飞行器致动器的供电系统的制作方法

背景技术：

1、飞行器通常包括三相电网和至少一个单相电网。

2、单相电网被认为不足够强大来向飞行器的可移动装备(诸如飞行控制表面、反推器、制动器和起落架)供电。因此，三相电网被用于通过将必要的电力输送到用于在不同服务位置之间移动可移动装备的机电致动器来致动可移动装备。

3、因此，用于这种致动器的供电系统的架构通常包括将致动器的电机连接到三相电网的相应供电电路。这种供电电路通常包括：

4、·输入滤波器，用于消除三相电网所传输的且供电组件对其敏感的电气干扰(电压浪涌、电流浪涌)；

5、·二极管桥类型、变压器/整流器类型或功率因子校正(pfc)类型的整流器；

6、·限流器；

7、·lc类型的阻尼滤波器，用于限制启动时的涌入电流并防止输入电压崩溃；

8、·解耦电容器；

9、·三相逆变器；

10、·耗散或制动电阻器；以及

11、·逆变器输出滤波器。

12、功率需求以峰值的形式出现，如图1所示，这是示出了副翼致动器的功耗的、作为时间的函数的标绘。在功率峰值处所需的功率由三相电网提供，使得需要对供电系统的所有组件进行额定(rated)以吸收这些功率峰值。这导致了相当大的重量，这构成了航空应用的主要缺点。

13、发明目的

14、本发明的特定目的是使飞行器致动器能够被供电，同时限制机载重量。

技术实现思路

1、为此，本发明提供了一种根据权利要求1所述的架构。

2、因此，超级电容器在功率峰值期间提供电机所需的大部分功率，而电网在必要时用于补充该功率或维持超级电容器电荷或在功率峰值期间以外向电机供电。此外，当空气动力作用在与致动器相关联的可移动装备上时，超级电容器由在发电机模式中的电机充电，并且下游转换器装置用于首先当电机在电动机模式中操作时调节电机的端子处的电压和电流，并且其次当电机在发电机模式中操作时调节超级电容器的端子处的电压和电流。因此，不需要根据功率峰值对所有架构进行额定，而只需要对其位于超级电容器下游的部分进行额定。这导致了重量的节省，并因此减少了用于推进飞行器的燃料消耗。

3、本发明还提供一种包括三相机载电网和单相机载电网的飞行器，该单相电网形成如上所述的致动器供电架构的一部分。

4、在阅读了以下对本发明的特定且非限制性实现的描述之后，本发明的其他特征及优点将变得显而易见。

技术特征：

1.一种用于为飞行器致动器供电的供电架构，所述架构包括通过供电电路连接到至少一个致动器的电机的单相机载电网，所述供电电路依次包括上游转换器装置、至少一个超级电容器以及下游转换器装置，所述上游转换器装置用于将所述机载电网的电压转换成适于其下游的供电电路的电压，所述至少一个超电容器与用于管理所述超级电容器的操作的电子电路相关联，所述下游转换器装置用于连接到所述电机；所述下游转换器装置是可逆的，以便在所述电机以电动机模式操作时以及在所述电机以发电机模式操作时转换电压，所述下游转换器装置被选择性地布置成具有电压降低功能并且具有电压升高功能，而不管所述电机的操作模式如何，在这样的方式下在以电机模式操作时使得所述超级电容器能够向所述电机供电并且在以发电机模式操作时使得所述超级电容器能够由所述电机再充电。

2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述下游转换器装置包括降压-升压拓扑结构的逆变器。

3.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述下游转换器装置包括连接到所述超级电容器的可逆且隔离的升压dc/dc转换器以及与所述升压dc/dc转换器和所述电机串联连接的可逆降压逆变器。

4.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，所述dc/dc转换器是双有源桥类型的。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的架构，其特征在于，所述升压dc/dc转换器通过隔离的高电压dc总线(270vdc)连接到所述可逆降压逆变器。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的架构，其特征在于，所述降压逆变器被结合在所述电机的电子功率电路中。

7.根据任一前述权利要求所述的架构，其特征在于，所述上游转换器装置被配置成补偿由于漏电流引起的超级电容器能量损失。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的架构，其特征在于，所述机载电网输送dc电压(28vdc)，所述上游转换器装置包括dc/dc转换器。

9.根据权利要求8所述的架构，其特征在于，所述上游转换器装置被布置成可逆的并且具有电压降低功能和电压升高功能，以允许能量从所述超级电容器输送到所述机载电网。

10.根据权利要求1至7中的任一项所述的架构，其特征在于，所述机载电网输送ac电压(115vac)，所述上游转换器包括半波无源整流器或功率因子校正整流器。

11.根据任一前述权利要求所述的架构，其特征在于，所述超级电容器通过相应的高电压dc总线(270vdc)连接到所述上游转换器装置和所述下游转换器装置。

12.根据权利要求1至10中的任一项所述的架构，其特征在于，所述超级电容器通过相应的低电压dc总线(28vdc)连接到所述上游转换器装置和所述下游转换器装置。

13.根据任一前述权利要求所述的架构，其特征在于，所述超级电容器、用于管理所述超级电容器的操作的电路、所述上游转换器装置、以及所述下游转换器装置的至少一部分都形成包括至少一个处理器的单个电子电路的各部分。

14.根据任一前述权利要求所述的架构，其特征在于，所述超级电容器被配置成在飞行器飞行时间期间没有被完全充电。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的架构，其特征在于，能量耗散电阻器连接到所述下游转换器装置，以便耗散当所述电机在发电机模式中操作并且所述超级电容器饱和时产生的能量。

16.一种飞行器，包括三相机载电网和单相机载电网，所述单相电网形成根据任一前述权利要求所述的致动器供电架构的一部分，所述致动器供电架构被用在所述飞行器中来向所述飞行器的致动器供电。

技术总结
为飞行器致动器供电的供电架构，包括通过供电电路连接到至少一个致动器的电机的单相机载电网，供电电路依次包括上游转换器装置、至少一个超级电容器和下游转换器装置，上游转换器装置用于将机载电网的电压转换成适于其下游的供电电路的电压，至少一个超电容器与管理超级电容器的操作的电子电路相关联，下游转换器装置连接到电机；下游转换器装置是可逆的，以在电机以电动机模式操作时以及在电机以发电机模式操作时转换电压，下游转换器装置被选择性地布置成具有电压降低功能并且具有电压升高功能，而不管电机的操作模式如何，在此方式下在以电机模式操作时使得超级电容器能够向电机供电并且在以发电机模式操作时使得超级电容器能够由电机再充电。

技术研发人员：L·格里莫德,D·莫罗尼,M·贝塞海尔
受保护的技术使用者：赛峰电子与防务公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15