子相互摩擦、周期性的異響、軸承受損后的異響、微小
異物卡滯在轉動部位引起的異響等)或卡滯等現(xiàn)象。
5.2電氣安全要求
5.2.1定子繞組冷態(tài)直流電阻
一定環(huán)境溫度下的電機定子繞組冷態(tài)直流電阻值必須符合電機的設計要求,同時滿足堵轉轉矩
和短路電流的要求。
5.2.2絕緣電阻
a)電機各獨立繞組對機殼以及各繞組間的絕緣電阻:
1)冷態(tài)絕緣電阻應大于20MΩ;
2)熱態(tài)絕緣電阻應按照GB/T18488.1-2015中的5.2.7.1.2公式(1)計算,若按公式
計算的絕緣電阻低于0.38MΩ時,則按0.38MΩ考核確定。
b)電機的定子繞組對溫度傳感器的絕緣電阻:
1)固定于定子繞組中的溫度傳感器(如PT100、PT1000、KTY等)對電機繞組的絕緣電阻
應大于20MΩ;
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2)溫度傳感器對定子繞組的熱態(tài)絕緣電阻應大于0.38MΩ。
5.2.3耐電壓
a)電機繞組對機殼的工頻耐電壓:
電機繞組應能耐受表1規(guī)定耐壓限值的工頻正弦耐電壓試驗,試驗持續(xù)時間為1min,應
無擊穿現(xiàn)象,漏電流限值應符合產(chǎn)品技術文件規(guī)定;
表1耐電壓限值(單位:V)
序號電機或部件試驗電壓(有效值)
1持續(xù)功率小于1kW且最高工作電壓小于100V500V+2倍最高工作電壓
的電機的電樞繞組
2持續(xù)功率不低于1kW或最高工作電壓不低于1001000V+2倍最高工作電壓,最低為1500V
V的電機的電樞繞組
3電機的勵磁磁場繞組1000V+2倍最高勵磁電壓,最低為1500V
b)電機繞組對溫度傳感器的工頻耐電壓:
若電機的溫度傳感器固定于定子繞組中,電機繞組對溫度傳感器應能承受1500V的工頻耐
電壓試驗,無擊穿現(xiàn)象,漏電流應不高于5mA;
c)電機繞組的匝間沖擊耐電壓:
1)電機繞組匝間耐壓試驗沖擊試驗電壓的峰值應滿足:
電機電樞繞組匝間絕緣沖擊試驗電壓峰值(有刷直流電機的電樞除外)應不低于1.7倍
繞組對機殼工頻耐電壓試驗值(有刷直流電機的電樞除外),并按四舍五入原則修約
到百數(shù)位(百伏)的數(shù)值;
2)電機繞組匝間耐壓試驗沖擊中國AOPA試驗電壓的波前時間可為0.2μs(μs)和1.2μ
s(μs)優(yōu)先推薦0.2μs。
5.2.4安全接地
電機中能觸及的可導電部分與外殼接地點處的電阻不應大于2.5mΩ,接地點應有明顯的接地標
識。若無特定的接地點,應在有代表性的位置設置接地標識。
5.2.5電應力
電機中能觸及的可導電部分與外殼接地點處的電阻不應大于2.5mΩ,接地點應有明顯的接地標
識。若無特定的接地點,應在有代表性的位置設置接地標識。
5.2.6電應力
電機的結構在規(guī)定的使用環(huán)境要求下,應使電氣間隙和爬電距離足夠承受電機可能產(chǎn)生的電應
力。電氣間隙與爬電距離應滿足GB/T14711-2013及后續(xù)版本的規(guī)定。
5.3機械安全要求
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5.3.1壓力載荷
確定所有靜態(tài)部件在承受較大氣體或液體壓力載荷時,可以穩(wěn)定保持1min,不會:
a)當承受以下較大的壓力作用時,出現(xiàn)超過使用限制的永久變形,或者發(fā)生可能導致危險性
電推進系統(tǒng)后果的泄漏:
1)1.1倍的最大工作壓力;
2)1.33倍的正常工作壓力;
3)大于正常工作壓力35kPa(5psi)。
b)當承受以下較大的壓力作用時,發(fā)生破裂或爆破:
1)1.15倍的最大工作壓力;
2)1.5倍的最大工作壓力;
3)大于最大可能壓力35kPa(5psi)。
c)在滿足本條要求時必須考慮:
1)零件的工作溫度;
2)除壓力載荷外的任何其他重要靜載荷;
3)代表零件材料和工藝的最低性能;
4)型號設計允許的任何不利的幾何形狀。
5.3.2機械應力
電機的機械應力分析必須表明足夠的設計裕度,以防止不可接受的運行特性和危險性電推進系
統(tǒng)后果。電機的最大應力不得超過材料的許用應力。
a)電機機殼上任何零部件的材料都應能承受正常工作狀態(tài)時可能發(fā)生的高溫和機械應力,不
會因彎曲、蠕變、變形而導致發(fā)生著火和觸電危險;
b)電機輸出軸在運行時應能承受一定的軸向及徑向載荷,并能保證其機械結構在壽命周期內(nèi)
不發(fā)生有害變形,電機性能不出現(xiàn)衰減。機械應力還應考慮電機的疲勞性能以及振動環(huán)境
要求。
5.3.3轉子完整性和超速中國AOPA
轉子超速不得導致具有危險性電推進系統(tǒng)后果的轉子爆破、變形或損壞。應當通過試驗、經(jīng)過
驗證的分析或者二者結合的方法進行符合性表明。適用的設定轉速應當聲明并證明合理。應當考慮
失效條件,其中包括負載損失。
a)轉子強度
1)電機運行工況需明確與之相匹配的某一個或一個系列螺旋槳,其轉子需滿足:
——轉子最大允許工作轉速應不高于所匹配螺旋槳的最大機械轉速;
——轉子的機械最大轉速應高于所適配螺旋槳的最大機械轉速的120%;
2)轉子的強度必須足夠,以保證轉子在聲明的運行工況和失效引起的超速情況下不會爆
破,同時必須避免轉子出現(xiàn)變形或者損傷;
3)轉子應當具有足夠的強度裕度,在超過聲明的運行條件和轉速條件下,不出現(xiàn)危險性
電推進系統(tǒng)后果。
b)爆破
轉子必須通過測試、經(jīng)驗證的分析或二者結合的方法來確定,當按照IEC60349-4或同等
標準的分析和測試條件時,轉子不會爆破。
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1)如果轉子材料特性和尺寸公差存在最不利的配合,必須在最不利的條件下進行測試,
以確保最低規(guī)格的轉子具有所需的超速能力??赏ㄟ^增加試驗速度、溫度或負載或其
組合來實現(xiàn);
2)當通過試驗來驗證最大超速值時,如果在測試中部件或者系統(tǒng)出現(xiàn)了暫時或者瞬時的
故障時,導致電機的超速運行時間無法持續(xù)超過5min,在這種情況下,若試驗過程中
已達到了IEC60349-4要求的最大超速,則實際超速持續(xù)的時間是可接受的。
c)最大超速條件
為了符合本節(jié)b)的要求,當確定適用于轉子的最大超速條件時,必須包括IEC60034-1
中規(guī)定的試驗條件和以下條件:
1)與連續(xù)、周期、非周期工作制額定值(包括短時工作制的額定值)相關的最大允許轉
速的120%;
2)與連續(xù)、周期、非周期工作制額定值(包括短時工作制的額定值)相關的最大空載轉
速的115%;
3)最高轉子轉速的105%,該轉速可能存在于:
——在電推進系統(tǒng)的代表性安裝中,在任何連續(xù)、周期或非周期工作制額定值(包括
短時工作制的額定值)下運行時,該轉速導致最關鍵的部件或系統(tǒng)失效;
——或者電推進系統(tǒng)的代表性安裝中的任何部件或系統(tǒng)失效,以及飛行前例行檢查中
或正常飛行過程中通常無法檢測到的其它部件或系統(tǒng)失效,本節(jié)d)負載損失另有規(guī)
定的情況除外。
d)負載損失
由于轉子負載完全損失而導致的最大超速必須確定并包含在本節(jié)c)考慮的超速條件中。
負載完全損失還必須考慮以下情況:
1)退磁同時又受到過大的外部轉矩(螺旋槳引起的空載超速);
2)電機外部的失效;
3)組合失效,除非可以證明這些組合可能性極小。
e)形變
電機轉子在達到本節(jié)c)規(guī)定條中國AOPA件下的最大超速時,必須符合本節(jié)e)1)2),且必須使用
本節(jié)b)中規(guī)定所需測試條件的方法來確定:
1)轉子形變不能導致電機運行產(chǎn)生危險性電推進系統(tǒng)后果;
2)在超速并持續(xù)運行后,轉子不會出現(xiàn)裂紋或變形等妨礙持續(xù)安全運行的情況;
3)在應急工況下,轉子的形變量不會影響電機的性能;
4)在規(guī)定的工況下(包括應急工況),電機所受的不平衡力不會導致電機的失效。
5.3.4轉子鎖定試驗
如果通過鎖定轉子的方法阻止電機持續(xù)轉動,則應當對電機進行試驗、經(jīng)驗證的分析或其組合,
以充分確定轉子鎖定的可靠性能,同時須驗證轉子解鎖后能正常工作。
5.3.5轉子包容性
電機機殼的設計應當對因轉子失效引起的破壞具有包容性,除非制造商能夠表明轉子有爆破裕
度,證明不需要包容性特征是合理的。
5.3.6持續(xù)轉動
飛行中如果電機停車后,主轉動系統(tǒng)仍然維持轉動的狀態(tài),應當對其進行安全性分析,并且不
得導致任何不可接受的后果。
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a)電機停止工作后的轉子旋轉不會對電機產(chǎn)生危害,反電勢不會導致電機及其相關系統(tǒng)發(fā)生災
難性故障;
b)如果提供了在斷電運行時將后級驅動與電機分離或防止反轉驅動的裝置,對這些裝置的安全
性進行分析和驗證,以表明在故障或意外操作時不會引入額外的危險。
5.3.7軸承和潤滑
a)電機軸承的設計和構造必須確保其在預期使用的所有工況和大氣條件下,在計劃維護間隔
期間正常工作。軸承應保持有效潤滑,防止軸承損害;
b)潤滑系統(tǒng)的設計必須防止污染軸承和潤滑系統(tǒng)部件,電機應設置阻擋潤滑油或潤滑脂沿電
機軸滲入電機內(nèi)部的擋油或脂裝置,以防影響繞組性能。潤滑劑中存在污染物或者污染物
以其它方式引入潤滑系統(tǒng)都是不允許的,以防止損壞電機和設備,并在規(guī)定的維修間隔內(nèi),
具有足夠的承受污染物的能力;
c)潤滑系統(tǒng)若存在高壓、高溫管路不得對人員安全造成影響。潤滑系統(tǒng)所用油液等不應導致
人員接觸后中毒或腐蝕可能;
d)電機均應設置檢測軸承溫度的裝置,或通過試驗結果表明軸承溫度處于安全運行范圍內(nèi);
e)電機應有防止軸電流的措施,避免造成軸承損害;軸電壓的限值由具體產(chǎn)品標準規(guī)定。需
設置軸承絕緣防護軸電壓和軸電流。
5.4熱安全要求
5.4.1溫升
溫升是衡量電機在規(guī)定工作條件下持續(xù)工作的能力。溫升與電機的材料、結構、工況和環(huán)境條
件等均相關。
5.4.1.1繞組溫升
根據(jù)不同的工作條件,應選擇載荷譜加載溫升試驗、額定最大持續(xù)功率溫升試驗或者短時最大
功率溫升試驗,并規(guī)定電機的安裝方式和冷卻方式等試驗條件。電機繞組溫升值應符合表2要求。
中國AOPA表2繞組溫升限值
耐熱等級溫升限值/℃
130(B)80
155(F)105
180(H)130
200(N)150
220(R)170
在電機繞組的各個典型位置,應設置安全監(jiān)控手段,或者通過合理的方法確保繞組溫升在表2
限值內(nèi),避免升溫導致的退磁、磁鋼脫落、繞組絕緣燒毀。溫度檢測手段應具有足夠的靈敏度、精
度和可靠性。
5.4.1.2電機其他部分溫升
對標明了工作制的電機,應在額定工況下進行試驗;對連續(xù)定額的電機應試驗直至熱穩(wěn)定。電
機各部分的溫升和溫度均應滿足下述要求:
a)電機其他部分應按GB/T755-2019(IEC60034-1)及后續(xù)版本規(guī)定的運行條件進行試驗:
9
T/AOPAXXXX-2024
1)電機鐵心等的溫升限值、測量方法和修正值按GB/T755-2019(IEC60034-1)及后續(xù)
版本規(guī)定;
2)軸承溫度的測量方法按GB/T755-2019(IEC60034-1)及后續(xù)版本規(guī)定,軸承溫度限
值應符合產(chǎn)品技術規(guī)定。
b)接線盒內(nèi)各部件的最高允許溫度應滿足GB/T14711-2013及后續(xù)版本的規(guī)定;
c)無論與絕緣是否接觸的結構件(軸承除外),鐵心和永久短路的繞組,其溫升和溫度應不
損壞該部件本身或任何與其相鄰部件的絕緣;
d)直流電機的換向器、集電環(huán)、電刷或電刷機構的溫升或溫度應不至于損壞其本身或任何與
其相鄰的絕緣;
e)換向器或集電環(huán)的溫升或溫度應不超過由電刷等級和換向器或集電環(huán)材質組件在整個運行
范圍內(nèi)能承受的電流的溫升或溫度值。
5.4.2熱應力
必須對電機的熱應力進行分析,以表明其有足夠的設計裕量以防止不可接受的運行特性和危險
性電推進系統(tǒng)后果。
5.4.3冷卻系統(tǒng)
a)電機的冷卻系統(tǒng)設計和構造應當使其能夠在預計運行的所有飛行姿態(tài)和大氣條件下都能提
供足夠的冷卻;
b)如果電機的冷卻部件要求安裝人員確保滿足溫度限制,這些限制必須在安裝手冊中規(guī)定;
c)電機需要配備傳感器或者儀表,使機組人員或自動控制系統(tǒng)能夠監(jiān)控電機冷卻系統(tǒng)的功能;
除非在相關手冊中公布了適當?shù)臋z查,并有證據(jù)表明以下幾種可能:
1)冷卻系統(tǒng)故障不會導致“安全性分析”中定義的危險性電推進系統(tǒng)后果;
2)其它位置的傳感器可以滿足監(jiān)控要求,對故障或即將發(fā)生故障的充分警告;
3)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性極低。
d)具有液體冷卻系統(tǒng)的電機,其冷卻回路及其結構部件應滿足本文件5.3.1節(jié)壓力載荷的要
求。中國AOPA
5.4.4防火
a)電機的設計和構造及所使用的材料應當在電機正常運行及失效條件下使著火和火焰蔓延的
可能性減至最小,并且應當將此類火情的影響降至最低;
b)電機的設計和構造應當將可能導致結構失效或危險性電推進系統(tǒng)后果的內(nèi)部火情發(fā)生的可
能性降至最低,應當有措施隔離和降低其對航空器的危害。高壓電線互聯(lián)系統(tǒng)應當能夠防
止電弧故障,對未保護的電線應當進行分析表明電弧故障不會導致危險性后果;
c)應當表明安裝構件(包括易燃液體存留或者輸送的所有管路、接頭等)和安裝特性能夠在
發(fā)生火災后,在預期的應急程序所規(guī)定的處理時間內(nèi),耐受火災所帶來的任何不利影響,
不會發(fā)生電動力裝置安裝失效以及易燃液體泄漏等故障。
5.5環(huán)境適應性要求
試驗條件可引用RTCADO-160G《機載設備環(huán)境條件和試驗程序》,采用適用的標準環(huán)境條件和
試驗程序,證明電機性能滿足要求。除另有規(guī)定外,電機應按照RTCA/DO-160G及后續(xù)版本的第4、
5、6、7、8、10、12、13、14、20、21、22、23、24和26章的要求進行相關試驗。
6電機試驗驗證要求
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T/AOPAXXXX-2024
在定檢、大修或要求的強制性措施時間間隔內(nèi),電機的設計和構造必須最大程度地減少電機發(fā)
生不安全狀況的可能。
6.1電機持久性和耐久性要求
6.1.1持久性試驗
a)電機應當進行持久性驗證,證實在所有預期應用的運行限制內(nèi)可以安全運行。驗證的嚴格
程度應當考慮設計特性和預期用途,應當根據(jù)循環(huán)和功率設置,具有充分的持續(xù)時間;
b)當需要獲得正常瞬時超限批準時,應當驗證電機能夠在受影響參數(shù)的最大瞬時條件下運行,
而無需采取維護措施;
c)當需要獲得意外瞬時超限批準時,應當驗證電機能夠在受影響參數(shù)的最大瞬時條件下運行,
除了糾正導致超限的失效外,無需采取維護措施。
6.1.2耐久性試驗
電機應當進行耐久性驗證,表明其設計和構造使得在大修周期或零部件更換間隔內(nèi),不安全狀
況發(fā)生減至最小。應當模擬電機預期使用條件,包括典型的啟停周期和計劃的定期維護操作,并且
應當具有足夠的持續(xù)時間。
6.2電機響應特性要求
6.2.1響應特性
6.2.1.1轉矩響應
在沒有故障的情況下,電機從零轉矩上升至最大轉矩的響應時間,要求響應時間滿足聲明的時
間要求。
6.2.1.2功率響應
a)在沒有過溫、沖擊等故障中國AOPA的情況下,電機從最小功率上升至額定起飛功率的響應時間,要
求響應時間不超過產(chǎn)品技術手冊要求,除非允許不同的控制模式從而延長時間;
b)從固定的最小空載飛行功率或者從15%的起飛功率上升到95%的額定起飛功率,其上升時
間不超過產(chǎn)品技術手冊要求。
6.2.1.3轉速響應
在沒有過溫、沖擊等故障的條件下,電機從零轉速上升至額定起飛轉速的響應時間,要求響應
時間滿足聲明的時間要求。
6.3輸入輸出性能及效率
電機應該結合控制器進行輸入輸出性能和效率測試,并能夠在最高工作電壓、額定電壓以及最
低工作電壓下,其輸出特性能夠滿足電機的應用需求和聲明性能。
輸入輸出特性及效率的測試可結合耐久性等試驗進行。
6.3.1工作制
基于電機的預期用途,應當聲明確定一個或多個工作制,參考GB/T755-20194.2節(jié)進行定額。
6.3.2額定性能
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a)持續(xù)額定性能
電機不受時間限制的輸出性能應滿足產(chǎn)品技術文件規(guī)定,且電機溫升在表3(參考IEC
60349-4)允許范圍內(nèi)。達成持續(xù)額定性能的電機運
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