[發明專利]一種共直流母線型飛機起動發電系統模擬方法和裝置

有效

• 申請號: 201811098409.6
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109541458B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 蔣棟;朱磊;萊昂·托爾伯特;曲榮海
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種共直流母線型飛機起動發電系統模擬方法和裝置，其中模擬裝置用于飛機起動發電系統的起動和發電過程的模擬，以及在研發和測試階段對飛機的起動發電系統進行測試；所述模擬裝置包括直流供電電源、起動發電機控制變流器、起動發電機模擬器、環流抑制電抗器、起動發電機模擬器控制系統和上位機。本發明還公開了所述共直流母線型飛機起動發電系統模擬裝置的模擬方法。本發明的模擬方法和裝置實現了模擬飛機起動和發電過程的功能，并且該裝置的參數能夠靈活地進行修改，電能損耗小，省去了龐大的冷卻設備，縮短了研制周期和開發成本。

技術領域

本發明屬于航空電氣系統領域，更具體地，涉及一種共直流母線型飛機起動發電系統模擬方法和裝置。

背景技術

隨著航空工業的飛速發展，飛機正在朝著多電化和全電化的方向發展，飛機起動發電系統則是多電化和全電化的關鍵性設備之一。現階段，飛機起動發電系統的測試主要利用實際的起動發電機進行測試。在起動過程中起動機所帶的機械負載通常是同步發電機，通過控制同步發電機的輸出功率產生起動機所需要的負載轉矩，這樣的測試系統具有系統復雜、可靠性差、硬件成本高、電能利用率低的特點。在發電過程中發電機所帶的負載主要是阻感負載，具有不便于調節、控制精度低、電能損耗大的特點。上述測試系統的特點導致其需要龐大的冷卻設備和多余的設備空間。此外，在起動發電機設計完成后其參數不能靈活改變，新系統和新設備的測試則需要重新設計和制造起動發電機，造成了額外的研發和測試費用。近些年來，有學者提出了“虛擬電機”和電力電子負載模擬裝置的技術。這種技術是指利用電力電子裝置模擬真實線性和非線性負載，例如電機、阻性負載、容性負載、感性負載等。利用這種技術，飛機的起動發電測試系統能夠用電力電子裝置替代，以縮短開發周期和降低研發成本。

專利文獻CN105844993A公開了一種能量回饋型飛機電氣負載模擬方法和裝置，所述裝置包括隔離變壓器、綜合電源、電氣負載模擬裝置；所述電氣負載模擬裝置包括負載模擬器、并網逆變器、負載特性控制器、電容、PWM整流電抗器和斷路器；所述負載特性控制器用于模擬仿真并輸出模型負載的各種電氣特性；所述負載特性控制器與負載模擬器和并網逆變器連接；所述負載模擬器用于接收負載特性控制器輸出的PWM控制指令，模擬電氣負荷；所述并網逆變器，用于接收負載特性控制器輸出的PWM指令，使其端口電流能與電網相適應以回饋給電網；所述并網逆變器一端與電容，另一端與隔離變壓器的副邊連接；所述PWM整流電抗器，用于實現斬波的功能；所述PWM整流電抗器，分別與負載模擬器和斷路器連接；所述電容器，用于實現濾波的功能；所述斷路器，用來控制三相電路的通斷。該發明能夠模擬阻性、容性、感性以及電機負載。

但是專利文獻CN105844993A公開的一種能量回饋型飛機電氣負載模擬方法和裝置存在如下問題：

(1)該飛機電氣負載模擬方法和裝置為交流供電，無法由直流供電的變流器；

(2)該飛機電氣負載模擬方法和裝置只能模擬不帶電機驅動器的電動機負載。對實際需要電機驅動器的起動發電系統，該方法和裝置無法滿足測試要求。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種共直流母線型飛機起動發電系統模擬方法和裝置，由此解決現有技術存在無法由直流供電、只能模擬不帶電機驅動器的電動機負載、無法滿足測試要求的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種共直流母線型飛機起動發電系統模擬裝置，所述模擬裝置用于飛機起動發電系統的起動和發電過程的模擬，以及在研發和測試階段對飛機的起動發電系統進行測試；所述模擬裝置包括直流供電電源、起動發電機控制變流器、起動發電機模擬器、環流抑制電抗器、起動發電機模擬器控制系統和上位機；

所述起動發電機控制變流器與所述起動發電機模擬器在直流側共同連接到所述直流供電電源，在交流側通過所述環流抑制電抗器相連接，所述起動發電機模擬器控制系統與所述上位機連接；

所述直流供電電源，用于為模擬裝置提供電能，補償損耗；