[發明專利]用于飛行器的配電系統

在審

• 申請號: 201380080043.9
• 申請日: 2013-10-04
• 公開（公告）號: CN105765816A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: A.V.拉登;S.A.圖思曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣航空系統有限責任公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J9/06;H02J1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

背景技術

電力系統、特別是飛行器中的電力系統管理從電源、例如發電機到電力負載的電力供應。在飛行器中，燃氣渦輪發動機用于推進飛行器，并且通常提供機械動力，其最終向諸如發電機、起動器/發電機、永磁體交流發電機(PMA)、燃料泵和液壓泵之類的多個不同配件、例如用于飛行器上除了推進之外所需功能的設備供電。例如，當代飛行器需要用于航空電子器件、電動機和其他電氣設備的電力。與燃氣渦輪發動機耦合的發電機將發動機的機械動力轉換為電能，其通過配電系統的電耦合結點在整個飛行器來分配。配電系統可能在耦合結點的任一個出故障，這可中斷電力分配以及依靠那個電力的任何設備。

發明內容

在一個方面，飛行器配電系統包括：至少一個DC電源；第一DC配電母線和第二DC配電母線；聯系母線，耦合至少一個DC電源、第一DC配電母線和第二DC配電母線；第一固態功率控制器，直列位于第一DC配電母線與至少一個DC電源之間的聯系母線上；以及第二固態功率控制器，直列位于第二DC配電母線與至少一個DC電源之間。第一和第二固態功率控制器的每個包括按照背對背配置的兩個功率開關，各功率開關包括跨肖特基二極管所連接的場效應晶體管(FET)。第一或第二固態功率控制器有選擇地將相應第一或第二DC配電母線與聯系母線耦合和解耦合。

在另一方面，一種控制具有至少一個電源(其經由固態功率控制器與至少一個DC配電母線耦合)的飛行器配電系統的方法，該方法包括確定何時至少一個DC配電母線應當與聯系母線隔離，并且基于關于至少一個DC配電母線應當隔離的確定來控制固態功率控制器，以便有選擇地解耦合至少一個DC配電母線與至少一個DC電源之間的耦合，并且有選擇地將第一DC配電母線與至少一個DC電源重新耦合。將第一DC配電母線與至少一個DC電源重新耦合的時間小于與至少一個DC配電母線耦合的電力負載進入電力中斷復位模式所花費的時間。

附圖說明

附圖包括：

圖1是按照本發明的一個實施例的飛行器和配電系統的示意俯視圖。

圖2是按照本發明的一個實施例的配電系統的示意圖。

具體實施方式

本發明的所述實施例針對一種用于飛行器的配電系統，其實現從渦輪發動機、優選地為燃氣渦輪發動機到飛行器的電力負載的電力的產生和分配。

如圖1所示，飛行器10示為具有至少一個燃氣渦輪發動機，示為左發動機系統12和右發動機系統14。備選地，電力系統可具有更少或附加發動機系統。左和右發動機系統12、14可基本上相同，并且示為還包括至少一個電機、例如發電機18。飛行器示為還包括多個電力消耗組件或電力負載20，例如致動器負載、飛行關鍵負載和非飛行關鍵負載。電力負載20的每個與發電機18的至少一個電耦合。

在飛行器10中，操作左和右發動機系統12、14提供機械能，其可經由線軸（spool）來提取，以便為發電機18提供驅動力。發電機18又向電力負載20提供所生成的電力以供負載操作。設想用于向電力負載20提供電力的附加電源，例如緊急電源、沖壓空氣渦輪機系統、起動器/發電機或電池。將會理解，雖然本發明的一個實施例在飛行器環境中示出，但是本發明并不受此限，而是一般應用于非飛行器應用(例如其他移動應用和非移動工業、商業以及住宅應用)中的電力系統。

圖2示出用于具有多個發動機系統、示為包括通過電耦合23所連接的左發動機系統12和右發動機系統14的飛行器的配電系統22的示意框圖。配電系統22示為還包括：系統控制器24；一個或多個非發動機電源，示為具有輔助電力接觸器(APC)28的輔助電力單元(APU)26和具有外部電力接觸器(EPC)32的外部地電源30；以及聯系母線33，并聯地電連接左發動機系統12、右發動機系統14、APU26和外部地電源30。APC28和EPC32的每個配置成有選擇地將相應APU26和外部地電源30耦合到聯系母線33。作為對APU26和/或外部地電源30的一個或多個的補充或替代，還可設想附加電源。例如，緊急電池系統、正常操作電池或電池組系統、燃料電池系統和/或沖壓空氣渦輪機系統可包含在配電系統22中，其中各可與聯系母線33按照并聯配置耦合。