一种多电飞机的供电系统的制作方法

1.本发明属于航空电气系统领域，特别涉及一种多电飞机的供电系统。


背景技术：

2.为了提高发动机的驱动功率、降低燃油消耗、减轻飞机电缆重量，a380、b787、f
‑
35等先进飞机在能量功能系统领域均实现了从多能源体制到多电体制的转变，多电/全电飞机是对飞机的全局性优化，飞机电气化是新一代飞机的必然趋势。
3.供电系统作为飞机的重要组成系统，用于将发电机提供的电能传输和分配到飞机各用电设备，对于飞机的飞行安全及任务完成具有重要意义。下一代先进多电飞机的电力系统将取代传统的液压作动系统，同时先进电子元器件也将大量使用，使得系统电力需求急剧增加，供电容量和供电质量的要求随之显著提高。传统的供电系统架构面对多电飞机大容量、多负载的特点难以满足需求，新型多电飞机的架构设计迫在眉睫。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供了一种多电飞机的供电系统架构，利用高压直流配电体系实现大容量、多负载情况下电力系统的稳定供电，合理利用设备余度优势，实现了对系统中关键设备实现多余度供输电。
5.本发明采用的技术方案是：
6.一种多电飞机的供电系统，包括能源生成层和能源管理层，能源管理层包括能源传输层和能源使能层；
7.能源生成层中的左交流发电机和右交流发电机与发动机的功率输出轴相连，输出交流电，并与各自gcu(地面控制设备)相连；
8.能源传输层中的左、右备用变压整流器和左、右交流发电机相连，将交流电转换为直流电，并传输至负载管理中心；
9.能源管理层中的负载管理中心与应急高压汇流条、应急低压汇流条、主高压汇流条、主低压汇流条相连，为不同负载提供满足需要的电源，以供电处理机的命令、汇流条电压和应急模式选择器的状态为依据，使固态功率控制器动作。
10.能源使能层包括不同种类的耗电设备；
11.所述能源生成层需要交流发电机输出230/400vac变频交流电。
12.所述能源传输层中的左、右交流汇流条与备用变压整流器相连，在左变压整流器或右变压整流器故障时接通使用。
13.所述能源管理层中的负载管理中心与储能装置相连，用于缓冲和稳定系统供电，供需不匹配时起到削峰填谷的作用；
14.所述能源使能层中的高压应急汇流条与双边电能变换器相连，作动设备在回能状态时将能量回馈至汇流条；高压蓄电池与应急高压汇流条相连，具备充放电功能；低压蓄电池与应急低压汇流条、飞控计算机相连，具备充放电功能；左右应急低压汇流条相连，左右
应急高压汇流条相连。
15.本发明的有益效果：采用本发明所提出的供电系统架构，能够满足先进多电飞机大容量、多负载的用电需求，在保证关键用电设备余度的情况下，能合理利用储能、能量转换等措施，提高能源的利用率。
附图说明
16.图1为供电系统能源传输路径示意图。
17.图2为供电系统架构示意图。
18.图3为供电系统控制结构示意图。
具体实施方式
19.为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
20.参见图2，一种多电飞机的供电系统，包括能源生成层和能源管理层，能源管理层包括能源传输层和能源使能层；
21.能源生成层中的左交流发电机和右交流发电机，分别通过两个常闭接触器与左交流汇流条和右交流汇流条相连，并与各自的gcu相连；
22.能源传输层中的左交流汇流条和右交流汇流条之间通过常开接触器相连，当左交流发电机或右交流发电机发生故障时，闭合常开接触器，此时正常端的发电机为左交流汇流条和右交流汇流条同时供电。
23.左变压整流器(tru)和右变压整流器(tru)将左交流汇流条和右交流汇流条的230v交流电转换为270v直流电，并将电能分别输送至左负载管理中心和右负载管理中心；左交流汇流条和右交流汇流条均与备用变压整流器相连，备用变压整流器分别与左负载管理中心和右负载管理中心相连；当其中一个变压整流器发生故障时，闭合备用变压整流器对应端的线路，由备用变压整流器将电能输送至对应的左负载管理中心和右负载管理中心。
24.左负载管理中心和右负载管理中心分别与左储能装置和右储能装置相连，当飞机处于发电量富余飞行阶段时，一部分电能输送至储能装置，当飞机处于发电量匮乏飞行阶段时，储能装置向负载管理中心提供能量，起到削峰填谷的作用。
25.左负载管理中心下接左主高压汇流条、左主低压汇流条、左应急高压汇流条、左应急低压汇流条，右负载管理中心下接右主高压汇流条、右主低压汇流条、右应急高压汇流条、右应急低压汇流条。负载管理中心和主低压汇流条、应急低压汇流条间均通过dc/dc电压变换器相连，将270v直流电转换为28v直流电。
26.左主高压汇流条和右主高压汇流条分别为左任务高压类负载和右任务高压类负载提供电能，左主低压汇流条分别为左常规传感器类负载、左任务低压类负载、左电气附件类负载提供电能，右主低压汇流条分别为右常规传感器类负载、右任务低压类负载、右电气附件类负载提供电能；左应急高压汇流条分别为左泵类负载、左作动类负载提供电能，右应急高压汇流条分别为右泵类负载、右作动类负载提供电能，同时应急高压汇流条与作动类
负载间通过双边电能变换器相连，作动设备在回能状态时将能量回馈至汇流条，多余能量可进入储能装置；左应急低压汇流条和右应急低压汇流条分别为左关键电气类负载和右关键电气类负载提供电能，同时左应急低压汇流条与飞控计算机类负载通过常闭接触器相连，右应急低压汇流条与飞控计算机类负载通过常开接触器相连。左应急低压汇流条与右应急低压汇流条之间通过常开接触器相连，当一端汇流条无接收电流时，闭合常开接触器保持应急负载的正常供电。左应急高压汇流条和右应急高压汇流条通过常开接触器相连，当一端汇流条无接收电流时，闭合常开接触器保持应急负载的正常供电。
27.高压蓄电池组和左应急高压汇流条、右应急高压汇流条均通过继电器相连，低压蓄电池组和左应急低压汇流条、右应急低压汇流条均通过继电器相连，在飞机处于发电量富余飞行阶段且电池电量低于设定值时，蓄电池组为充电模式，当左右主发同时故障时，蓄电池组为放电模式，电池设定值电量满足飞机关键飞行设备运行至着陆所需电量的120％。
28.参见图3，控制流程中，负载管理中心接收各个汇流条和储能装置的状态信息上传给供电系统处理机，同时发电机、蓄电池、变压整流器、交流汇流条将自身状态参数传递给供电系统处理机，供电系统处理机与航空电子总线进行信息交互后，根据内置优化算法求解后将控制指令传递回去。
29.应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
30.应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。