CN107910948B - 一种用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统。用于降低直升机转电时间的装置包括：地面电源插座，一端与地面电源的插头连通，另一端与地面电源接触器连接，所述地面电源插座具有并列设置的一根短针以及长度相等的两根长针；其中，两根所述长针分别作为所述地面电源插座的正负极，所述短针作为所述地面电源插座的信号输出端；地面电源继电器，与所述短针交联，且当接收到所述短针传递的正信号时，控制机上电源不进行并网；当接收到所述短针传递的空信号时，控制机上电源进行并网。本发明的用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统，可以大幅降低地面电源与机上电源转换时。

Description

一种用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统
技术领域
本发明涉及飞行器电源系统设计领域，涉及一种用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统。
背景技术
直升机供电电源可以分为两类，一类在地面使用，用于直升机的地面维护和起动，统称地面电源，一类在空中使用，用于直升机飞行时的正常供电和应急供电，统称机上电源。
正常的飞行架次中，一般都会使用地面电源做起动前检查并起动直升机。直升机起动之后，起飞之前，需手动拔下地面电源插头，此时直升机由地面电源供电切换到机上电源供电；直升机降落之后，停车之前，需手动连接地面电源插头，此时直升机由机上电源供电切换到地面电源供电。其中，GJB181对地面电源与机上电源转换时间要求为不大于50ms。
但是，由于电源系统控制逻辑较为复杂，很多直升机在设计初期地面电源转换为机上电源供电时都无法满足转换时间不大于50ms的要求，只有通过增加电容或电源转换盒等方法来保证设备转电时正常工作，这样不但增加了重量，还提高了电源系统设计成本。
发明内容
本发明的目的设计一种用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统，已解决现有直升机电源系统存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种用于降低直升机转电时间的装置，包括：
地面电源插座，一端与地面电源的插头连通，另一端与地面电源接触器连接，所述地面电源插座具有并列设置的一根短针、两根长度相等的长针；其中，两根所述长针分别作为所述地面电源插座的正负极，所述短针作为所述地面电源插座的信号输出端；
地面电源继电器，与所述短针交联，且当接收到所述短针传递的正信号时，控制机上电源不进行并网；当接收到所述短针传递的空信号时，控制机上电源进行并网。
本发明还提供了一种直升机电源系统，包括上述的用于降低直升机转电时间的装置，其中，所述直升机电源系统还包括：
主汇流条；
发电机，通过发电机接触器连接至所述主汇流条，用于为所述主汇流条供电；
发电机控制器，用于根据所述地面电源继电器的控制信号控制所述发电机接触器的通断；
电瓶，通过电瓶接触器连接至所述主汇流条，用于为所述主汇流条供电，且所述电瓶接触器由所述地面电源继电器的控制信号控制；
地面电源接触器，用于将所述地面电源插座连接至所述主汇流条，地面电源通过所述地面电源插座为所述主汇流条供电；
正常汇流条，通过卸载接触器连接至所述主汇流条，用于集成不影响飞行安全的设备断路器，且所述卸载接触器根据所述地面电源继电器和所述发动机接触器的控制信号进行控制；
应急汇流条，连接至所述主汇流条，用于集成影响飞行安全的设备断路器。
发明效果：
本发明的用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统，可以大幅降低地面电源与机上电源转换时间。
附图说明
图1是本发明用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统的结构示意图；
图2是本发明用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统的事件与时间流程图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图1和图2对本发明用于降低直升机转电时间的装置及直升机电源系统做进一步详细说明。
本发明提供了一种用于降低直升机转电时间的装置，包括地面电源插座1、地面电源继电器2。
地面电源插座1一端与地面电源的插头连通，另一端与地面电源接触器7连接；地面电源插座1具有并列设置的一根短针11、两根长度相等的长针12；其中，两根所述长针12分别作为地面电源插座1的正负极(即长针12作为电源针)，短针11作为地面电源插座1的信号输出端(即短针11作为信号针)。本实施例中，优选短针比长针短约3cm，假设拔下地面电源插头的速度为2m/s，即拔下地面电源插头时，短针会优先于长针15ms脱开。
地面电源继电器2用于实现地面电源优先供电逻辑；具体地，地面电源继电器2与短针11交联，用短针的状态代表地面电源的供电状态(实际上长针的状态才代表地面电源的供电状态)；其中，当地面电源继电器2接收到短针11传递的正信号时，控制机上电源不进行并网；当地面电源继电器2接收到短针11传递的空信号时，控制机上电源进行并网。
本发明的用于降低直升机转电时间的装置可以大幅降低地面电源与机上电源转换时间。
进一步，本发明还提供了已知直升机电源系统，包括上述的用于降低直升机转电时间的装置；并且，直升机电源系统还可以包括主汇流条3、发电机4、发电机控制器5、电瓶6、地面电源接触器7、正常汇流条8以及应急汇流条9。
发电机4通过发电机接触器41连接至主汇流条3，用于为主汇流条3供电；发电机控制器5用于根据地面电源继电器2的控制信号控制发电机接触器41的通断。
电瓶6通过电瓶接触器61连接至主汇流条3，用于为主汇流条3供电，且电瓶接触器61由地面电源继电器2的控制信号控制。
地面电源接触器7用于将地面电源插座1连接至主汇流条3，地面电源通过地面电源插座1为主汇流条3供电。
正常汇流条8通过卸载接触器81连接至主汇流条3，用于集成不影响飞行安全的设备断路器，且卸载接触器81根据地面电源继电器2和发动机接触器41的控制信号进行控制。本实施例中，不影响飞行安全的设备断路器优选包括客舱灯断路器、计时器断路器。
应急汇流条9连接至主汇流条3，用于集成影响飞行安全的设备断路器。本实施例中，影响飞行安全的设备断路器优选包括综显断路器、发参断路器。
本发明的图1中，A箭头表示长针脱开，至地面电源脱网，地面电源接触器断开；B箭头表示短针脱开，至地面电源继电器断开；C箭头表示地面电源继电器断开，至电瓶接触器吸合，电瓶并网；D箭头表示地面电源继电器断开，至发电机控制器给发电机接触器吸合指令；E箭头表示发电机控制器给接触器吸合指令，至发电机接触器吸合，发电机并网；F箭头表示地面电源继电器断开，至卸载接触器断开；G箭头表示发电机接触器吸合，至卸载接触器吸合。
本发明的直升机电源系统中，为进行理论计算，经查询接触器与继电器资料后取均值，定义地面电源继电器2断开时间为5ms，接触器断开时间为10ms，接触器接通时间为15ms，发电机控制器5反应时间(内部通过继电器转换)为5ms。主要事件与时间流程图见附图2，其中，转换时间1为应急汇流条9转换时间，从地面电源脱网到电瓶并网，t1＝20-15＝5ms；转换时间2为正常汇流条8转换时间，从卸载接触器断开到卸载接触器吸合，t2＝40-15＝25ms；
主要事件与时间如下：
1)、地面电源：短针脱开后(定为时间零点)，机上电源开始并网，约15ms时长针脱开，地面电源脱网；
2)、电瓶：短针脱开后，约5ms时地面电源继电器断开，约20ms时电瓶接触器吸合，电瓶并网；
3)、发电机：短针脱开后，约5ms时地面电源继电器断开，约10ms时发电机控制器给出接触器接通信号，约25ms时发电机接触器吸合，发电机并网；
4)、卸载接触器：短针脱开后，约5ms时地面电源继电器断开，约15ms时卸载接触器断开，正常汇流条断开主汇流条，约25ms时发电机并网，约40ms时卸载接触器吸合，正常汇流条连接主汇流条。
通过理论计算可知，应急汇流条转电之间约为5ms(15ms时地面电源脱网，20ms时电瓶并网)；正常汇流条转电时间约为25ms(15ms时卸载接触器断开，40ms时卸载接触器吸合)。实际过程中，由于拔下地面电源插头的速度不一样，以及继电器、接触器的断开、接通时间会有一点差异，实际转电时间与理论计算会有一些偏差。
本方法可以大幅降低地面电源与机上电源转换时间。经实际测试，地面电源转换为机上电源供电时应急汇流条转换时间约0～5ms，基本可以实现不间断供电，正常汇流条转换时间约20～25ms，满足GJB181关于转换时间不大于50ms的要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种直升机电源系统，其特征在于，包括：
用于降低直升机转电时间的装置，所述装置包括：地面电源插座和地面电源继电器；地面电源插座一端与地面电源的插头连通，另一端与地面电源接触器连接；地面电源插座具有并列设置的一根短针、两根长度相等的长针；其中，两根所述长针分别作为地面电源插座的正负极，短针作为地面电源插座的信号输出端；其中，短针比长针短3cm，在拔下地面电源插头的速度为2m/s的情况下，短针会优先于长针15ms脱开；地面电源继电器用于实现地面电源优先供电逻辑，其中，地面电源继电器与短针交联，用短针的状态代表地面电源的供电状态；其中，当地面电源继电器接收到短针传递的正信号时，控制机上电源不进行并网；当地面电源继电器接收到短针传递的空信号时，控制机上电源进行并网；
主汇流条；
发电机，通过发电机接触器连接至所述主汇流条，用于为所述主汇流条供电；
发电机控制器，用于根据所述地面电源继电器的控制信号控制所述发电机接触器的通断；
电瓶，通过电瓶接触器连接至所述主汇流条，用于为所述主汇流条供电，且所述电瓶接触器由所述地面电源继电器的控制信号控制；
地面电源接触器，用于将所述地面电源插座连接至所述主汇流条，地面电源通过所述地面电源插座为所述主汇流条供电；
正常汇流条，通过卸载接触器连接至所述主汇流条，用于集成不影响飞行安全的设备断路器，且所述卸载接触器根据所述地面电源继电器和所述发电机接触器的控制信号进行控制；
应急汇流条，连接至所述主汇流条，用于集成影响飞行安全的设备断路器；
其中，主要事件与时间如下：
1）、地面电源：短针脱开后，将时间定为时间零点，机上电源开始并网，15ms时长针脱开，地面电源脱网；
2）、电瓶：短针脱开后，5ms时地面电源继电器断开，20ms时电瓶接触器吸合，电瓶并网；
3）、发电机：短针脱开后，5ms时地面电源继电器断开，10ms时发电机控制器给出接触器接通信号，25ms时发电机接触器吸合，发电机并网；
4）、卸载接触器：短针脱开后，5ms时地面电源继电器断开，15ms时卸载接触器断开，正常汇流条断开主汇流条，25ms时发电机并网，约40ms时卸载接触器吸合，正常汇流条连接主汇流条。
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