飞机直流供电系统及供电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种飞机直流供电系统及供电方法。该系统包括：至少两个发电机和分别对应连接的电机控制器，用于产生并输出直流电能至对应的一次功率汇流条；至少两个一次功率汇流条，分别通过可控开关与对应的至少两个电机控制器连接，相邻两个一次功率汇流条之间相互连接；外部直流电源，通过可控开关与一次功率汇流条连接，用于在发动机起动状态向一次功率汇流条供电；直流电能变换设备，输入端与一次功率汇流条连接，输出端与关键负载汇流条连接，用于对一次功率汇流条上的直流电能进行转换并输出至关键负载汇流条；关键负载汇流条，用于向对应的关键负载供电。本发明专利技术提高了系统的功率密度，实现了单台或多台发电机故障时供电系统的连续性供电。

Direct current power supply system and power supply method for aircraft

The invention discloses an aircraft direct current power supply system and a power supply method. The system consists of at least two generators and motor controllers corresponding to each other, which are used to generate and output direct current power to a corresponding power confluence bar; at least two primary power converging bars are connected to the corresponding at least two motor controllers through a controlled switch, and between two adjacent power confluence bars. Interconnected; an external DC power supply, connected to a power confluence through a controlled switch, used to supply a power converge in the starting state of the engine; DC power conversion equipment; the input end is connected with a power confluence bar; the output end is connected with the key load confluence bar and is used on the first power flow bar. The DC power is converted and output to the critical load bus bar; the key load bus bar is used to supply the corresponding critical load. The invention improves the power density of the system and realizes the continuous power supply of the power supply system when a single or multiple generators fail.

【技术实现步骤摘要】
飞机直流供电系统及供电方法
本专利技术实施例涉及飞机供电技术，尤其涉及一种飞机直流供电系统及供电方法。
技术介绍
现有飞机采用交流供电系统，即采用发电机产生三相交流电能并将三相交流电能传递至各用电负载的系统。飞机交流供电系统内包括电压变换装置，将发电机发出的交流电能，转换至电压频率各异的多种交流电能形式。同时，由于用电负载有直流电能的用电需求，例如，用于发动机起动的起动系统，所需要的输入电能为直流电能，因此，飞机交流供电系统内还会采用交流电能转换装置将三相交流电整流为直流电能。飞机交流供电系统内通常包括多个发电机同时进行发电，每个发电机采用属于其特定的汇流条进行电能传输并分配至负载，可以认为每个发电机及其配电装置构成了一个独立的子供电系统，在正常工作时，子供电系统之间没有电气连接关系，当其中一个子供电系统发生故障时，需首先切断该子供电系统内的发电机与汇流条之间的电气连接后，再接通旁路子系统与此系统内的汇流条，将电能输送至此系统内汇流条上，实现故障隔离和电网重构。由于发动机起动系统的起动输入电能为直流电能，输入功率达100kW，因此为了满足直流供电系统内直流用电负载的电能需求，需要高于100kW的交流电能转换装置将大功率交流电整流为直流电能，这就增加了系统重量，降低了系统的功率密度。而且由于交流供电系统内不同发电机所产生的交流电能之间存在频率和相角差异，当其中一台发电机出现故障之后，需要完成汇流条之间的接触器闭合动作，才能接通汇流条之间的电气连接，因此，造成了故障时电能的暂时缺失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种飞机直流供电系统及供电方法，以提高系统的功率密度，实现单台或多台发电机故障时供电系统的连续性供电。第一方面，本专利技术实施例提供了一种飞机直流供电系统，所述系统包括：至少两个发动机、对应至少两个发动机的至少两个发电机和与至少两个发电机分别对应连接的至少两个电机控制器，用于产生并输出直流电能至对应的一次功率汇流条，所述电机控制器还用于对电机端的可控开关进行控制，所述电机端的可控开关包括电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关和外部直流电源与一次功率汇流条之间的可控开关；至少两个一次功率汇流条，分别通过可控开关与对应的至少两个电机控制器连接，相邻两个一次功率汇流条之间相互连接，用于在发动机起动状态向电机控制器供电，并在发电机发电状态向直流电能变换设备供电；外部直流电源，通过可控开关与所述至少两个一次功率汇流条中的一个一次功率汇流条连接，用于在发动机起动状态向一次功率汇流条供电；直流电能变换设备，输入端与所述一次功率汇流条连接，输出端与关键负载汇流条连接，用于在发电机发电状态对一次功率汇流条上的直流电能进行转换并输出至关键负载汇流条；关键负载汇流条，与关键负载连接，用于向对应的关键负载供电。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种飞机直流供电系统的供电方法，所述方法包括：在发电机发电状态，所述至少两个电机控制器控制电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关接通，并控制所述至少两个发电机中的一个发电机和对应的电机控制器工作于电压控制模式，其他发电机及对应的电机控制器工作于功率控制模式；当工作于功率控制模式的发电机和/或对应的电机控制器发生故障时，切断该电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关；当工作于电压控制模式的发电机和/或对应的电机控制器发生故障时，切断该电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关，并将其他发电机中的一台发电机及对应的控制器的工作模式切换为电压控制模式；其中，电压控制模式是指电机控制器将发电机的输出直流电压值作为控制指令，稳定发电机的输出电压和一次功率汇流条上调压点的电压；功率控制模式是指电机控制器将发电机的输出电流值作为控制指令，控制发电机给定的输出功率值。本专利技术实施例所述的技术方案，通过至少两个发电机和分别对应连接的至少两个电机控制器产生并输出直流电能至一次功率汇流条，至少两个一次功率汇流条分别通过可控开关与对应的至少两个电机控制器连接，相邻两个一次功率汇流条之间相互连接，该直流供电系统中的发电机和电机控制器直接输出直流电能，而且在发电机起动状态时通过外部直流电源供电，取消了现有技术中的对交流电能进行整流的交流电能变换设备，从而提高了系统的功率密度，由于相邻两个一次功率汇流条之间相互连接，在单台或少于该供电系统中配置的发电机数量的多台发电机故障时，可以直接切断故障的发电机，缩短了故障发生后的重构时间，实现了单台或多台发电机故障时供电系统的连续性供电。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种飞机直流供电系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的一种飞机直流供电系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例三提供的一种飞机直流供电系统的供电方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的一种飞机直流供电系统的结构示意图，本实施例所述的飞机直流供电系统适用于对飞机中的供电，该系统提供了一种从电能产生系统(包括发电机和电机控制器)至配电系统(包括汇流条及直流电能变换设备)之间的基于直流电能产生和分配的技术。如图1所示，本实施例所述的飞机直流供电系统包括：至少两个发动机(图中未示出)、对应至少两个发动机的至少两个发电机10(图中以两个发电机为例)和与至少两个发电机10分别对应连接的至少两个电机控制器20，用于产生并输出直流电能至对应的一次功率汇流条30，电机控制器20还用于对电机端的可控开关70进行控制，所述电机端的可控开关70包括电机控制器20与一次功率汇流条30之间的可控开关70和外部直流电源40与一次功率汇流条30之间的可控开关70；至少两个一次功率汇流条30，分别通过可控开关70与对应的至少两个电机控制器20连接，相邻两个一次功率汇流条30之间相互连接，用于在发动机起动状态向电机控制器20供电，并在发电机10发电状态向直流电能变换设备50供电；外部直流电源40，通过可控开关70与所述至少两个一次功率汇流条30中的一个一次功率汇流条30连接，用于在发动机起动状态向一次功率汇流条30供电；直流电能变换设备50，输入端与所述一次功率汇流条30连接，输出端与关键负载汇流条60连接，用于在发电机10发电状态对一次功率汇流条30上的直流电能进行转换并输出至关键负载汇流条60；关键负载汇流条60，与关键负载连接，用于向对应的关键负载供电。其中，每个发动机带动对应的发电机进行旋转，从而进行发电。每个发电机10有对应配套的电机控制器20，连接该对应配套的电机控制器，电机控制器20控制对应配套的发电机10。其中，发电机10可以为交流发电机，也可以为直流发电机。在发电机10为交流发电机时，工作形式包括交流发电机加不控整流或交流发电机加可控整流，其中，在工作形式为交流发电机加不控整流时，对应的电机控制器20用于控制保持交流侧的输出电压，使得输出电压保持稳定；在工作形式为交流发电机加可控整流时，发电机输出的电压可变、频率可变，对应的电机控制器20用于对发电机输出的交流电进行整流，保证输出稳定的直流电能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞机直流供电系统，其特征在于，所述系统包括：至少两个发动机、对应至少两个发动机的至少两个发电机和与至少两个发电机分别对应连接的至少两个电机控制器，用于产生并输出直流电能至对应的一次功率汇流条，所述电机控制器还用于对电机端的可控开关进行控制，所述电机端的可控开关包括电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关和外部直流电源与一次功率汇流条之间的可控开关；至少两个一次功率汇流条，分别通过可控开关与对应的至少两个电机控制器连接，相邻两个一次功率汇流条之间相互连接，用于在发动机起动状态向电机控制器供电，并在发电机发电状态向直流电能变换设备供电；外部直流电源，通过可控开关与所述至少两个一次功率汇流条中的一个一次功率汇流条连接，用于在发动机起动状态向一次功率汇流条供电；直流电能变换设备，输入端与所述一次功率汇流条连接，输出端与关键负载汇流条连接，用于在发电机发电状态对一次功率汇流条上的直流电能进行转换并输出至关键负载汇流条；关键负载汇流条，与关键负载连接，用于向对应的关键负载供电。

【技术特征摘要】
1.一种飞机直流供电系统，其特征在于，所述系统包括：至少两个发动机、对应至少两个发动机的至少两个发电机和与至少两个发电机分别对应连接的至少两个电机控制器，用于产生并输出直流电能至对应的一次功率汇流条，所述电机控制器还用于对电机端的可控开关进行控制，所述电机端的可控开关包括电机控制器与一次功率汇流条之间的可控开关和外部直流电源与一次功率汇流条之间的可控开关；至少两个一次功率汇流条，分别通过可控开关与对应的至少两个电机控制器连接，相邻两个一次功率汇流条之间相互连接，用于在发动机起动状态向电机控制器供电，并在发电机发电状态向直流电能变换设备供电；外部直流电源，通过可控开关与所述至少两个一次功率汇流条中的一个一次功率汇流条连接，用于在发动机起动状态向一次功率汇流条供电；直流电能变换设备，输入端与所述一次功率汇流条连接，输出端与关键负载汇流条连接，用于在发电机发电状态对一次功率汇流条上的直流电能进行转换并输出至关键负载汇流条；关键负载汇流条，与关键负载连接，用于向对应的关键负载供电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，至少两个一次功率汇流条中的相邻两个一次功率汇流条之间通过可控开关连接；所述电机控制器还用于对对应的一次功率汇流条之间的可控开关进行控制。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流电能变换设备包括直流电能变压器装置和/或电能变换装置；相应的，所述关键负载汇流条包括低压直流汇流条和/或交流汇流条；所述关键负载包括低压直流负载和/或交流负载；所述直流电能变压器装置，输出端与低压直流汇流条连接，用于将高压直流电能转换为低压直流电能，并输出至低压直流汇流条；所述电能变换装置，输出端与交流汇流条连接，用于将直流电能转换为交流电能，并输出至交流汇流条；所述低压直流汇流条用于向低压直流负载供电；所述交流汇流条用于向交流负载供电。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：康元丽，回彦年，武志勇，于贺平，王春成，王跃，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11