[發明專利]一種多電飛機直流供電系統保護方法

有效

• 申請號: 202110639788.0
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113394741B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李偉林;陶育菲;艾鳳明;王雨峰
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087
• 代理公司: 北京嘉途睿知識產權代理事務所(普通合伙) 11793
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種多電飛機直流供電系統保護方法，該保護方法采用一種新型直流固態斷路器，實現多電飛機直流供電系統的短路保護。這種新型直流固態斷路器,該雙向直流固態斷路器主要由第一晶閘管、第二晶閘管、第一變壓器、第二變壓器以及第一電容、第二電容構成；其不需要外加檢測和控制電路就可以快速響應系統典型短路故障，實現對多電飛機直流供電系統的保護作用，該斷路器結構簡單，采用元件較少，電流僅需流經變壓器初級線圈和一個晶閘管就可以流向負載側，通態損耗較低。

技術領域：

本發明屬于多電飛機直流供電系統保護領域，尤其涉及一種新型直流固態斷路器拓撲結構。

背景技術：

隨著航空事業的不斷發展，多電飛機技術MEA已經成為未來先進飛機發展的趨勢，在結構，重量，可靠性，維修性，使用費用等多個方面均優于傳統飛機，因而，對于多電飛機電氣系統提出了新的要求，在直流供電系統保護方面，要求其具有可靠性高，故障保護能力強的特點。

目前飛機上，短路故障，過、欠壓故障，過流故障等都有相應的保護裝置。其中，電流保護裝置主要是對短路故障或者過流故障進行保護，常用的有熔斷器、斷路器等。熔斷器直流系統中最簡單，最常用的保護裝置，屬于單次使用設備，發生熔斷后必須更換，不能重復使用，而斷路器可以重復使用，是一種可靠性高，實用性強的電流保護裝置。

直流斷路器可以分為機械式，全固態式和混合式三種，但是機械式和全固態式直流斷路器的開關速度均受到機械開關的影響，開關速斷較慢。全固態式直流斷路器以其開關速度快，可以無弧、無光、無聲響的切斷故障等優點，成為直流斷路器中的一種優良結構，近年來得到不斷發展。

申請號CN202010301027.X公開了一種雙向直流固態斷路器，該斷路器用現有的分流器代替霍爾電流傳感器，降低生產成本。電壓和電流變換率的檢測不需要經過隔離直接進入系統控制器，實現了快速檢測故障作用。但是該斷路器依舊需要依靠控制系統處理來完成斷路器的斷開，此外，斷路器需要增加電流檢測電路，才能完成故障電流的檢測。

申請號CN201810446025.2公開了一種雙向直流固態斷路器，可以應用于直流供電系統保護中。斷路器采用三線圈變壓器實現能量雙向流動，不需要電流檢測與斷路器控制電路，使用半導體開關元件較少，降低了斷路器的復雜性。但是三線圈變壓器的使用，增加了電路計算的復雜性。

針對現有直流固態斷路器結構復雜，通態損耗較高的問題，提出一種新型直流固態斷路器保護裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于直流固態斷路器的多電飛機直流供電系統保護方法，保障供電系統的安全運行，主要解決了目前現有直流固態斷路器結構復雜，通態損耗較高的問題。具體地，本發明的目的在于改善以下幾個方面：新型直流固態斷路器保護裝置，采用元件較少，結構簡單，無需額外控制電路，穩態時電流只流經變壓器初級線圈和晶閘管流向負載側，通態損耗較低。

本發明為解決以上技術問題所采取的技術方案是：

雙向直流固態斷路器串接于多電飛機直流供電系統中,當所述多電飛機直流供電系統出現典型短路故障時，所述雙向直流固態斷路器及時響應，在微秒級時間內斷開，隔離故障；其中,所述雙向直流固態斷路器主要由第一晶閘管、第二晶閘管、第一變壓器、第二變壓器以及第一電容、第二電容構成；