一种机载双向能量变换装置制造方法及图纸

本申请公开了一种机载双向能量变换装置(100)，它的基本结构包括双向小功率通道(110)、双向大功率通道(120)、应急泄放通道(130)、应急直通通道(140)和总体控制模块(150)。它的主要功能是在大功率电作动器能量回馈管理期间，进行储能装置(200)与机载汇流条的能量双向流动控制。所述双向能量变换装置(100)能够实现大小功率双向能量变换、应急泄放和应急直通等多种功能，具有体积重量小，控制效果稳定的特点。本申请是机载供电系统集中储能式能量回馈管理技术的核心装置，在多电飞机机载供电系统中具有实用价值和广泛的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种机载双向能量变换装置


[0001]本申请属于航空电气系统领域。具体涉及一种机载双向能量变换装置。

技术介绍

[0002]随着电气系统在波音787、A380、F35等飞机的大规模应用，多电飞机领域相关技术得到了广泛的关注和发展。其中机载270V高压直流电气系统能够适应飞机电气系统负载设备增加、功率等级增大的发展要求，具有结构简单、体积小、重量轻等优势，成为了飞机电气系统发展的热点方向。随着航空电气技术的发展，电作动器逐渐取代传统液压作动器，成为主要的飞行控制机构。电作动器作为大功率电气负载，具有平均功率低，瞬时功率高的特点；作动器在制动和逆载运行时，会向电气系统回馈电能，如果不对再生电能进行有效的处理，会破坏飞机电气系统的稳定性，损坏机载电气设备。
[0003]在机载汇流条上对大功率电作动器能量回馈的处理方案有两类，第一类是集中式能量耗散，该方案采用能耗电阻将再生电能转换为热能并耗散掉，是目前应用最广泛的方案；第二类是集中式能量存储，该方案采用储能装置将再生电能存储起来，实现能量的回收利用。在第二类方案中，双向能量变换装置被用于连接储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，由双向小功率通道(110)、双向大功率通道(120)、应急泄放通道(130)、应急直通通道(140)和总体控制模块(150)构成：外部设备包括储能装置(200)、270V汇流条(300)和储能装置(200)充电汇流条；所述储能装置(200)分别经双向小功率通道(110)、双向大功率通道(120)和应急直通通道(140)连接270V汇流条(300)，上述各通道相互并联；储能装置(200)经双向小功率通道(110)连接储能装置(200)充电汇流条；应急泄放通道(130)一端连接270V汇流条(300)另一端接地；总体控制模块(150)以弱电信号连接储能装置(200)、双向小功率通道(110)、双向大功率通道(120)、应急直通通道(140)和应急泄放通道(130)，用于采集系统状态信息并进行双向能量流动控制。2.根据权利要求1所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，双向小功率通道(110)包括一个输入接口和两个输出接口，其结构包括两组级联式双向DC
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DC变换器和双向小功率通道(110)控制电路；输入接口对外连接储能装置(200)，对内同时连接两组级联式双向DC
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DC变换器；输出接口对外分别连接270V汇流条(300)和储能装置(200)充电汇流条，对内经直流接触器连接两组级联式双向DC
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DC变换器，直流接触器用于控制第一组DC
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DC变换器输出端在两个输出接口间切换；所述双向小功率通道(110)以恒压限流模式实现储能装置(200)与270V汇流条(300)的小功率双向能量变换，以恒流模式实现储能装置(200)与270V汇流条(300)的小功率双向能量变换，以恒流模式实现储能装置(200)与储能装置(200)充电汇流条的小功率双向能量变换。3.根据权利要求2所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，所述双向小功率通道(110)控制电路采用带有前馈的双环控制器结构，外环是电压环控制器，内环是带有前馈的电流环控制器；电压环控制器中，电压指令值和电压反馈值相减后经PI调节器得到电流指令值；电流环控制器中，电流指令值和电流反馈值相减后经PI调节器得到PWM信号占空比，与输入输出电压变比相加后，得到最终PWM信号占空比；电流环控制器包括升压和降压两组，采用内部触发器对两组控制器的输出结果进行判定与选择，最终确定全桥四路PWM信号的占空比。4.根据权利要求1所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，双向大功率通道(120)包括一组4相交错双向Buck/Boost变换器和双向大功率通道(120)控制电路，所述4相交错双向Buck/Boost变换器的输入端和输出端分别连接一个滤波电容，变换器内部由四路相同的Buck/Boost单元电路并联构成，每路Buck/Boost单元电路包括2个开关管和1个功率电感；所述双向大功率通道(120)以恒流模式实现储能装置(200)与270V汇流条(300)的大功率双向能量变换。5.根据权利要求4所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，所述双向大功率通道(120)控制电路采用恒流模式的双环电流控制器，外环为输出电流控制器，内环为4相电感电流均流控制器，外环电流控制器中，电流指令值和电流反馈值相减后经PI调节器得到PWM信号统一占空比，内环4相电感电流均流控制器中，4路电感电流平均值与各路电感电流值相减后经PI调节器得到各路PWM信号占空比，与PWM信号统一占空比相加后，得到各路最终PWM信号占空比。6.根据权利要求1所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，所述应急泄放通道(130)包括大功率开关器件、大功率泄放电阻和控制电路；所述应急泄放通道(130)用
于在储能装置(200)发生故障无法吸收再生电能时，通过大功率电阻完成270V汇流条(300)向储能装置(200)的再生电能耗散。7.根据权利要求1所述一种机载双向能量变换装置(100)，其特征在于，所述应急直通通道(140)包括高压直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金全，张博一，范文虎，郭宏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：