CN102947183A - 用于飞机除冰系统的供电电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞机电能供应电路,其包括:机上电能分配网络(17),用于飞机的引擎中或所述引擎的环境中的用电装置(5b);和结合到飞机引擎中以向除冰或防冰系统(5a)供应AC电压电能的电能供应发生器(27)。所述电能供应发生器(27)通过一用于向一反推力装置电动机械致动器(5c)供应DC电压电能的整流器(1)而连接到该反推力装置电动机械致动器(5c)。
Description
技术领域
本发明涉及飞机引擎和/或其环境的用电装置的电能供应。
背景技术
本发明的申请领域更具体为飞机引擎领域,特别是气体涡轮引擎领域。
飞机引擎或其环境的用电装置在此不仅指严格讲对引擎的操作有用的用电装置,而且指与引擎机舱相联系的用电装置,例如用于气体涡轮飞机引擎的机舱除冰(NAI)电子电路或推力反向罩打开系统(TRCOS)致动器或电动机械推力反向启动控制(ETRAC)致动器,乃至与支撑引擎的翼相联系的用电装置,例如机翼的电子除冰或防冰电路。
文献FR 2 911 848描述了一种结构,其中电能供应和控制电路包括两个安装在与飞机引擎的涡轮轴机械连接的传送架上的电能供应发生器。这些电能供应发生器典型为起动器/发生器(S/G),其包括同步发电机,所述同步发电机与增能器相连,并提供与引擎额定值相关的可变频率AC电压,所述增能器组件和同步发电机受控而在涡轮被起动时以同步引擎模式运转。该由S/G供应的AC电压朝向飞机的机上分电网络或飞机的电力系统传送。飞机的电力系统通过一个或更多的分配总线,提供经调节的AC电压,典型为115Vac或230Vac,其频率随着涡轮轴的旋转速度而变化。该电路还给一电压转换器电路供电,该电压转换器电路在一个或更多总线上提供调节后的DC电压,典型为270Vdc或+/-270Vdc。所产生的电压在飞机的机身区域中供应不同的负载。
此外,位于飞机引擎中或引擎环境中的一些用电装置通过一DC电压供应总线来供电,该DC电压供应总线反过来由连接到飞机机上电网的AC电压的电压转换器供电。这些用电装置可包括电动机械反推力装置致动器。
而且,该供电电路还包括整合到飞机引擎中,以给引擎舱的除冰或防冰电路或用于支撑引擎的翼的除冰电路供电的电能发生器。这使得可限制将电朝该除冰电路传递的电缆的长度,因而减小将电向机身外的负载传递所必要的电缆的质量和体积。
尽管此结构具有优点,给在引擎区域内的用电装置供电的该电压转换器的尺寸必须考虑用于所有装置所必需的电能,其可表示较大的质量和体积。而且,这些电压转换器连接到飞机机上电网,它们必须满足关于不超过谐波限制和电流冲击方面的约束。这些转换器因此具有复杂的结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞机电能供应电路,其不具有上述现有技术中的缺点。
为此,本发明提出一种飞机电能供应电路,该飞机电能供应电路包括机上用于位于飞机引擎中或所述引擎的环境中的用电装置的电能分配网络,和结合到飞机引擎中以向除冰或防冰系统供应AC电压电能的电能供应发生器,该电能供应发生器通过一用于向一反推力装置电动机械致动器供应DC电压的整流器连接到该致动器。
由于这些特征,该反推力装置电动机械致动器可由与所述除冰或防冰电路相同的电能供应发生器,利用整流器来提供电能。因此不必提供电压转换器,该电压转换器在致动器操作过程中从分配网络向该致动器供电。而且,该整流器不与所述分配网络相连,其可设计得非常简单,其质量与体积减小,不需要检查谐波限制或浪涌电流方面的要求。
例如,所述整流器为二极管桥。
在该情况下,所述整流器具有特别简单的结构,尤其是质量与体积很小。而且,其可显示相对较低的热损失。
根据一个实施例,所述网络通过一第二整流器与所述致动器相连。
该第二整流器使得可在维修期间为该反推力装置致动器供电。其尺寸为更弱的电能而设计。
根据一个实施例,一电子引擎控制单元可调节由所述电能发生器所供应的AC电压,并在所述AC电压到达一预定水平时控制位于该电能发生器与所述致动器之间的开关的关闭。
根据一可选变化,该电子引擎控制单元可控制位于该电能发生器与所述除冰或防冰电路之间的开关。
根据另一可选变化,该电子引擎控制单元可控制所述除冰或防冰电路而以减小的电能运转。
所述机上电能分配网络可通过电压转换器为所述用电装置供电。
本发明还提供一包括根据上述发明的电能供应电路的飞机。
附图说明
参照附图,在阅读以下为提供信息而非限定性的描述后,本发明将被更好地理解,其中,
图1为用于提供电能和控制飞机引擎和其环境的装置的系统的非常示意性的视图。
具体实施方式
图1显示用于组件5的电能供应和控制电路的视图,所述组件5包括飞机引擎,特别是气体涡轮飞机引擎及其环境的用电装置。
组件5包括用于引擎舱的舱除冰或防冰电路5a(NAI),或用于支撑引擎的翼的除冰电路,电动反推力装置致动器系统(ETRAS)的电动机械致动器,和其他几个对引擎及其环境的运转有用的用电装置5b。
图1的电路包括至少一个发生器11,例如安装在传送架(由13表示)上的S/G,该传送架机械地连接到引擎(未示出)的涡轮轴上。由该S/G发生器11供应的AC电压由一个或多个线15传送到一用于在飞机上分配电能的电网17上,或传送到飞机机上电网上。飞机机上网络的电路19经一个或多个分配总线,供应一调节后的AC电压,典型为115Vac或230Vac,其频率随着涡轮轴的转速而变化。该电路19还可为一电压转换器电路21供电,该电压转换器电路21经一个或多个总线供应一经调整的DC电压,典型为270Vdc或+/-270Vdc。由电路19和21所产生的电压在飞机的机身区域供应不同的负载。
该电能供应电路在该引擎(显示为23)的水平上还包括结合到飞机引擎中并供应AC电压的电能发生器27。
该电能发生器27为除冰电路5a供电。该除冰电路5a完全为阻抗性的,其可连接到电能发生器27以接收AC电压,而无中间电压转换器。一开关3可连接在电能发生器27与除冰电路5a之间。
所述用电装置5b经电压转换器(未示出)而被电路19供电。这些电压转换器连接到用电系统17,它们满足谐波限制与浪涌电流方面的要求。
最后,致动器5c连接到由电能发生器27供电的整流器1以及由电路19供电的整流器2。开关4和6使得可将致动器5c与整流器1或2相连。
而且,图1中的电路包括至少一个引擎控制单元30(ECU)。该ECU 30与电能发生器27相连,该电能发生器向ECU 30提供AC电能。而且,该ECU 30还通过线16与AC电压电路19相连,以能够在没有到达足够的引擎速度以确保电能发生器27所需要的电能供应时得到正确供电。该ECU 30能够调节由发生器27所供应的电压。该ECU 30还能够控制开关3、4和6。
图1中电路的运转如下。
在飞行中,在结冰条件下,ECU 30控制开关3关闭,电能发生器27为除冰电路5a提供电能。典型地,除冰电路5a所必须的电能可以是大约35kW。电能发生器27的尺寸因此而设定。
而且,在飞行中,推力反向装置由ECU 30约束,该ECU 30控制开关4和6在打开位置。致动器5c因此不被供电。而且,为了增加约束推力反向装置进一步的动作方式,该ECU 30可控制该推力反向装置的锁定并向致动器5c发送一储存指令。
在地面上,为激活该推力反向装置,ECU 30控制开关3打开,并调节由电能发生器27供应的电压至致动器5c的一适宜的水平。当达到此电压水平时,ECU 30控制开关4关闭。致动器5c随后由电能发生器27通过整流器1而供电。典型地,致动器5c所必须的电能可近似为10kW。电能发生器27因而能够供应必须的电能。
由于整流器1并不连接到电网17,因此不要求满足谐波限制或浪涌电流方面的特别条件。整流器1因此可设计得非常简单,具有减小的质量和体积。正由于此非常简单的结构,整流器1可显示出有限的热损失。例如,整流器1为二极管桥。
除冰电路5a的热容量相对较大,其供电在致动器5c的运转过程中,可通过打开开关3,而无障碍地临时中断。在一可选方案中,开关3保持关闭,ECU 30控制除冰电路5a,以受限的电能运转。在该情况下,由电能发生器27所供应的电能的一部分可由致动器5c使用。
最后,在维修操作过程中,当飞机在地面上时,引擎不运转。电能发生器27因此不旋转,并且不供应电压。电网17可由地面供电单元或辅助供电单元(APU)供电。该ECU可控制开关6关闭,这使得可经整流器2从电网17向致动器5c供电。
整流器2的尺寸可设计为在维修阶段过程中,即当引擎的旋转速度和空气动力为零时,仅用于致动器5c所必须的电能。此电能比致动器5c在其运转过程中,当其由电能发生器27供电时所必须的电能弱。整流器2的尺寸为该较低电能而设计,因此其可具有减小的质量和体积。
在一未显示的可选实施例中,一位于整流器2上游的手动断路器可打开以防止该反推力装置在维修过程中不适时地打开。
Claims (7)
1.一种飞机,其具有飞机引擎和电能供应电路,所述电能供应电路包括机上电能分配网络(17),用于飞机的引擎中或所述引擎的环境中的用电装置(5b);以及结合到飞机的引擎中,并与除冰或防冰系统(5a)相连,以向除冰或防冰系统(5a)供应AC电压电能的电能供应发生器(27),其特征在于,所述电能供应发生器(27)通过一用于向一反推力装置电动机械致动器(5c)供应DC电压电能的整流器(1)而连接到该反推力装置电动机械致动器。
2.根据权利要求1所述的飞机,其中所述整流器(1)为二极管桥。
3.根据权利要求1或2所述的飞机,其中所述网络(17)通过一第二整流器(2)与所述致动器(5c)相连。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的飞机,其中一电子引擎控制单元(30)设计为调节由所述电能发生器(27)所供应的AC电压,并在所述AC电压到达一预定水平时控制位于该电能发生器与所述致动器(5c)之间的开关(4)的关闭。
5.根据权利要求4所述的飞机,其中所述电子引擎控制单元(30)设计为控制位于所述电能发生器与所述除冰或防冰电路之间的开关(3)。
6.根据权利要求4所述的飞机,其中所述电子引擎控制单元(30)设计为控制所述除冰或防冰电路而以减小的电能运转。
7.根据权利要求1-6中任何一项所述的飞机,其中所述机上电能分配网络(17)通过电压转换器为所述用电装置(5b)供电。
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