[發(fā)明專利]用于在發(fā)電機之間分配功率的電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310691448.8
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103872676B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S.加塔里奇;張金輝
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣航空系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,胡斌

背景技術(shù)

也被稱為燃燒渦輪發(fā)動機的渦輪發(fā)動機和特別是燃?xì)鉁u輪發(fā)動機為旋轉(zhuǎn)發(fā)動機，其從穿過發(fā)動機到大量渦輪葉片上的燃燒氣體流提取能量。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機已經(jīng)用于陸地和海上的移動和發(fā)電，但也常用于航空應(yīng)用，諸如，用于飛機，包括直升飛機。在飛機中，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機用于推進(jìn)飛行器。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機可具有兩個或更多個轉(zhuǎn)軸，包括提供總體推進(jìn)系統(tǒng)推力的顯著部分的低壓(LP)轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動一個或更多個壓縮機并通過沿向后的方向引導(dǎo)排氣產(chǎn)物來產(chǎn)生附加推力的高壓(HP)轉(zhuǎn)軸。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動機通常還向許多不同附件(諸如，發(fā)電機、起動機/發(fā)電機、永磁交流發(fā)電機(PMA)、燃料泵和液壓泵，例如，用于除推進(jìn)之外的功能的設(shè)備)供能。例如，當(dāng)代的飛行器需要電力來用于航空電子裝置、馬達(dá)和其它電氣設(shè)備。與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機聯(lián)接的發(fā)電機將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)換成功率附件所需的電能。如果一個發(fā)電機連接于渦輪發(fā)動機的LP轉(zhuǎn)軸，而另一個發(fā)電機連接于渦輪發(fā)動機的HP轉(zhuǎn)軸，并且兩個發(fā)電機的輸出至相同的總線，則在發(fā)電機之間分配功率可為有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個方面涉及一種用于在至少兩個直流(DC)發(fā)電機之間將功率分配至共用的DC總線上的單個負(fù)載的電路。電路包括彼此并聯(lián)的第一發(fā)電機和第二發(fā)電機、串聯(lián)地連接于第一發(fā)電機的第一共用調(diào)節(jié)器，以及串聯(lián)地連接于第二發(fā)電機的第二共用調(diào)節(jié)器。第一濾波器串聯(lián)地連接在第一發(fā)電機輸出與DC總線之間，而第二濾波器串聯(lián)地連接在第二發(fā)電機輸出與DC總線之間。數(shù)字輸入提供至第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器中的每一個。第一電流反饋環(huán)配置在第一濾波器的輸出與第一共用調(diào)節(jié)器的輸入之間，而第二電流反饋環(huán)配置在第二濾波器的輸出與第二共用調(diào)節(jié)器的輸入之間。因此，數(shù)字輸入處的共用命令以及第一電流反饋環(huán)和第二電流反饋環(huán)中的電流將引起第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器改變第一發(fā)電機輸出和第二發(fā)電機輸出處的第一發(fā)電機和第二發(fā)電機的功率，由此根據(jù)共用命令來分配DC總線上的負(fù)載。

本發(fā)明的另一個方面涉及一種用于在至少兩個DC發(fā)電機之間將功率分配至共用的DC總線上的單個負(fù)載的方法。該方法包括提供用于至少兩個DC發(fā)電機中的每一個的共用調(diào)節(jié)器和電流反饋環(huán)、生成對每個共用調(diào)節(jié)器的數(shù)字輸入，其中，數(shù)字輸入代表至少兩個DC發(fā)電機之間的選定的分配，將基準(zhǔn)電壓信號從每個共用調(diào)節(jié)器發(fā)送至至少兩個DC發(fā)電機中的相應(yīng)一個來改變每個發(fā)電機的輸出處的功率，以及經(jīng)由相應(yīng)的電流反饋環(huán)中的電流來確認(rèn)輸出處的功率分配。

一種用于在至少兩個發(fā)電機之間將功率分配至共用DC總線上的單個負(fù)載的電路，電路包括：彼此電性并聯(lián)的第一發(fā)電機和第二發(fā)電機；串聯(lián)地連接于第一發(fā)電機的第一共用調(diào)節(jié)器和串聯(lián)地連接于第二發(fā)電機的第二共用調(diào)節(jié)器；串聯(lián)地連接在第一發(fā)電機輸出與DC總線之間的第一濾波器，以及串聯(lián)地連接在第二發(fā)電機輸出與DC總線之間的第二濾波器；對第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器中的每一個的數(shù)字輸入；第一濾波器的輸出與第一共用調(diào)節(jié)器的輸入之間的第一電流反饋環(huán)；以及第二濾波器的輸出與第二共用調(diào)節(jié)器的輸入之間的第二電流反饋環(huán)；其中，數(shù)字輸入處的共用命令以及第一電流反饋環(huán)和第二電流反饋環(huán)中的電流將引起第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器改變第一發(fā)電機輸出和第二發(fā)電機輸出處的第一發(fā)電機和第二發(fā)電機的功率，由此根據(jù)共用命令來分配DC總線上的負(fù)載。

優(yōu)選地，共用調(diào)節(jié)器中的每一個具有最大基準(zhǔn)電壓和最小基準(zhǔn)電壓。

優(yōu)選地，濾波器中的每一個包括具有寄生電阻的電感器。

優(yōu)選地，第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器的最大基準(zhǔn)電壓和最小基準(zhǔn)電壓中的每一個基于相應(yīng)的寄生電阻來確定。

優(yōu)選地，第一濾波器和第二濾波器中的至少一個為CLC濾波器。

優(yōu)選地，每個發(fā)電機包括控制器。

優(yōu)選地，第一共用調(diào)節(jié)器和第二共用調(diào)節(jié)器中的每一個通過將基準(zhǔn)電壓發(fā)送至相應(yīng)的發(fā)電機來操作相應(yīng)的發(fā)電機。

優(yōu)選地，第一發(fā)電機和第二發(fā)電機中的每一個的操作包括相應(yīng)的控制器響應(yīng)于相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓。

優(yōu)選地，每個發(fā)電機機械地連接于渦輪發(fā)動機中的轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選地，第一發(fā)電機和第二發(fā)電機中的至少一個機械地連接于渦輪發(fā)動機中的高壓轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選地，第一發(fā)電機和第二發(fā)電機中的至少一個機械地連接于渦輪發(fā)動機中的低壓轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選地，數(shù)字輸入的值的和代表滿負(fù)載。