具有多相发电机的电力供应系统和具有这种电力供应系统的航空器技术方案

一种用于航空器(28)的电力供应系统(1、23)，其包括：多个发电机(2、6)和多个电力转换单元(10、12、14、16、24、26)，每个发电机均能够联接至航空器引擎(4、8)并且能够通过航空器引擎来旋转，每个发电机(2、6)均包括至少四个AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)，每个电力转换单元均具有多个输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)和至少一个输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)，其中每个单独的电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)连接至多个发电机(2、6)中的至少两个的多个相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)。电力转换单元(10、12、14、16、24、26)每个均包括整流和转换装置(18)，其用于在输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)处提供具有可预定的频率和电压水平的输出电压。

A power supply system with a multiphase generator and an aircraft with such a power supply system

\u4e00\u79cd\u7528\u4e8e\u822a\u7a7a\u5668(28)\u7684\u7535\u529b\u4f9b\u5e94\u7cfb\u7edf(1\u300123)\uff0c\u5176\u5305\u62ec\uff1a\u591a\u4e2a\u53d1\u7535\u673a(2\u30016)\u548c\u591a\u4e2a\u7535\u529b\u8f6c\u6362\u5355\u5143(10\u300112\u300114\u300116\u300124\u300126)\uff0c\u6bcf\u4e2a\u53d1\u7535\u673a\u5747\u80fd\u591f\u8054\u63a5\u81f3\u822a\u7a7a\u5668\u5f15\u64ce(4\u30018)\u5e76\u4e14\u80fd\u591f\u901a\u8fc7\u822a\u7a7a\u5668\u5f15\u64ce\u6765\u65cb\u8f6c\uff0c\u6bcf\u4e2a\u53d1\u7535\u673a(2\u30016)\u5747\u5305\u62ec\u81f3\u5c11\u56db\u4e2aAC\u76f8\u4f4d(2a\u30012b\u30012c\u30012d\u30016a\u30016b\u30016c\u30016d)\uff0c\u6bcf\u4e2a\u7535\u529b\u8f6c\u6362\u5355\u5143\u5747\u5177\u6709\u591a\u4e2a\u8f93\u5165(10a\u300110b\u300112a\u300112b\u300114a\u300114b\u300116a\u300116b)\u548c\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u8f93\u51fa(10x\u300112x\u300114x\u300116x\u300124x\u300126x)\uff0c\u5176\u4e2d\u6bcf\u4e2a\u5355\u72ec\u7684\u7535\u529b\u8f6c\u6362\u5355\u5143(10\u300112\u300114\u300116\u300124\u300126)\u7684\u8f93\u5165(10a\u300110b\u300112a\u300112b\u300114a\u300114b\u300116a\u300116b)\u8fde\u63a5\u81f3\u591a\u4e2a\u53d1\u7535\u673a(2\u30016)\u4e2d\u7684\u81f3\u5c11\u4e24\u4e2a\u7684\u591a\u4e2a\u76f8\u4f4d(2a\u30012b\u30012c\u30012d\u30016a\u30016b\u30016c\u30016d)\u3002 The power conversion unit (10, 12, 14, 16, 24, 26) each include a rectifier and switching device (18), which is used in the output (10x, 12x, 14x, 16x, 24x, 26x) at the output voltage to provide a predetermined frequency and voltage level.

【技术实现步骤摘要】
具有多相发电机的电力供应系统和具有这种电力供应系统的航空器
本专利技术涉及用于航空器的电力供应系统，并且涉及具有至少两个引擎和这种电力供应系统的航空器。
技术介绍
在商用航空器中，已知使用多个(例如四个)发电机，以便于产生电力，这使得每个航空器引擎使用多达两个发电机。各个发电机相当复杂，并且可以包括永磁发电机、主励磁机和同步发电机。此外，通常已知的是这些发电机需要发电机控制单元(GCU)以通过调节励磁电流来补偿负载变化和速度变化，从而控制发电机电力输出。为了实现足够的系统安全性和冗余度，使用多个独立的发电机，这继而产生了机械传动机构将发电机与引擎联接的需要。早期的航空器中，使用整体驱动发电机(IDG)，所述整体驱动发电机基于机械-液压传动机构，具有相当大的重量并且更为昂贵。US2012/0025604A1示出了一种用于航空器的电力供应系统，所述电力供应系统包括至少一个主发电机，所述主发电机通过至少一个电力分配通道对至少一个技术负载和至少一个商业负载馈电，所述电力分配通道包括至少一个电力分配母线和至少一个电压转换器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于航空器的电力供应系统，所述电力供应系统的重量明显更低，同时增加了系统可靠性的需求，并且还适于未来的高压DC架构。通过具有权利要求1的特征的用于航空器的电力供应系统来实现这个目的。从从属权利要求和下文中可以获得有利的实施例和进一步的改进。本专利技术提出一种用于航空器的电力供应系统，所述电力供应系统包括多个发电机和多个电力转换单元，每个发电机均能够联接至航空器引擎并能够通过航空器引擎来旋转，每个发电机均包括至少四个AC相位，每个电力转换单元均具有多个输入和至少一个输出，其中每个单独的电力转换单元的输入连接至多个发电机中的至少两个的多个相位。每个电力转换单元均包括整流和转换装置，所述整流和转换装置用于在输出处提供具有可预定的频率和电压水平的输出电压。根据本专利技术，电力供应系统依赖于多相发电机的使用，所述多相发电机能够通过航空器引擎来旋转。每个发电机优选地均包括至少四个AC相位，所述AC相位还可以总计五、六、七或甚至更多的相位。此外，发电机可以是同步发电机或异步发电机，所述同步发电机或异步发电机可以使用永磁体作为主励磁机。与常规的安装不同，每个发电机的各个相位连接至不同的电力转换单元，所述电力转换单元继而连接至所使用的发电机中的至少两个中的每一个的至少一个相位。每个单独的相位将在电力转换单元中进行处理，以用于在电力转换单元的输出处产生具有可预定的受控的固定频率和电压水平的输出电压。这意味着，由于在电力转换单元中实施这些所需参数的规定，发电机无需产生具有受控的电压水平和固定的预定频率的电力输出。此外，由于GCU的功能将是电力转换单元的一部分，发电机控制单元(GCU)也不再是必须的。由于每个电力转换单元均具有多个输入相位通道(所述输入相位通道将全部连接至不同的发电机)，因此导致发电机的一个或多个输出相位损失的不期望的状况将完全不会导致由电力转换单元所提供的电力的损失。这些电力转换单元将仍然能够将电力提供至相联的母线。如果所传输的电力的量不再能够满足用户的需求，可以进行甩负荷(loadshedding)，正如目前当发电机的单一相位损失时所采用的方法。与普通系统相比，根据本专利技术的系统提供了改进的容错性、明显更低的重量以及更小的复杂性。此外，如果电力转换单元的输出频率设定为0，根据本专利技术的系统还能够用于航空器中的高压DC架构。在这种情况下，电力转换单元可以简化至简单的整流功能。在示例性实施例中，每个电力转换单元均包括多个输入，其中所述输入的数量等于发电机的数量的整数倍，其中每个电力转换单元的输入均与每个发电机的相应数量的相位相联接。因此，每个电力转换单元可以连接至发电机的单个相位、一对相位或者更多相位，由此增加了冗余度。作为伴随的作用，连接至电力转换单元的发电机的相位越多，在电力转换单元的输出上将越少发生纹波效应(rippleeffect)。为了改进冗余度，上述整数倍可以至少为二。如果电力转换单元的数量等于每个发电机的AC相位的数量，则是有利的。因此，电力转换单元可以连接至每个发电机的另一相位或另一组相位，这将进一步增加可靠性。然而，电力转换单元的数量还可以小于每个发电机的AC相位的数量，其中每个电力转换单元的输入与一部分发电机的相应数量的相位相联接。这能够提供小于每个发电机的AC相位的数量但是具有同样改进的可靠性的多个独立的电网、总线、母线。此外优选的是，每个发电机的每个AC相位连接至不同的电力转换单元。在另一有利的实施例中，每个电力转换单元均包括用于其输入中的每个的整流装置。此外，每个整流装置适于在产生输出电压之前，对相联的输入处的电压进行整流。发电机的输出无需在频率和电压水平方面进行匹配，这继而大大降低了对输送电压的特定形式的需求，并且因此降低了对发电机的同步的需求。整流装置可以是整流和转换装置的一部分。然而，整流和转换装置可以分成两个部分，所述两个部分专用于提供整流或转换。有利的是，每个电力转换单元均包括单一输出，其中每个电力转换单元适于在输出处由所有输入的整流电压产生单一电压。优选地，从不同的发电机输送的输出电压以并联的方式连接至电力转换单元中的转换装置的输入，从而形成了具有共同(common)频率的共同输出，其中与不同相位相联的所有单独的电流被加在一起。因此，如果损失一个相位，剩余相位仍然输送电力。转换装置可以是整流和转换装置的一部分。然而，如上所述，整流和转换装置可以分成两个部分，所述两个部分专用于提供整流或转换。在另一有利的实施例中，至少两个电力转换单元的输出连接至开关电路，所述开关电路连接至单一电力供应线路。在这方面，电力供应线路是延伸至电力用户的供应线路。开关电路适于选择性地将至少两个电力转换单元的输出连接至电力供应线路。电力供应线路继而连接至航空器中的某个电力母线。除了将不同相位连接至不同电力转换单元实现的冗余度之外，开关电路还可以进一步增加可靠性。开关电路可以是机械装置或基于半导体的电子装置，其中根据负载需求、发电机状态或其他参数，可以交换或组合传输至某个母线的电力。在优选实施例中，开关电路适于一次将仅一个输出排他地连接至电力供应线路。因此，如果某个电力转换单元不能传输电力供应线路上所需的电力(例如如果发电机的一个AC相位出现问题)，另一电力转换单元可以连接至电力供应线路，而先前连接的电力转换单元可以连接至具有更低的电力需求的母线。如上所述，开关电路还适于一次将超过一个的输出连接至电力供应线路，其中相联的电力转换单元适于在相联的输出处提供同步频率的电压。为此目的，电力转换单元可以通过数据传输总线或网络相联接，使得所述电力转换单元能够同步其频率。因此可以满足更高的电力需求。由于对于发电机的传输电压的较不复杂的需求，所述发电机可以实现为永磁发电机。至少一个电力转换单元可以适于在相联的输出处提供DC电流。因而，具有基于高DC电压的电网的未来的航空器可以设置有这种电力供应系统。本专利技术还涉及一种航空器，所述航空器具有至少两个引擎和根据上文的至少一个系统。优选地，所述航空器包括至少两个电力总线，每个电力总线均连接至不同的电力转换单元的输出。附图说明在对附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航空器(28)的电力供应系统(1、23)，所述电力供应系统包括：‑多个发电机(2、6)，每个所述发电机均能够联接至航空器引擎(4、8)并且能够通过所述航空器引擎来旋转，每个发电机(2、6)均包括至少四个AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)，以及‑多个电力转换单元(10、12、14、16、24、26)，每个所述电力转换单元均具有多个输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)和至少一个输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)，其中每个单独的所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的所述输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)连接至多个所述发电机(2、6)中的至少两个的多个相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)，其中，所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)每个均包括整流和转换装置(18)，所述整流和转换装置用于在所述输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)处提供具有可预定的频率和电压水平的输出电压。

【技术特征摘要】
2016.05.18 EP 16170192.51.一种用于航空器(28)的电力供应系统(1、23)，所述电力供应系统包括：-多个发电机(2、6)，每个所述发电机均能够联接至航空器引擎(4、8)并且能够通过所述航空器引擎来旋转，每个发电机(2、6)均包括至少四个AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)，以及-多个电力转换单元(10、12、14、16、24、26)，每个所述电力转换单元均具有多个输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)和至少一个输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)，其中每个单独的所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的所述输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)连接至多个所述发电机(2、6)中的至少两个的多个相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)，其中，所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)每个均包括整流和转换装置(18)，所述整流和转换装置用于在所述输出(10x、12x、14x、16x、24x、26x)处提供具有可预定的频率和电压水平的输出电压。2.根据权利要求1所述的电力供应系统(1、23)，其中，每个电力转换单元(10、12、14、16、24、26)均包括多个输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)，所述输入的数量等于所述发电机(2、6)的数量的整数倍，其中每个所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)与每个所述发电机(2、6)的相应数量的相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)联接。3.根据权利要求2所述的电力供应系统(1、23)，其中，所述整数倍至少为两倍。4.根据前述任意一项权利要求所述的电力供应系统(1、23)，其中，所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的数量等于每个所述发电机(2、6)的AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)的数量。5.根据权利要求1所述的电力供应系统(1、23)，其中，所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的数量小于每个所述发电机(2、6)的AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)的数量，其中每个所述电力转换单元(10、12、14、16、24、26)的输入(10a、10b、12a、12b、14a、14b、16a、16b)与一部分所述发电机的相应数量的相位相联接。6.根据前述任意一项权利要求所述的电力供应系统(1、23)，其中，每个所述发电机(2、6)的每个所述AC相位(2a、2b、2c、2d、6a、6b、6c、6d)均连接至不同的所述电力转换单元(10、12、14、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·舒尔特，S·M·德伊拉尔杜亚雷尔，J·旺格曼，
申请(专利权)人：空中客车西班牙运营有限责任公司，空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES