BR102012031851A2

BR102012031851A2 - Sistema de distribuição de potência de corrente contínua para uma aeronave e aeronave

Info

Publication number: BR102012031851A2
Application number: BRBR102012031851-2A
Authority: BR
Inventors: Christof Sihler; Sebastian Pedro Rosado
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2014-10-21
Also published as: CA2798271C; EP2605386A2; US20130154349A1; JP2013124097A; US9143029B2; JP6110648B2; CN103158875B; CN103158875A; EP2605386A3; CA2798271A1

Abstract

SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CORRENTE CONTÍNUA PARA UMA AERONAVE E AERONAVE. Um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC) é fornecido para um aeronave. O sistema inclui um barramento de sistema de CC configurado para transportar potência eletrica de uma fonte de potência elétrica para uma pluralidade de cargas elétricas. As cargas elétricas estão a bordo da aeronave. O barramento de sistema de CC inclui um lado de carga. O sistema inclui uma pluralidade de módulos de conversor de potência que é acoplada de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga do barramento de sistema de CC. os módulos de conversor de potência são configurados para serem presos de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha de modo que o pelo menos um módulo de conversor de potência não abasteça potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas

Description

“SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CORRENTE CONTÍNUA PARA UMA AERONAVE E AERONAVE”

Antecedentes

Muitos tipos de aeronaves, tal como aeróstatos, aeronaves de asa fixa, aeronaves de sustentação de potência e aeronaves de asa rotativa, incluem sistemas de distribuição de potência para distribuir potência elétrica a várias cargas elétricas a bordo da aeronave. A demanda de potência elétrica fornecida por sistemas de distribuição de potência a bordo da aeronave continua a aumentar. A demanda aumentada pode ser baseada em um número aumentado de cargas elétricas e/ou em um aumento na quantidade de potência elétrica consumida por cargas elétricas a bordo da aeronave. Por exemplo, geradores de arranque elétrico, sistemas de pressurização e controle ambiental alimentado eletricamente, controles de voo atuados eletricamente, motor elétrico e sistemas de gerenciamento de voo e sistemas de degelo e antigelo elétricos são cargas elétricas que foram adicionadas de forma relativamente recente a bordo da aeronave. Novas cargas elétricas também foram adicionadas para aumentar padrões de conforto e/ou para fornecer aos passageiros mais entretenimento e/ou outros serviços. Ademais, à medida que as cargas elétricas se tornam mais avançadas, por exemplo, para incluir mais recursos e/ou capacidade, as cargas elétricas consomem uma quantidade maior de potência elétrica.

Pelo menos algumas aeronaves conhecidas incluem sistemas de distribuição de potência de corrente alternada (CA) que distribuem potência de CA às várias cargas elétricas a bordo da aeronave. Entretanto, sistemas de 25 distribuição de potência de CA não são desvantajosos. Por exemplo, muitas das cargas elétricas a bordo de uma aeronave, se não a maioria, são cargas de corrente contínua (CC) que são configuradas para operar com o uso de CC. Consequentemente, os estágios de conversão de potência devem ser fornecidos em cada carga de CC para converter a potência de CA fornecida pelo sistema de distribuição de potência de CA em potência de CC que pode ser usada pela carga de CC. Entretanto, os estágios de conversão de potência fornecidos em cada uma das cargas de CC para converter a potência de CA 5 em potência de CC aumentam o peso, o tamanho e o número de componentes do sistema de distribuição de potência. Ademais, os estágios de conversão de potência fornecidos em cada uma das cargas de CC para converter a potência de CA em potência de CC podem diminuir a confiabilidade e/ou capacidade de manutenção do sistema de distribuição de potência.

Breve Descrição

Em uma realização, um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC) é fornecido para uma aeronave. O sistema inclui um barramento de sistema de CC configurado para transportar potência elétrica de uma fonte de potência elétrica para uma pluralidade de cargas elétricas. As 15 cargas elétricas estão a bordo da aeronave. O barramento de sistema de CC inclui um lado de carga. O sistema inclui uma pluralidade de módulos de conversor de potência que é acoplado de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga do barramento de sistema de CC. Os módulos de conversor de potência são configurados para serem presos 20 de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha de modo que o pelo menos um módulo de conversor de potência não abasteça potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas.

Em outra realização, uma aeronave incluir uma fuselagem, uma

fonte de potência elétrica a bordo da fuselagem, uma pluralidade de cargas elétricas a bordo da fuselagem, e um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC). O sistema de distribuição de potência de CC inclui um barramento de sistema de CC que tem um lado de fonte e um lado de carga. O barramento de sistema de CC é acoplado de forma elétrica à fonte no lado de fonte. Uma pluralidade de módulos de conversor de potência é presa de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas. Os módulos de 5 conversor de potência são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga para transportar potência elétrica do barramento de sistema de CC às cargas elétricas. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha de modo que o pelo menos um módulo de conversor de potência 10 não abasteça potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas.

Em ainda outra realização, um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC) é fornecido para uma aeronave. O sistema inclui um barramento de sistema de CC configurado para transportar potência elétrica de 15 uma fonte de potência elétrica para uma pluralidade de cargas elétricas. As cargas elétricas estão a bordo da aeronave. O barramento de sistema de CC tem um lado de carga. Uma pluralidade de módulos de conversor de potência é acoplada forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga do barramento de sistema de CC. Os módulos de conversor de potência 20 são configurados para serem presos de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas. O sistema também inclui um controlador acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC. O controlador é configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma realização de uma aeronave.

A Figura 2 é um diagrama de circuito que ilustra uma realização de um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC) da aeronave mostrada na Figura 1.

A Figura 3 é um fluxograma que ilustra uma realização de um método para responder a uma falha dentro do sistema de distribuição de potência de CC mostrado na Figura 2.

A Figura 4 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um conversor de CC em CC para uso com o sistema mostrado na Figura 2.

A Figura 5 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um conversor de CC em CC para uso com o sistema mostrado na Figura 2. A Figura 6 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização

de um sistema de distribuição de potência de CC da aeronave mostrada na Figura 1.

A Figura 7 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um sistema de distribuição de potência de CC da aeronave mostrada na Figurai.

Descrição Detalhada

A seguinte descrição detalhada de determinadas realizações será melhor compreendida quando lida em conjunção com os desenhos anexos. Deve ser compreendido que as várias realizações não são limitadas às disposições e instrumental mostrado nos desenhos.

Conforme usado no presente documento, um elemento ou etapa recitada no singular e procedido com a palavra "um" ou "uma" deve ser compreendido como não excluindo o plural dos ditos elementos ou etapas, a menos que tal exclusão seja declarada explicitamente. Além disso, referências 25 a "uma realização" não são destinadas a serem interpretadas como excluindo a existência de realizações adicionais que também incorporam os recursos recitados. Ademais, salvo declaração explícita em contrário, as realizações "que compreendem" ou "que têm" um elemento ou uma pluralidade de elementos que têm uma propriedade particular pode incluir tais elementos adicionais que não têm aquela propriedade.

Várias realizações fornecem sistemas de distribuição de potência de corrente contínua (CC) para aeronave. Por exemplo, várias realizações de sistemas de distribuição de potência de CC e aeronave incluem módulos de conversor de potência que são configurados para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha. Ademais, e, por exemplo, várias realizações de sistemas de distribuição de potência de CC e aeronave incluem um controlador que é configurado para manter uma corrente elétrica de um barramento de sistema de CC em um valor comandado. Pelo menos um efeito técnico de várias realizações é um sistema de distribuição de potência que ocupa menos espaço e/ou que tem um custo reduzido, uma complexidade reduzida, um número reduzido de componentes e/ou uma eficácia aumentada. Pelo menos um outro efeito técnico de várias realizações é a eliminação de um ou mais disjuntores de CC de um sistema de distribuição de potência.

As várias realizações de sistemas de distribuição de potência de CC podem ser implantadas dentro de qualquer tipo de aeronave. Realizações de sistemas de distribuição de potência de CC são descritas e ilustradas no presente documento em relação a um avião de asa fixa. Entretanto, as várias 20 realizações de sistemas de distribuição de potência de CC descritos e/ou ilustrados no presente documento não são limitadas a aviões de asa fixa, mas em vez disso as várias realizações de sistemas de distribuição de potência de CC descritos e/ou ilustrados no presente documento podem ser usadas com qualquer outro tipo de aeronave que tem qualquer outro projeto, estrutura, 25 configuração, disposição e/ou similares, tal como, mas não limitado a, aeróstatos, aeronaves de sustentação de potência e/ou aeronaves de asa rotativa, entre outros.

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma realização de uma aeronave 10. Na realização ilustrada, a aeronave 10 é um avião de passageiros de asa fixa. A aeronave 10 inclui uma fuselagem 12, uma fonte 14 de potência elétrica, uma pluralidade de cargas elétricas 16, e um sistema de distribuição de potência de CC 18. A fonte 14 e as cargas elétricas 16 estão a 5 bordo da fuselagem 12. Especificamente, a fonte 14 e as cargas elétricas 16 estão posicionadas em várias localizações na e/ou dentro da fuselagem 12 de modo que a fonte 14 e as cargas elétricas 16 sejam transportadas pela fuselagem 12 durante voo da aeronave 10. O sistema de distribuição de potência de CC 18 inclui um barramento de sistema de CC 20 que é 10 configurado (por exemplo, conectado de forma operacional entre a fonte 14 e as cargas elétricas 16) para transportar potência elétrica da fonte 14 às cargas elétricas 16. Várias realizações do sistema de distribuição de potência de CC 18 serão descritas em mais detalhes abaixo.

A fonte 14 pode ser qualquer tipo de fonte de potência elétrica, por exemplo, um dispositivo de geração ou um dispositivo de armazenagem. Na realização ilustrada, a fonte 14 é um gerador de turbina que é associado com um motor 22 da aeronave 10. Outros exemplos da fonte 14 como um dispositivo de geração incluem geradores elétricos e/ou células solares, entre outros. Exemplos da fonte 14 como um dispositivo de armazenagem incluem células de combustível, baterias, volantes e/ou capacitores, entre outros. Na realização ilustrada, a fonte 14 de potência elétrica é uma fonte de potência de corrente alternada (CA). Alternativamente, a fonte 14 é uma fonte de potência de CC. Embora mostrada como estando localizada no motor 22 da aeronave 10, a fonte 14 podem estar localizada em qualquer localização ao longo da fuselagem 12. Ademais, embora somente uma seja mostrada, a aeronave 10 pode incluir qualquer número das fontes 14. Quando a aeronave 10 incluí uma pluralidade de fontes 14, cada fonte 14 pode ser qualquer tipo de fonte, pode estar localizada em qualquer localização ao longo da fuselagem 12, pode ser uma fonte de potência de CA ou CC e/ou pode ou não ser conectada de forma operacional ao sistema de distribuição de potência de CC 18 para abastecer as cargas elétricas 16 com potência elétrica.

Os subconjuntos 24 das cargas elétricas 16 são mostrados na Figura 1 em várias localizações ao longo da fuselagem12. Cada subconjunto

24 pode incluir qualquer número de cargas elétricas 16. Em algumas realizações, um ou mais subconjuntos 24 somente incluem uma única carga elétrica 16. Quando um subconjunto 24 inclui duas ou mais cargas elétricas 16, todas as cargas elétricas 16 do subconjunto 24 podem ser do mesmo topo ou o subconjunto 16 pode incluir dois ou mais tipos diferentes de cargas elétricas

16.

As localizações e padrão de subconjuntos 24 ao longo da fuselagem 12 mostradas na Figura 1 são somente para exemplo. Cada subconjunto 24 pode ter qualquer outra localização ao longo da fuselagem 12 e os subconjuntos 24 podem ser dispositivos em qualquer outro padrão em relação um ao outro. Ademais, as cargas elétricas 16 do mesmo subconjunto

24 são mostradas na Figura 1 como agrupadas juntas na mesma localização ao longo da fuselagem12 para somente propósitos ilustrativos. As cargas elétricas 16 do mesmo subconjunto 24 não precisam estar localizadas na 20 mesma localização ao longo da fuselagem 12. Em vez disso, cada carga elétrica 16 pode ter qualquer localização ao longo da fuselagem 12, seja essa localização a mesma ou não, ou adjacente a, a localização de um ou mais outras cargas elétricas 16 do mesmo subconjunto 24. Em outras palavras, as cargas elétricas 12 não são agrupadas juntas nos subconjuntos 24 com base 25 nas localizações das cargas elétricas 12. Em vez disso, as cargas elétricas 16 são agrupadas juntas nos subconjuntos 24 com base nos módulos de conversor de potência 26 correspondentes (mostrados na Figura 2) do sistema de distribuição de potência de CC 18 que são comuns a grupos (isto é, os subconjuntos 24) das cargas elétricas 16. A aeronave 10 pode incluir qualquer número dos subconjuntos 24. As cargas elétricas 16 dentro de cada subconjunto 24 podem ser acopladas de forma elétrica ao módulo de conversor de potência 26 correspondente em série, paralelo e/ou uma combinação dos 5 mesmos em relação um ao outro. Os módulos de conversor de potência 26 também podem ser referidos no presente documento como “módulos de conversor de potência de carga”.

Cada carga elétrica 16 de cada subconjunto 24 pode ser qualquer tipo de carga elétrica. Exemplos das cargas elétricas 16 incluem controles de 10 voo, aviônicos, visores, instrumentos, sensores, fornos de cozinha, aquecedores, unidades de refrigeração, iluminação, ventiladores, sistemas de degelo e antigelo, sistemas de gerenciamento de motor, sistemas de gerenciamento de voo, arranques, geradores de arranque, controles ambientais, sistemas de pressurização, sistemas de entretenimento, micro15 ondas, sistemas de arma e/ou câmeras, entre outros. Cada carga elétrica 16 de cada subconjunto 24 pode ser uma carga de CC ou uma carga de CA. Quando um subconjunto 24 inclui uma pluralidade das cargas elétricas 16, todas as cargas elétricas 16 do subconjunto 24 são cargas de CC ou todas as cargas elétricas 16 do subconjunto 24 são cargas de CA.

A aeronave 10 pode incluir outras cargas elétricas (não

mostrado), além disso, as cargas elétricas 16, que não estão conectadas de forma operacional ao sistema de distribuição de potência de CC 18. Por exemplo, a aeronave 12 pode incluir outros sistemas de distribuição de potência (não mostrado) que recebem potência elétrica da fonte 14 e/ou de 25 outras fontes de potência elétrica a bordo da aeronave 10 para abastecer tais outras cargas elétricas com potência elétrica.

A Figura 2 é um diagrama de circuito que ilustra uma realização do sistema de distribuição de potência de CC 18. O sistema 18 inclui o barramento de sistema de CC 20, um módulo de conversor de potência 28, e um ou mais dos módulos de conversor de potência 26. O sistema 18 também pode incluir um controlador 30. O barramento de sistema de CC 20 inclui um lado de fonte 32 e um lado de carga 34. O barramento de sistema de CC 20 é 5 acoplado de forma elétrica à fonte 14 no lado de fonte 32 para receber potência elétrica da fonte 14. Especificamente, o barramento de sistema de CC 20 é acoplado de forma elétrica à fonte 14 através do módulo de conversor de potência 28, o qual é acoplado de forma elétrica entre a fonte 14 e o lado de fonte 32 do barramento de sistema de CC 20. O módulo de conversor de 10 potência 28 é acoplado de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 20 para transportar potência elétrica da fonte 14 ao barramento de sistema de CC 20.

Os módulos de conversor de potência 26 são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 20 no lado de carga 34 do 15 barramento de sistema de CC 20. Os módulos de conversor de potência 26 são presos de forma elétrica a subconjuntos correspondentes 24 das cargas elétricas 16. Em outras palavras, cada módulo de conversor de potência 26 é acoplado de forma elétrica entre o lado de carga 34 do barramento de sistema de CC 20 e um ou mais subconjuntos correspondentes 24 das cargas elétricas 20 16. Os módulos de conversor de potência 26 transportam potência elétrica do barramento de sistema de CC 20 às cargas elétricas 16 do(s) subconjuntos(s) correspondente(s) 24.

O controlador 30 pode ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 20, o módulo de conversor de potência 28 e/ou 25 um ou mais dos módulos de conversor de potência 26 para controlar operação do barramento de sistema de CC 20, do módulo de conversor de potência 28 e/ou um ou mais dos módulos de conversor de potência 26. O barramento de sistema de CC 20 e os acoplamentos em série ao barramento de sistema de CC 20 formam um anel de CC ao longo do qual flui corrente de CC. conforme será descrito em mais detalhes abaixo, o controlador 30 pode ser configurado para manter uma corrente elétrica do anel de CC em um valor comandado. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência 26 pode ser 5 configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha para ignorar o abastecimento de potência elétrica ao subconjunto correspondente 24 das cargas elétricas 16, conforme também será descrito abaixo. Em algumas realizações, o controlador 30 não é acoplado de forma elétrica diretamente a um ou mais dos módulos de conversor de potência 26, mas, em vez disso, é 10 acoplado de forma elétrica aos módulos de conversor de potência 26 através do módulo de conversor de potência 28 e/ou do barramento de sistema de CC 20.

Na realização ilustrada, conforme descrito acima, a fonte 14 é uma fonte de potência de CA. O módulo de conversor de potência 28 inclui um 15 conversor de CA em CC 38 e um conversor de CC em CC 40. Uma conexão 42 (ilustrada como um capacitor) acopla de forma elétrica os conversores 38 e 40 juntos. O conversor de CA em CC 38 é acoplado de forma elétrica à fonte 14 e converte a potência de CA recebida da fonte 14 em potência de CC. O conversor de CC em CC 40 é acoplado de forma elétrica ao lado de fonte 32 do 20 barramento de sistema de CC 20 para abastecer a potência de CC convertida pelo conversor de CA em CC 38 ao barramento de sistema de CC 20.

O conversor de CC em CC 40 inclui dois comutadores 44 e 46 na realização ilustrada. Entretanto, o conversor de CC em CC 40 pode incluir adicional ou alternativamente outros componentes, configurações e/ou 25 similares em outras realizações. Na realização ilustrada, o conversor de CA em CC 38 inclui uma pluralidade de diodos 48. Entretanto, o conversor de CA em CC 38 pode incluir adicional ou alternativamente outros componentes, configurações e/ou similares. Por exemplo, o conversor de CA em CC 38 pode incluir um ou mais comutadores.

Na realização ilustrada, a tensão abastecida pela fonte 14 ao módulo de conversor de potência 28 é variável, mas o módulo de conversor de potência 28 entrega uma tensão substancialmente constante ao barramento de 5 sistema de CC 20. Alternativamente, a tensão abastecida pela fonte 14 é substancialmente constante e/ou o módulo de conversor de potência 28 entrega uma tensão variável ao barramento de sistema de CC 20. Também é possível, em algumas realizações, que a tensão abastecida pela fonte 14 ao módulo de conversor de potência 28 seja variável e o módulo de conversor de 10 potência 28 entrega uma tensão variável ao barramento de sistema de CC 20. O módulo de conversor de potência 28 também pode ser referido no presente documento como um “módulo de conversor de potência de fonte”.

Na realização ilustrada, quatro subconjuntos 24a a 24d de cargas elétricas 16 são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de 15 sistema de CC 20. Entretanto, qualquer número de subconjuntos 24 pode ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 20. Os subconjuntos 24a a 24c são acoplados de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 20 através de módulos de conversor de potência 26a a 26c correspondentes, respectivamente. Na realização ilustrada, o subconjunto 24a 20 inclui uma pluralidade de cargas elétricas 16a que são cargas de CA, o subconjunto 24b inclui uma pluralidade de cargas elétricas 16b que são cargas de CC, e o subconjunto 24c inclui uma única carga elétrica 16c que é uma carga de CC. As cargas elétricas 16a do subconjunto 24a são acopladas de forma elétrica ao módulo de conversor de potência 26a correspondente em 25 paralelo em relação um ao outro, ao passo que as cargas elétricas 16b do subconjunto 24b são acopladas de forma elétrica aos módulos de conversor de potência 26b correspondentes em série em relação um ao outro. O subconjunto 24d representa uma ou mais outras (seja CA ou CC) cargas elétricas 16 que podem ser acopladas de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 20. O subconjunto 24d pode ou não ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 20 através de um módulo de conversor de potência correspondente (não mostrado).

O módulo de conversor de potência 26a inclui um conversor de

CA em CC 50 e um conversor de CC em CC 52. Uma conexão 54 (ilustrada como um capacitor) acopla de forma elétrica os conversores 50 e 52 juntos. O conversor de CC em CA 50 converte a potência de CC recebida do barramento de sistema de CC 20 em potência de CA para uso pela s cargas de CA 16a. Na 10 realização ilustrada, o conversor de CC para CA 50 inclui uma pluralidade de comutadores 56. Entretanto, o conversor de CC para CA 50 pode incluir adicional ou alternativamente outros componentes, configurações e/ou similares. Por exemplo, o conversor de CC para CA 50 pode incluir um ou mais diodos (não mostrado).

O conversor de CC em CC 52 é usado para controlar, ou regular,

a tensão no subconjunto 24a das cargas elétricas 16a. Por exemplo, o conversor de CC em CC 52 pode adaptar, ou ajustar, a tensão às necessidades do subconjunto 24a de cargas elétricas 16a. Ademais, o conversor de CC em CC 52 pode ser usado para causar curto-circuito no 20 módulo de conversor de potência 26a, conforme será descrito abaixo. Na realização ilustrada, o conversor de CC em CC 52 é um conversor em ponte. Especificamente, o conversor de CC em CC 52 inclui dois pares de comutadordiodo 58 e 60 e dois terminais 62 e 63. O par comutador-diodo 58 inclui um diodo 64 e um comutador 66, enquanto o par comutador-diodo 60 inclui um 25 diodo 68 e um comutador 70. Os terminais 62 e 63 são configurados para abastecer potência elétrica ao subconjunto 24a das cargas elétricas 16a através dos diodos 64 e 68 quando ambos comutadores 66 e 70 são abertos. O conversor de CC em CC 52 pode incluir adicional ou alternativamente outros componentes, configurações e/ou similares em outras realizações.

O módulo de conversor de potência 26b inclui um conversor de CC em CC 72, o qual é usado para controlar ou regular a tensão no subconjunto 24b das cargas elétricas 16b. Por exemplo, o conversor de CC em 5 CC 72 pode adaptar ou ajustar, a tensão às necessidades do subconjunto 24b de cargas elétricas 16b e/ou o conversor 72 pode ser usado para causar curtocircuito no módulo de conversor de potência 26b. Adicional ou alternativamente, o módulo de conversor de potência 26b sofre curto-circuito externamente (por exemplo, com o uso de um comutador 69). Na realização 10 ilustrada, o conversor de CC em CC 72 é um conversor em ponte, o qual inclui dois pares de comutador-diodo 78 e 80 e dois terminais 82 e 83. O conversor de CC em CC 72 também inclui uma conexão 74 (ilustrada como um capacitor). Os pares de comutador-diodo 78 e 80 tem diodos 84 e respectivos 88 e comutadores 86 e 90 respectivos. Os terminais 82 e 83 são configurados 15 para abastecer potência elétrica ao subconjunto 24b das cargas elétricas 16b através dos diodos 84 e 88 quando ambos comutadores 86 e 90 são abertos. Em adição ou alternativa à realização ilustrada, o conversor de CC em CC 72 pode incluir outros componentes, configurações e/ou similares em outras realizações.

O módulo de conversor de potência 26c é substancialmente

semelhante ao módulo de conversor de potência 26b e, portanto não será descrito em mais detalhes no presente documento.

Conforme será descrito acima, o controlador 30 pode ser configurado para manter a corrente elétrica fluindo ao longo do anel de CC em

um valor comandado. Em outras palavras, o controlador 30 pode ser configurado para manter a corrente de CC do barramento de sistema de CC 20 em um valor comandado. Quando a corrente elétrica que flui ao longo do barramento de sistema de CC 20 é mantida no valor comandado, o valor da corrente elétrica entrando e saindo de cada um dos módulos de conversor de potência 26 é aproximadamente o mesmo que aquele abastecido a partir do módulo de conversor de potência 28. O valor comandado pode ser qualquer valor. Em algumas realizações, o valor comandado é uma faixa de valores.

Quando o valor comandado é uma faixa e a corrente elétrica que fluido ao longo do barramento de sistema de CC 20 é mantida no valor comandado, o valor da corrente elétrica permanece dentro da faixa conforme abastecida a partir do módulo de conversor de potência 28 e entrando e saindo de cada um dos módulos de conversor de potência 26. O valor comandado pode ser 10 ajustado de tempos em tempos durante e/ou entre ciclos de operação do sistema 18.

O valor comandado pode ser selecionado como um valor adequado para a quantidade de potência elétrica que está sendo usada pelos subconjuntos 24 das cargas elétricas 16. Em algumas realizações, o valor 15 comandado é selecionado para ser o mínimo necessário para suportar o valor de corrente máximo usado por qualquer um dos módulos de conversor de potência 26 para abastecer uma quantidade desejada de potência elétrica às cargas elétricas 16 correspondentes. Em outras palavras, em algumas realizações, o valor comandado depende dos requerimentos, ou demanda, das 20 cargas elétricas 16. Em algumas realizações, as cargas elétricas 16 que são abastecidas com potência elétrica do sistema 18 são selecionadas como cargas que consumem uma quantidade relativamente semelhante de potência elétrica, tal como, mas não limitada a, dentro de aproximadamente 20% entre si ou dentro de aproximadamente 10% entre si. Selecionar cargas que consomem 25 uma quantidade relativamente semelhante de potência elétrica pode aprimorar a eficácia do sistema 18. Por exemplo, uma vez que os módulos de conversor de potência 26 operam em condições relativamente semelhantes, os módulos

26 podem ser otimizados para a quantidade de potência elétrica que é abastecida e/ou para a aplicação desejada.

Na realização ilustrada, o controlador 30 é configurado para manter a corrente elétrica que flui ao longo do barramento de sistema de CC 20 no valor comandado com o uso do módulo de conversor de potência 28.

Especificamente, o conversor de CC em CC 40 do módulo de conversor de potência 28 é usado para manter a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 no valor comandado. Usar o conversor de CC em CC 40, o controlador 30 opera os comutadores 44 e 46 do conversor de CC em CC 40 para acionar a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 ao valor 10 comandado. Um laço de retroalimentação pode ser usado para permitir que o controlador 30 determine o valor comandado.

Pelo menos um dos módulos de conversor de potência 26 pode ser configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha. Quando em curto-circuito, um módulo de conversor de potência 26 não abastece potência elétrica às cargas elétricas 16 correspondentes (isto é, as cargas 16 que são presos de forma elétrica ao módulo de conversor de potência 26 particular). Por exemplo, o conversor de CC em CC (por exemplo, o conversor 52 ou o conversor 72) de um módulo de conversor de potência 26 particular pode ignorar o abastecimento de potência elétrica ao subconjunto correspondente 24 de cargas elétricas 16 ao fornecer um curto-circuito na conexão (por exemplo, a conexão 54 ou a conexão 74) do módulo de conversor de potência 26 particular. O módulo de conversor de potência 26 particular, através disso, transposto ao longo do barramento de sistema de CC 20. O curto-circuito pode ser fornecido ao alterar a tensão para zero ou qualquer valor nominal, tal como, mas não limitado a, mais ou menos aproximadamente 270 volts ou menos, ou mais ou menos aproximadamente 700 volts ou menos.

Na realização ilustrada, o conversor de CC em CC de um módulo de conversor de potência 26 particular fornece o curto-circuito na conexão ao fechar ambos os comutadores (por exemplo, os comutadores 66, 70, 86 ou 90) do mesmo. Entretanto, cada um dos conversores de CC em CC (por exemplo, os conversores 52 e 72) dos módulos de conversor de potência 26 pode incluir adicional ou alternativamente quaisquer outros componentes, configurações 5 e/ou similares que permitam que o conversor de CC em CC cause curtocircuito no módulo de conversor de potência correspondente 26. O controlador 30 pode ser configurado para enviar sinais de comando aos conversores de CC em CC dos módulos de conversor de potência 26 para controlar a operação dos comutadores (por exemplo, os comutadores 66, 70, 86 ou 90) do mesmo.

Quando um módulo de conversor de potência 26 particular sofre

curto-circuito conforme descrito acima, a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 ainda é abastecida ao subconjunto correspondente 24 de cargas elétricas 16. Em algumas realizações, a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 ainda pode ser abastecida a um subconjunto particular 24 de cargas elétricas 16 no valor comandado quando o módulo de conversor de potência correspondente 26 sofre curto-circuito conforme descrito acima. Ao causar curto-circuito em um módulo de conversor de potência 26 particular mediante a ocorrência de uma falha, o controlador 30 responde à falha sem interromper o fluxo de corrente elétrica para o subconjunto 24 de cargas elétricas 16 que correspondem ao módulo de conversor de potência 26 particular. Em outras palavras, o controlador 30 é configurado para controlar uma tensão de um módulo de conversor de potência 26 particular em resposta a uma falha em vez de interromper o abastecimento de corrente elétrica para o subconjunto 24 de cargas elétricas 16 que correspondem ao módulo de conversor de potência 26 particular.

Causar curto-circuito em um módulo de conversor de potência 26 em resposta a uma falha pode permitir a eliminação de um ou mais disjuntores de CC (não mostrado) do sistema 18. Os disjuntores de CC podem ser relativamente caros, podem ser relativamente complexos e/ou podem ter problemas de confiabilidade. Em algumas realizações, os comutadores (por exemplo, os comutadores 66, 70, 86 ou 90) dos conversores de CC em CC dos módulos de conversor de potência 26 têm menos capacidade de interrupção de 5 corrente que um disjuntor de CC. Ademais, em algumas realizações, o valor comandado da corrente elétrica que flui ao longo do barramento de sistema de CC 20 é selecionado como um valor que é baixo suficiente para permitir que os comutadores dos conversores de CC em CC dos módulos de conversor de potência 26 causem curto-circuito no módulo de conversor de potência 10 correspondente 26. Em outras realizações, o valor comandado da corrente elétrica que flui ao longo do barramento de sistema de CC 20 não afeta a capacidade dos comutadores dos conversores de CC em CC dos módulos de conversor de potência 26 para causarem curto-circuito no módulo de conversor de potência correspondente 26. Em algumas realizações, uma ação 15 relativamente rápida dos comutadores dos conversores de CC em CC dos módulos de conversor de potência 26 permite melhor seletividade e/ou coordenação de ações de proteção no sistema 18 quando uma falha ocorre.

Cada um dos módulos de conversor de potência 26 é configurado para permanecer, de forma independente, em operação quando um ou mais outros módulos de conversor de potência 26 é transposto (em uma condição de curto-circuito). Em outras palavras, um ou mais módulos de conversor de potência 26 podem abastecer potência elétrica ao subconjunto correspondente

24 de cargas elétricas 16 quando um ou mais outros módulos de conversor de potência 26 sofrem curto-circuito. Quando um ou mais módulos de conversor 25 de potência 26 são ignorados, a tensão do barramento de sistema de CC 20 iguala a soma das tensões dos módulos de conversor de potência 26 que permanecem em operação (isto é, não foram ignorados). O controlador 30 pode ajustar a tensão entregue pelo módulo de conversor de potência 28 para manter a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 no valor comandado. Consequentemente, a quantidade total de potência elétrica transmitida às cargas elétricas 16 pode ser instantânea, online e/ou dinamicamente adaptada ao adaptar a tensão do barramento de sistema de CC 20.

A capacidade de ignorar individualmente um ou mais módulos de conversor de potência 26 sem interromper o remanescente do sistema 18 permite a manutenção mais fácil do sistema 18. Por exemplo, ao ignorar individualmente um ou mais módulos de conversor de potência 26, os módulos 10 de conversor de potência 26 e/ou outros componentes do sistema 18 podem ser retirados para manutenção, reparo e/ou substituição enquanto o remanescente do sistema 18 permanece em operação. Adicional ou alternativamente a causar curto-circuito a um ou mais módulos de conversor de potência 26, o módulo de conversor de potência 28 pode ser capaz de sofrer 15 curto-circuito para melhorar a capacidade de ignorar do sistema 18. Por exemplo, o módulo de conversor de potência 28 pode sofrer curto-circuito (por exemplo, com o uso de um conversor de CC em CC do módulo 28 que tem uma topologia de circuito que permite tal curto-circuito) para ignorar todos os subconjuntos 24 de cargas elétricas 16.

O anel de CC formado pelo barramento de sistema de CC 20 e os

acoplamentos em série nisto podem ser aterrados através de uma impedância 92, por exemplo, para evitar interrupções de falhas de polo para solo. A impedância 92 pode ser de magnitude suficiente para fornecer isolamento para a diferença de tensão através do barramento de sistema de CC 20.

Embora o sistema de distribuição de potência de CC 18 seja

descrito no presente documento com referência a somente uma única fonte 14, deve ser compreendido que o sistema 18 pode ser acoplado de forma elétrica a qualquer número de fontes para receber potência elétrica disto. Ademais, o sistema 18 pode incluir qualquer número dos módulos de conversor de potência 28 acoplados de forma elétrica entre o barramento de sistema de CC 20 e a fonte 14 para transportar potência elétrica da fonte 14 ao barramento de sistema de CC 20. Embora somente um controlador 30 seja mostrado, as 5 funções, operações, ações e/ou similares do controlador 30 descrito e/ou ilustrado no presente documento podem ser realizadas por um ou mais outros controladores em adição ou alternativa ao controlador 30. Por exemplo, o módulo de conversor de potência 28 e/ou um ou mais dos módulos de conversor de potência 26 podem incluir um controlador (não mostrado) que 10 realiza uma ou mais funções, operações, ações e/ou similares do controlador 30 descrito e/ou ilustrado no presente documento.

A Figura 3 é um fluxograma que ilustra uma realização de um método 100 para responder a uma falha dentro do sistema de distribuição de potência de CC 18 (mostrado na Figura 2). Em algumas realizações, o método 15 100 inclui manter, em 102, uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 em um valor comandado. Por exemplo, o controlador 30 pode manter 102 a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 no valor comandado com o uso do conversor de CC em CC 40 do módulo de conversor de potência (todos os quais são mostrados na Figura 2).

Em 104, o método 100 inclui detectar uma falha. Por exemplo,

uma falha pode ser detectada dentro de uma carga elétrica 16, dentro de um módulo de conversor de potência 26 e/ou dentro de quaisquer outros componentes do sistema 18. A falha pode ser qualquer tipo de falha, tal como, mas não limitada a, um mau funcionamento e/ou uma falha, entre outros. O 25 controlador 30 pode detectar a falha. Uma vez que uma falha é detectada em 104, o método 100 inclui responder à falha ao ignorar, em 106, um módulo de conversor de potência 26 que é associado com a falha. Por associado com a falha, pretende-se significar que a falha ocorreu dentro do módulo de conversor de potência 26 e/ou dentro de uma carga elétrica 16 correspondente. Ignorar em 106 o módulo de conversor de potência 26 que é associado com a falha inclui causar curto-circuito, em 106a, no módulo de conversor de potência 26 que é associado com a falha. Em algumas realizações, o método 100 inclui 5 ajustar, em 108, a tensão entregue pelo módulo de conversor de potência 28 para manter a corrente elétrica do barramento de sistema de CC 20 no valor comandado.

A Figura 4 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um conversor de CC em CC 152 para uso dentro dos módulos de conversor 10 de potência 26 (mostrados na Figura 2). Por exemplo, o conversor de CC em CC 152 pode ser usado no lugar no conversor de CC em CC 52 (mostrado na Figura 2) ou o conversor de CC em CC 72 (mostrado na Figura 2). O conversor de CC em CC 152 é usado para controlar ou regular, a tensão no subconjunto correspondente 24 (mostrado nas Figuras 1 e 2) das cargas elétricas 16 15 (mostradas nas Figuras 1 e 2). Por exemplo, o conversor de CC em CC 152 pode adaptar a tensão às necessidades do subconjunto correspondente 24 e/ou o conversor 152 pode ser usado para causar curto-circuito no módulo de conversor de potência correspondente 26.

O conversor de CC em CC 152 inclui dois comutadores 186 e 20 190, dois terminais 182 e 183, e uma conexão 174 (ilustrada como um capacitor). Os terminais 182 e183 são configurados para abastecer potência elétrica ao subconjunto 24 correspondente das cargas elétricas 16 através da conexão 174 quando ambos comutadores 186 e 190 são abertos. O conversor de CC em CC 152 é configurado para causar curto-circuito no módulo de 25 conversor de potência correspondente 26 ao fechar ambos os comutadores 186 ou 190. Entretanto, adicional ou alternativamente à realização ilustrada, o conversor de CC em CC 152 pode incluir quaisquer outros componentes, configurações e/ou similares que permitam que o conversor de CC em CC 152 cause curto-circuito no módulo de conversor de potência correspondente 26.

A Figura 5 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um conversor de CC em CC 252 para uso dentro dos módulos de conversor de potência 26 (mostrados na Figura 2). O conversor de CC em CC 252 é 5 usado para controlar ou regular, a tensão no subconjunto correspondente 24 (mostrado nas Figuras 1 e 2) das cargas elétricas 16 (mostradas nas Figuras 1 e 2). Por exemplo, o conversor de CC em CC 252 pode adaptar a tensão às necessidades do subconjunto correspondente 24. Ademais e, por exemplo, o conversor de CC em CC 252 pode ser usado para causar curto-circuito no 10 módulo de conversor de potência correspondente 26.

O conversor de CC em CC 252 inclui um par de comutador-diodo 278, dois terminais 282 e 283, e uma conexão 274 (ilustrada como um capacitor). O par comutador-diodo 278 inclui um diodo 284 e um comutador 286. Os terminais 282 e 283 são configurados para abastecer potência elétrica 15 ao subconjunto 24 correspondente das cargas elétricas 16 através do diodo 284 e da conexão 274 quando o comutador 286 é aberto. O conversor de CC em CC 252 é configurado para causar curto-circuito no módulo de conversor de potência correspondente 26 ao fechar o comutador 286. Entretanto, em adição ou alternativa á realização ilustrada, o conversor de CC em CC 152 pode incluir 20 quaisquer outros componentes, configurações e/ou similares que permitam que o conversor de CC em CC 152 cause curto-circuito no módulo de conversor de potência correspondente 26.

A Figura 6 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um sistema de distribuição de potência de CC 318. O sistema 318 inclui um 25 barramento de sistema de CC 320, um módulo de conversor de potência 328, e um ou mais módulos de conversor de potência 326. O sistema 318 também pode incluir um controlador 330. O módulo de conversor de potência 328 é acoplado de forma elétrica entre a fonte 14 e o barramento de sistema de CC 320 para transportar potência elétrica da fonte 14 ao barramento de sistema de CC 320. Os módulos de conversor de potência 326 são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 320. Os módulos de conversor de potência 326 são presos de forma elétrica a subconjuntos 5 correspondentes 24 das cargas elétricas 16 para transportar potência elétrica do barramento de sistema de CC 320 às cargas elétricas 16 do(s) subconjuntos(s) correspondente(s) 24. O controlador 330 pode ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 320, o módulo de conversor de potência 328 e/ou um ou mais dos módulos de conversor de potência 326 para 10 controlar a operação do mesmo. O barramento de sistema de CC 320 e os acoplamentos em série ao barramento de sistema de CC 20 formam um anel de CC ao longo do qual flui corrente de CC.

O controlador 330 pode ser configurado para manter a corrente elétrica do anel de CC em um valor comandado. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência 326 pode ser configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha para ignorar o abastecimento de potência elétrica ao subconjunto correspondente 24 das cargas elétricas 16.

O módulo de conversor de potência 328 inclui um conversor de CA em CC 338 e um conversor de CC em CC 340. Uma conexão 342 (ilustrada 20 como um capacitor) acopla de forma elétrica os conversores 338 e 340 juntos. O conversor de CA em CC 338 é acoplado de forma elétrica à fonte 14 e converte a potência de CA recebida da fonte 14 em potência de CC. O conversor de CC em CC 340 é acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 320 para abastecer a potência de CC convertida pelo conversor 25 de CA em CC 338 ao barramento de sistema de CC 320.

O conversor de CC em CC 340 é um conversor em ponte que inclui dois pares de comutador-diodo 358 e 360 e dois terminais 362 e 363. O par comutador-diodo 358 inclui um diodo 364 e um comutador 366, enquanto o par comutador-diodo 360 inclui um diodo 368 e um comutador 370. Os terminais 362 e 363 são configurados para abastecer potência elétrica ao barramento de sistema de CC 320 através dos diodos 364 e 368 quando ambos comutadores 366 e 370 são abertos.

Na realização ilustrada, a tensão abastecida pela fonte 14 ao

módulo de conversor de potência 328 é variável, mas o módulo de conversor de potência 328 entrega uma tensão substancialmente constante ao barramento de sistema de CC 320. Alternativamente, a tensão abastecida pela fonte 14 é substancialmente constante e/ou o módulo de conversor de potência 10 328 entrega uma tensão variável ao barramento de sistema de CC 320. Também é possível, em algumas realizações, que a tensão abastecida pela fonte 14 ao módulo de conversor de potência 328 seja variável e o módulo de conversor de potência 328 entrega uma tensão variável ao barramento de sistema de CC 320. O módulo de conversor de potência 328 também pode ser 15 referido no presente documento como um “módulo de conversor de potência de fonte”.

Na realização ilustrada, quatro subconjuntos 24e a 24h de cargas elétricas 16 são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 320. Entretanto, qualquer número de subconjuntos 24 pode ser 20 acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 320. Os subconjuntos 24e a 24h são acoplados de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 320 através de módulos de conversor de potência 326e a 326g correspondentes, respectivamente. Na realização ilustrada, o subconjunto 24e inclui uma única carga elétrica 16e que é uma carga de CA, o subconjunto 24f 25 inclui uma pluralidade de cargas elétricas 16f que são cargas de CA, e o subconjunto 24g inclui uma única carga elétrica 16g que é uma carga de CA. As cargas elétricas 16a do subconjunto 24a são acopladas de forma elétrica ao módulo de conversor de potência 326a correspondente em paralelo em relação um ao outro. 0 subconjunto 24h representa uma ou mais outras (seja CA ou CC) cargas elétricas 16 que podem ser acopladas de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 320. O subconjunto 24h pode ou não ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 320 através de um módulo de conversor de potência correspondente (não mostrado).

A Figura 7 é um diagrama de circuito que ilustra outra realização de um sistema de distribuição de potência de CC 418. O sistema 418 inclui um barramento de sistema de CC 420, um módulo de conversor de potência 428, e um ou mais módulos de conversor de potência 426. O sistema 418 também 10 pode incluir um controlador 430. O módulo de conversor de potência 428 é acoplado de forma elétrica entre a fonte 14 e o barramento de sistema de CC 420 para transportar potência elétrica da fonte 14 ao barramento de sistema de CC 420. Os módulos de conversor de potência 426 são acoplados de forma elétrica entre o barramento de sistema de CC 420 e os subconjuntos 15 correspondentes 24 das cargas elétricas 16 transportam potência elétrica do barramento de sistema de CC 420 às cargas elétricas 16. O controlador 430 pode ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 420, o módulo de conversor de potência 428 e/ou um ou mais dos módulos de conversor de potência 426 para controlar a operação do mesmo. O barramento 20 de sistema de CC 420 e os acoplamentos em série ao barramento de sistema de CC 420 formam um anel de CC ao longo do qual flui corrente de CC.

O controlador 430 pode ser configurado para manter a corrente elétrica do anel de CC em um valor comandado. Pelo menos um dos módulos de conversor de potência 426 pode ser configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha para ignorar o abastecimento de potência elétrica ao subconjunto correspondente 24 das cargas elétricas 16.

Na realização ilustrada, quatro subconjuntos 24i a 24I de cargas elétricas 16 são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 420. Entretanto, qualquer número de subconjuntos 24 pode ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 420. Os subconjuntos 24i a 24k são acoplados de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 420 através de módulos de conversor de potência 426i a 426k 5 correspondentes, respectivamente. Na realização ilustrada, o subconjunto 24i inclui uma pluralidade de cargas elétricas 16e que são cargas de CA que são acopladas de forma elétrica ao módulo de conversor de potência 426i correspondente em paralelo entre si. O subconjunto 24k inclui uma única carga elétrica 16k que é uma carga de CC. O subconjunto 24I representa uma ou 10 mais outras (seja CA ou CC) cargas elétricas 16 que podem ser acopladas de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC 420. O subconjunto 24I pode ou não ser acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 420 através de um módulo de conversor de potência correspondente (não mostrado).

O subconjunto 24j inclui uma pluralidade de cargas elétricas 16j

que são cargas de CC. Outro barramento de sistema de CC 520 é acoplado de forma elétrica entre o módulo de conversor de potência 426j e o subconjunto 24j das cargas elétricas 16j. O módulo de conversor de potência 426j e as cargas elétricas 16j do subconjunto 24j são acoplados de forma elétrica em 20 série ao barramento de sistema de CC 520. O barramento de sistema de CC 520 e os acoplamentos em série ao barramento de sistema de CC 520 formam um anel de CC ao longo do qual flui corrente de CC. Em algumas realizações, as cargas elétricas 16j são acopladas de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 520 com o uso de módulos de conversor de potência 25 correspondentes (não mostrado). Um ou mais controladores (não mostrado) podem ser acoplados de forma elétrica ao barramento de sistema de CC 520, o módulo de conversor de potência 426j e/ou um ou mais dos módulos de conversor de potência das cargas elétricas 16j. Cada controlador pode ser um componente separado ou pode ser um componente do módulo de conversor de potência 426j e/ou um componente de um módulo de conversor de potência correspondente de uma carga elétrica 16j. O(s) controlador(es) pode(m) ser configurado(s) para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de 5 CC 520 em um valor comandado. Adicional ou alternativamente, o controlador 430 pode ser configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC 520 em um valor comandado. Um ou mais dos módulos de conversor de potência correspondentes das cargas elétricas 16j podem ser configurados para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha. Ademais, em 10 algumas realizações, cada carga elétrica 16j inclui uma pluralidade de cargas elétricas.

Cada um dos comutadores descritos e/ou ilustrados no presente documento (por exemplo, os comutadores 56, 66, 70, 86, 90, 186, 190, 286, 366, e 370) pode ser qualquer tipo de comutador, tal como, mas não limitado a, 15 tiristor de desligamento pela porta (GTOs), transistores bipolares de porta isolada (IGBTs) e/ou outros transistores, entre outros. Os módulos de conversor de potência descritos e/ou ilustrados no presente documento (por exemplo, os módulos de conversor de potência 26, 28, e 328) pode ser um conversor de potência trifásico, tal como, mas não limitado a, conversores de 20 dois níveis, conversores de três níveis, ou uma combinação de conversores de dois níveis e conversores de três níveis. Outros exemplos inclui um número alto de níveis.

Deve ser observado que as várias realizações podem ser implantadas em hardware, software ou uma combinação dos mesmos. As 25 várias realizações e/ou componentes, por exemplo, os módulos, ou componentes e controladores nisto, também podem ser implantados como parte de um ou mais computadores ou processadores. O computador ou processador pode incluir um dispositivo de computação, um dispositivo de entrada, um dispositivo de exibição e uma interface, por exemplo, para acessar a Internet. O computador ou processador pode incluir um microprocessador. O microprocessador pode ser conectado a um barramento de comunicação. O computador ou processador também pode incluir uma memória. A memória 5 pode incluir memória de acesso aleatório (RAM) e memória de somente leitura (ROM). O computador ou processador pode incluir adicionalmente um dispositivo de armazenagem, o qual pode ser uma unidade de disco rígido ou uma unidade de armazenagem removível tal como uma unidade de estado sólido, unidade de disco óptico, e similares. O dispositivo de armazenagem 10 também pode ser outros meios semelhantes para carregar programas de computador ou outras instruções no computador ou processador.

Conforme usado no presente documento, o termo “computador” ou “módulo” pode incluir qualquer sistema baseado em ou em microprocessador que inclui sistemas que usam microcontroladores, 15 computadores de conjunto de instrução reduzido (RISC), ASICs, circuitos de lógica, e qualquer outro circuito ou processador capaz de executar as funções descritas no presente documento. Os exemplos acima são somente exemplificativos e, portanto, não são destinados a limitar de qualquer forma a definição e/ou significado do termo "computador".

O computador ou processador executa um conjunto de instruções

que são armazenadas em um ou mais elementos de armazenagem, a fim de processar dados de entrada. Os elementos de armazenagem também podem armazenar dados ou outras informações conforme desejado ou necessário. O elemento de armazenagem pode estar na forma de uma fonte de informações ou um elemento de memória física dentro de uma máquina de processamento.

O conjunto de instruções pode incluir vários comandos que instruem o computador ou processador como uma máquina de processamento para realizar operações específicas tal como os métodos e processos das várias realizações da invenção. O conjunto de instruções pode estar na forma de um programa de software. O software pode estar em várias formas tal como software de sistema ou de aplicação, e o qual pode ser incorporado como um meio legível por computador não transitório e tangível. Adicionalmente, o 5 software pode estar na forma de uma coleção de programas ou módulos separados, um módulo de programa dentro de um programa maior ou uma porção de um módulo de programa. O software também pode incluir programação modular na forma de uma programação orientada por objetivo. O processamento de dados de entrada pela máquina de processamento pode ser 10 em resposta a comandos de operador, ou em resposta a resultados de processamentos anteriores, ou em resposta a uma solicitação feita por outra máquina de processamento.

Conforme usado no presente documento, os termos “software” e “firmware” são intercambiáveis, e incluir qualquer programa de computador 15 armazenado em memória para execução por um computador, incluindo memória RAM, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, e memória RAM não volátil (NVRAM). Os tipos de memória acima são somente exemplificativos, e não são, portanto, limitadores quanto aos tipos de memória usáveis para armazenagem de um programa de computador.

Deve ser compreendido que a descrição acima é destinada a ser

ilustrativa e não restritiva. Por exemplo, as realizações descritas acima (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação uma com a outra. Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem sair de seu escopo. Dimensões, tipos de materiais, orientações dos vários componentes, e

o número e posições dos vários componentes descritos no presente documento são destinados a definir parâmetros de determinadas realizações, e não são de forma alguma limitadores e são meramente realizações exemplificativas. Muitas outras realizações e modificações dentro do espírito e escopo das reivindicações serão aparentes para aqueles versados na técnica mediante revisão da descrição acima. O escopo da invenção deve, portanto, ser determinado com referência às reivindicações anexas, junto com o escopo completo de equivalente para os quais tais reivindicações são intituladas. Nas reivindicações anexas, os termos "que inclui" e "no qual" são usados como os equivalentes de inglês padrão dos termos respectivos "que compreende" e "em que". Ademais, nas seguintes reivindicações, os termos "primeiro”, "segundo”, e "terceiro”, etc. são usados meramente como rótulos, e não são destinados a impor requerimentos numéricos em seus objetivos. Adicionalmente, as limitações das seguintes reivindicações não são escritas em formato de função mais meio e não são destinadas a serem interpretados com base no 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, a menos que e até que tais limitações de reivindicações usem expressamente a frase “meio para” seguida por uma declaração de vazio de função de estrutura adicional.

Claims

1. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CORRENTE CONTÍNUA (CC) PARA UMA AERONAVE, sendo que o sistema compreende. um barramento de sistema de CC configurado para transportar potência elétrica de uma fonte de potência elétrica para uma pluralidade de cargas elétricas, sendo que as cargas elétricas estão a bordo da aeronave, em que o barramento de sistema de CC compreende um lado de carga; e uma pluralidade de módulos de conversor de potência acoplada de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga do barramento de sistema de CC1 sendo que os módulos de conversor de potência são configurados para serem presos de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas, em que pelo menos um dos módulos de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha de modo que o pelo menos um módulo de conversor de potência não abasteça potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas.

2. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo menos um módulo de conversor de potência compreende um conversor de CC em CC que é configurado para causar curto-circuito no pelo menos um módulo de conversor de potência, em que o conversor de CC em CC compreende dois pares de comutador-diodo e dois terminais, sendo que os terminais são configurados para abastecer potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas quando ambos os comutadores dos pares de comutador-diodo são abertos.

3. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo menos um módulo de conversor de potência compreende um conversor de CC em CC que é configurado para causar curto-circuito no pelo menos um módulo de conversor de potência, em que o conversor de CC em CC compreende um comutador e pelo menos um terminal, sendo que o pelo menos um terminal é configurado para abastecer potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas quando o pelo menos um comutador é aberto.

4. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, que compreende adicionalmente um controlador acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC1 sendo que o controlador é configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

5. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo menos um módulo de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta à falha sem interromper o fluxo de corrente elétrica para o subconjunto correspondente das cargas elétricas.

6. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC1 de acordo com a reivindicação 1, em que os módulos de conversor de potência são módulos de conversor de potência de carga e a fonte é uma fonte de potência de corrente alternada (CA), em que o sistema compreende adicionalmente um módulo de conversor de potência de fonte que é configurado para converter potência de CA em potência de CC, sendo que o módulo de conversor de potência de fonte é acoplado de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC em um lado de fonte do barramento de sistema de CC1 sendo que o módulo de conversor de potência de fonte é configurado para ser acoplado de forma elétrica à fonte para abastecer o barramento de sistema de CC com potência de CC.

7. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que os módulos de conversor de potência são módulos de conversor de potência de carga, em que o sistema compreende adicionalmente um módulo de conversor de potência de fonte que é acoplado de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC em um lado de fonte do barramento de sistema de CC, sendo que o módulo de conversor de potência de fonte é configurado para ser acoplado de forma elétrica à fonte para abastecer o barramento de sistema de CC com potência de CC, em que o módulo de conversor de potência de fonte compreende um conversor de CC em CC que é configurado para ser usado a fim de manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

8. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que o pelo menos um outro módulo de conversor de potência é configurado para abastecer potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas quando o pelo menos um módulo de conversor de potência sofre curto-circuito.

9. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 1, em que os módulos de conversor de potência compreendem pelo menos um módulo de conversor de potência de CC em corrente alternada (CA) que é configurado para converter potência de CC em potência de CA, sendo que o subconjunto das cargas elétricas que correspondem ao pelo menos um módulo de conversor de potência de CC em CA compreende pelo menos uma carga de CA.

10. AERONAVE, que compreende: uma fuselagem; uma fonte de potência elétrica a bordo da fuselagem; uma pluralidade de cargas elétricas a bordo da fuselagem; e um sistema de distribuição de potência de corrente contínua (CC) que compreende: um barramento de sistema de CC que compreende um lado de fonte e um lado de carga, sendo que o barramento de sistema de CC é acoplado de forma elétrica à fonte no lado de fonte; e uma pluralidade de módulos de conversor de potência acoplada de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas, sendo que os módulos de conversor de potência são acoplados de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga para transportar potência elétrico do barramento de sistema de CC para as cargas elétricas, em que pelo menos um dos módulos de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta a uma falha de modo que o pelo menos um módulo de conversor de potência não abasteça potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas.

11. AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que o pelo menos um módulo de conversor de potência compreende um conversor de CC em CC que é configurado para causar curto-circuito no pelo menos um módulo de conversor de potência, em que o conversor de CC em CC compreende dois pares de comutador-diodo e dois terminais, sendo que os terminais são configurados para abastecer potência elétrica ao subconjunto correspondente das cargas elétricas quando ambos os comutadores dos pares de comutador-diodo são abertos.

12. AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que o sistema de distribuição de potência de CC compreende adicionalmente um controlador acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC, sendo que o controlador é configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

13. AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que o pelo menos um módulo de conversor de potência é configurado para sofrer curto-circuito em resposta à falha sem interromper o fluxo de corrente elétrica para o subconjunto correspondente das cargas elétricas.

14.AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que os módulos de conversor de potência são módulos de conversor de potência de carga, em que o sistema de distribuição de potência de CC compreende adicionalmente um módulo de conversor de potência de fonte que é acoplado de forma elétrica entre o barramento de sistema de CC e a fonte de potência elétrica para abastecer o barramento de sistema de CC com potência elétrica de CC, em que o módulo de conversor de potência de fonte compreende um conversor de CC em CC que é configurado para ser usado a fim de manter 10 uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

15.AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que os módulos de conversor de potência compreendem pelo menos um módulo de conversor de potência de CC em corrente alternada (CA) que é configurado para converter potência de CC em potência de CA, sendo que o subconjunto das cargas elétricas que correspondem ao pelo menos um módulo de conversor de potência de CC em CA compreende pelo menos uma carga de CA.

16.AERONAVE, de acordo com a reivindicação 10, em que pelo menos uma das cargas elétricas é uma carga de CC.

17.SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CORRENTE CONTÍNUA (CC) PARA UMA AERONAVE, sendo que o sistema compreende: um barramento de sistema de CC configurado para transportar potência elétrica de uma fonte de potência elétrica para uma pluralidade de cargas elétricas, sendo que as cargas elétricas estão a bordo da aeronave, em que o barramento de sistema de CC compreende um lado de carga; e uma pluralidade de módulos de conversor de potência acoplada de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC no lado de carga do barramento de sistema de CC1 sendo que os módulos de conversor de potência são configurados para serem presos de forma elétrica a subconjuntos correspondentes das cargas elétricas; e um controlador acoplado de forma elétrica ao barramento de sistema de CC1 em que o controlador é configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.

18. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC, de acordo com a reivindicação 17, em que o controlador é configurado para controlar uma tensão de pelo menos um dos módulos de conversor de potência em resposta a uma falha em vez de interromper o abastecimento de corrente para o subconjunto correspondente das cargas elétricas.

19. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC1 de acordo com a reivindicação 17, em que o controlador é configurado para responder a uma falha sem interromper o fluxo de corrente elétrica para o subconjunto correspondente das cargas elétricas.

20. SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA DE CC1 de acordo com a reivindicação 17, em que os módulos de conversor de potência são módulos de conversor de potência de carga, em que o sistema compreende adicionalmente um módulo de conversor de potência de fonte que é acoplado de forma elétrica em série ao barramento de sistema de CC em um lado de fonte do barramento de sistema de CC, sendo que o módulo de conversor de potência de fonte é configurado para ser acoplado de forma elétrica à fonte para abastecer o barramento de sistema de CC com potência de CC, em que o módulo de conversor de potência de fonte compreende um conversor de CC em CC que é configurado para manter uma corrente elétrica do barramento de sistema de CC em um valor comandado.