CN113394693A - 配电组件 - Google Patents

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CN113394693A CN202110270526.1A CN202110270526A CN113394693A CN 113394693 A CN113394693 A CN 113394693A CN 202110270526 A CN202110270526 A CN 202110270526A CN 113394693 A CN113394693 A CN 113394693A
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迈克尔·詹姆斯·史密斯
亚历山大·詹姆斯·雷恩博
克里斯托弗·安德鲁·利弗斯
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Abstract

一种配电组件,该配电组件包括平面基板,布置在平面基板上的一组可切换元件,导电母线,和一组电力连接件,导电母线在平面基板下面,并且与一组可切换元件互连。配电组件将来自电源的电力分配到一个或多个负载。

Description

配电组件
技术领域
本公开涉及配电组件,更具体地,涉及具有基板、可切换元件和至少一个母线的配电组件。
背景技术
电力分配系统管理从能源到电负载的电力的配置,电负载消耗分配的电力。例如,在飞行器上,一个或多个涡轮发动机提供飞行器的推进力,并且可以进一步提供机械能,机械能最终为许多不同的附件,例如发电机、启动器/发电机、永磁交流发电机(PMA)、燃料泵和液压泵,例如,飞行器上除推进力以外所需的功能的设备,提供电力。当代飞行器可以利用经由电力分配系统为与航空电子设备、电动机和其他电气设备有关的电负载所分配的电力。飞行器的配电系统包括至少一个配电组件,该配电组件可用于将电力从发电机传送到各种电负载。
发明内容
在一个方面中,本公开涉及一种配电组件,该配电组件包括平面基板;一组可切换元件,一组可切换元件在平面基板上布置成单行;导电母线,导电母线在平面基板下面,并且与一组可切换元件互连;和一组电力连接件,一组电力连接件共同布置在平面基板的边缘处,边缘沿着一组可切换元件延伸,一组可切换元件中的每个可切换元件与一组电力连接件的相应子集连接。
在另一个方面中,本公开涉及一种飞行器电力系统,该飞行器电力系统包括电源;飞行器框架的一部分;配电组件,配电组件电联接到电源,并且联接到飞行器框架的一部分;基板,基板支撑一组可切换元件,一组可切换元件在基板上布置成单行并且电联接到一组电力连接件,其中一组电力连接件联接到电源和一组电负载中的至少一个电负载中的至少一个;导电母线,导电母线在基板下面,并且与至少可切换元件的至少一个子集互连;和控制器模块,控制器模块被构造成通过可操作地控制可切换元件的至少一个子集的切换,来选择性地利用来自电源的电力使一组电负载的至少一个子集通电。
本公开的这些以及其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求书而变得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的各方面,并且与描述一起,用于解释本公开的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中,针对本领域普通技术人员,阐述了本描述的包括其最佳模式的完整且能够实现的公开,其中:
图1是根据本文描述的各种方面的具有配电组件的飞行器的立体图。
图2是根据本文描述的各种方面的图1的飞行器的配电组件的立体图。
图3是根据本文描述的各种方面的图2的配电组件的局部分解图。
图4是根据本文描述的各种方面的图1的飞行器的配电组件的变化的立体图。
图5是根据本文描述的各种方面的图4的配电组件的前视图。
图6是根据本文描述的各种方面的图1的飞行器的配电组件的另一个变化的正视图。
具体实施方式
本文在飞行器中的配电系统或其部件的背景下描述了本公开的各方面,配电系统或其组件能够将电力从诸如涡轮发动机、喷气燃料、氢、电池或其他蓄电装置等的能源输送到电负载或另外消耗或利用电力的装置。然而,将理解的是,本公开不限于此,并且对配电具有一般适用性。例如,本公开可以在其他运载工具或发动机中具有适用性,并且可以用于在工业、商业和住宅应用中提供益处,工业、商业和住宅应用例如但不限于机车、汽车、制造设施、或发电和配电设施或基础设施。
虽然将描述“一组”各种元件,但是将理解的是,“一组”可以包括任何数量的相应元件,包括仅一个元件。另外,尽管本文中可以使用诸如“电压”、“电流”和“电力”的术语,但是对于本领域技术人员显而易见的是,当描述电路或电路操作的各方面时,这些术语可以相互关联。
另外,如本文中所使用的,术语“径向”或“径向地”是指远离共同中心的方向。例如,在涡轮发动机的整体背景中,径向是指沿着在发动机的中心纵向轴线与发动机外周之间延伸的射线的方向。术语“近端”或“近端地”自身的使用或与术语“径向”或“径向地”结合的使用是指在朝向另一个部件的方向上移动,或者与另一个参考点相比,一个部件相对更靠近另一个部件。所有方向参考(例如,径向、轴向、近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、侧向、前、后、顶部、底部、上方、下方、垂直、水平、顺时针方向、逆时针方向、上游、下游、向前、向后等)仅用于识别目的,以帮助读者理解本公开,并且不产生限制,特别是对本文所描述的本公开的各方面的位置、方位或用途的限制。
同样,如本文所使用的,虽然传感器可以被描述为“感测”或“测量”相应值,但是感测或测量可以包括确定指示相应值或与相应值有关的值,而不是直接感测或测量该值本身。感测或测量值可以进一步被提供给附加部件。例如,该值可以被提供给控制器模块或处理器,并且控制器模块或处理器可以对该值进行处理以确定代表值或代表所述值的电特性。关于阈值的术语“满足”在本文中用来意指感测值等于或大于阈值,或者在阈值范围内(例如,在公差内)。将理解的是,这种确定可以容易地改变成通过正/负比较或真/假比较来满足。
除非另有说明,否则连接参考(例如,附接、联接、连接和接合)将被广义地解释,并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对移动。这样,连接参考不一定推断出两个元件直接连接并且彼此成固定关系。在非限制性示例中,连接或断开可以被选择性地构造、连接或可连接,以在各个元件之间提供、启用、禁用电连接等。配电母线连接或断开的非限制性示例可以通过开关、母联逻辑或被构造成启用或禁用母线下游的电负载的通电的任何其他连接器来启用或操作。
如本文所使用的,“系统”或“控制器模块”可以包括至少一个处理器和存储器。存储器的非限制性示例可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存或一个或多个不同类型的便携式电子存储器,例如光盘、DVD、CD-ROM等,或这些类型的存储器的任何适当组合。处理器可以被构造成运行被设计为执行各种方法、功能、处理任务、计算等的任何合适的程序或可执行指令,以启用或实现本文所述的技术操作。程序可以包括计算机程序产品,计算机程序产品可以包括机器可读介质,机器可读介质用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是任何可用的介质,其可以被通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。通常,这种计算机程序可以包括例程、程序、对象、成分、数据结构、算法等,其具有进行特定任务或实施特定抽象数据类型的技术效果。
如本文中所使用的,可控开关元件或“开关”是可以被控制以在第一操作模式与第二操作模式之间切换的电气装置,在第一操作模式中,开关“闭合”,使得电流能够从开关输入传输到开关输出,在第二操作模式中,开关“打开”,禁用或阻止电流在开关输入与开关输出之间被传输。在非限制性示例中,连接或断开,例如由可控开关元件启用或禁用的连接,可以被选择性地构造,以在各个元件之间提供、启用、禁用电连接等。
示例性附图仅出于说明的目的,附图中反映出的尺寸、位置、顺序和相对大小可以变化。
现在参考图1,用于飞行器10的飞行器电力系统8被图示为具有至少一个电源。如图所示,飞行器10可以包括涡轮发动机,显示为左发动机系统12和右发动机系统14。替代地,飞行器电力系统8可以具有更少或附加的发动机系统。左发动机系统12和右发动机系统14可以基本相同,并且可以进一步包括至少一个电源,例如相应的发电机组16。左发动机系统12和右发动机系统14可以进一步包括另一个相应的电源,例如第二电机或发电机组(未示出)。可以包括本公开的非限制性方面,其中,例如,左发动机系统12包括作为初级电源的第一发电机16,和作为次级、备用或冗余电源的次级发电机。此外,预期的是,可以使用任何数量的电池、太阳能电池板或其他能量存储或转换装置来向飞行器电力系统8提供电力。
飞行器被显示为进一步具有一组耗电部件或电负载18,例如致动器负载、飞行关键负载和非飞行关键负载。电负载18经由配电系统与至少一个发电机16电联接,配电系统例如包括电力传输线20、导体、母线、一组配电组件22、24等。例如,配电组件22、24可以包括初级配电组件22和次级配电组件24。在一个非限制性示例中,初级配电组件22可以包括可切换操作,用于将电力从电源或发电机16输送到大型电负载18或一组次级配电组件24。在另一个非限制性示例中,次级配电组件24可以包括可切换操作,用于将电力从电源或初级配电组件22输送到附加电负载18。虽然示出和描述了初级配电组件22和次级配电组件24,但是可以包括任何数量的分层分配节点布置。
在飞行器10中,操作中的左发动机系统12、右发动机系统14提供机械能,该机械能通常可以经由涡轮发动机线轴被提取,从而为发电机16提供驱动力。发电机16转而又产生电力,例如直流(DC)电或交流(AC)电,并将产生的电力提供给传输线20。在本公开的非限制性方面,与之连接的传输线20或配电组件22、24例如可以根据需要提供开关、电力转换或分配管理功能,以便向电负载18提供期望的电力,用于负载操作。
示例性配电管理功能可以包括但不限于,例如取决于可用配电供应、电负载18的功能的关键性、或飞行器操作模式(例如起飞、巡航或地面操作),来选择性地启用或禁用向特定电负载18输送电力。可以包括附加管理功能。此外,用于向电负载18提供电力的附加电源,例如应急电源、冲压空气涡轮系统、启动器/发电机、或电池,可以被包括并且可以代替或补充电源。
将理解的是,尽管在飞行器环境中示出了本公开的一个方面,但是本公开不限于此,并且已普遍应用于非飞行器应用(例如,其他移动应用,和非移动工业、商业和住宅应用)中的电力系统。例如,虽然本描述针对飞行器中的电力系统架构,但是本公开的方面可以进一步适用于在其他非紧急操作(例如,起飞、着陆或巡航飞行操作)中提供电力、补充电力、应急电力、必要电力等。
此外,图1中描绘的各种部件的数量和放置也是与本公开相关联的方面的非限制性示例。例如,尽管已经利用飞行器10的相对位置图示了各种部件(例如,飞行器10的机翼上的电负载18等),但是本公开的方面不限于此,并且部件也不限于它们的示意图。预想附加飞行器10构造。
现在参考图2,示出了可以在飞行器10中使用的配电组件22的示意图。虽然描述了配电组件22,但是本公开的方面可以应用于所预想的任何配电组件22、24。配电组件22可以包括外壳30,一组电力连接件32或通信接口34可以从外壳30突出。外壳30可以由组合在一起的一个或多个零件制成,或者可以一体地形成为单件,并且限定大体纵向组件,该纵向组件限定在纵向方向35上的长度,该长度远大于相对宽度37。如图所示,外壳具有前部分36和后部分38。前部分36和后部分38可以限定在纵向方向上的相对开口40和任一相对端。可以允许冷却流体流39流过相对开口40之间的外壳30。进入或离开外壳30的冷却流体流39可以通过一个或多个翅片42被引导。在非限制性实例中,翅片42可以相对于冷却流体流39提供增加或改善的冷却能力,或者可以为外壳30提供结构抑制,包括防止碎屑进入或离开外壳30的内部。预期的是,进入或离开外壳30的冷却流体流39可以通过一个或多个风扇或导管(未示出)被引导。另外或替代地,一个或多个相对开口40可以由外壳30形成的或独立于外壳30形成的一个或多个末端件被封闭。进一步预期的是,一个或多个相对开口40可以用作排气部,通过配电组件22的一个或多个元件被加热的空气可以通过一个或多个相对开口40被主动地或被动地排出。
安装组件通过安装凸片44示出。安装组件或安装凸片44的一个或多个部分可以从外壳30的内部延伸或由外壳30形成。安装凸片44可以被构造用于将配电组件22联接到飞行器10中的一个或多个结构或飞行器框架46(以虚线轮廓示出)。安装凸片44可以包括固定元件,例如连接器、螺钉、夹片、机械紧固元件等(未显示)。预期的是,配电组件22可以使用已知的紧固方法来安装,并且安装组件可以包括用于将配电组件22固定到飞行器框架46的任何数量的元件。
图3是图2的配电组件22的示意图,其中外壳30的前部分36和后部分38被分解。配电组件22可以包括图示为平面基板50的基板,由平面基板50支撑的一组可切换元件52,在平面基板50下面的至少一个导电母线54,以及一组电力连接件32。作为非限制性示例,一组可切换元件52可以被安装到平面基板50的前表面56。一组可切换元件52可以在平面基板50上并列或并排布置成单行。即,一组可切换元件52中的每个可切换元件与一组可切换元件52中的不超过2个的其他可切换元件相邻。预期的是,一组可切换元件52的单行是沿着纵向方向35延伸的线性行。也就是说,可以画出图示线性行的线或中心线53,其中中心线53与一组可切换元件52中的每个可切换元件的至少一部分重叠。进一步预期的是,中心线53可以是大体上在纵向方向35上画出的接触一组可切换元件52中的每个可切换元件的至少一部分的任何线或曲线。
一组电力连接件32可以共同地布置在平面基板50的侧面或边缘58处,即,在宽度方向37上的边缘处。一组电力连接件32可以沿着一组可切换元件52从边缘58延伸,使得一组可切换元件52中的每个可切换元件可以与一组电力连接件32的相应子集连接。
一组可切换元件52可以包括多组可切换元件,例如被图示为第一组可切换元件52a、第二组可切换元件52b、第三组可切换元件52c和第四组可切换元件52d。作为非限制性示例,第一、第二、第三或第四组可切换元件52a、52b、52c、52d内的元件可以是被构造或适于利用来自电源的电力可切换地为下游电负载通电的机电接触器、固态开关元件、晶体管、变压器、断路器、转换器、开关、熔断器、继电器或电压转换器的任何组合。尽管以示例的方式被类似地示出,但是第一、第二、第三或第四组可切换元件52a、52b、52c、52d中的每个元件不需要是相同的元件。
一组电力连接件32中的一个或多个电力连接件可以相对于与电力连接件32的相应子集相关联的一组可切换元件52,用作电力输入或输出。例如,第一组可切换元件52a可以包括电力接触器,电力接触器在电力连接件32的相应连接子集处接收电力输入。第一组可切换元件52a可以被可操作地构造并且被可控制地启用,以利用供应给电力输入的电力对至少一个导电母线54通电。然后,第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d可以将至少一个导电母线54选择性地电连接或可操作地电连接到电力连接件32的相应子集中的一个或多个电力连接件32,以将来自至少一个导电母线54的电力输出提供给连接在电力连接件的子集处的相应的一组电负载。也就是说,至少一个导电母线54与一组可切换元件52、52a、52b、52c、52d互连,以在一个或多个电力连接件32或电负载处提供电力输出。第二组可切换元件52b可以被包括在电力传送的任何点处,并且可以将第一、第二、第三组可切换元件52a、52c、52d中的一个或多个可切换元件电联接到电力连接件32或至少一个导电母线54。换句话说,52b可以是第一、第三或第四组可切换元件52a、52c、52d与电力连接件32或至少一个导电母线54之间的断路器。
平面基板50可以包括印刷电路板(PCB)。PCB可以包括诸如PCB迹线的通信连接件,用于携带或传输一组可切换元件52的控制信号。另外,平面基板50的非限制性方面可以在用作电源输入的电力连接件32与至少一个导电母线54之间提供选择性的电连接。平面基板50可以具有一个或多个刚性或弹性部分。进一步预期的是,平面基板50可以包括刚性部分和其他柔性部分。
平面基板50的非限制性方面可以包括在径向方向上的平面结构,如平面60所示。平面基板50的远端66可以与外壳30的相对开口40对准。外壳30可以联接到平面基板50的至少一部分或另外覆盖平面基板50的至少一部分。
在平面基板50下面的导电母线54可以包括三个导电母线54a、54b和54c。三个导电母线54a,54b和54c大致与基板平行,并且彼此间隔开,使得它们处于非导电平行关系。即,三个导电母线54a、54b和54c中的每个导电母线可以限定与平面基板50所限定的平面60大致平行的平面。如本文所使用的,术语“大致平行”意味着相对于平面60成90度画出的线或平面将以80度至100度之间的角度并且包括80度至100度的角度走向由三个导电母线54a、54b和54c限定的平面。
在平面基板50下面的三个导电母线54a、54b和54c包括多个导电柱62,其中多个导电柱62中的至少一个导电柱穿过三个导电母线中的至少一个导电母线中的非接触或非导电凹槽或开口64。
通信接口34可以设置在平面基板50的前表面56上。通信接口34可以适于从远程配电控制器模块70接收并传达指令,用于启用一组可切换元件52的可切换操作。即,通信接口34可以与平面基板50通信,以可操作地控制一组可切换元件52。可选地,通信接口34可以向平面基板50或PCB提供电力。虽然图示为单个通信接口34,但是预期任何数量的通信接口。
配电组件22被图示为三相交流(AC)配电组件。在操作中,诸如发电机16的电源经由传输线20向配电组件22、24提供电力。提供给配电组件22、24的电力在与第一组可切换元件52a相对应的一组电力连接件32的子集处被接收。远程配电控制器模块70经由通信接口34与平面基板50PCB通信,并激活至少第一组可切换元件52a。第一组可切换元件52a的激活可以例如使三个导电母线54a、54b、54c的至少一个子集通电。
在激活第一组可切换元件52a之前、之后或期间,远程配电控制器模块70可以经由平面基板50或PCB的通信接口34来激活第二组可切换元件52b。举例来说,第二组可切换元件52b可以包括在第一组可切换元件52a与三个导电母线54a、54b、54c之间的断路器。另外或替代地,第二组可切换元件52b可以包括在三个导电母线54a、54b、54c与第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d中的至少一个部件之间的断路器。进一步预期的是,第二组可切换元件52b可以包括在任意数量的可切换元件52之间的断路器。
在激活第一组可切换元件52a或第二组可切换元件52b之前、之后或期间,远程配电控制器模块70激活第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d中的任何一个或多个元件。第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d中的一个或多个可切换元件的激活可以允许电力从三个导电母线54a、54b、54c流到与第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d中的激活的可切换元件相对应的一组电力连接件32的子集。与第三组可切换元件52c或第四组可切换元件52d中的激活的可切换元件相对应的一组电力连接件32的子集可以将一组配电组件22电联接到一个或多个电负载18。即,当一组可切换元件52的正确组合或子集通过远程配电控制器模块70被激活时,来自电源12、14、16的电力可以选择性地联接到一个或多个电负载18。
在配电组件22的操作期间,由于操作电力元件,因此在外壳30内可能产生热量。如所解释的,冷却流体可以在开口40之间流动,以使得能够冷却外壳30内的电力电子器件(诸如一组可切换元件52)。在本公开的各方面中,其中配电组件22顺着垂直布置的纵向方向35被安装,产生的热量可以通过对流冷却流体流39被自然地向上排出并从开口排出。在本公开的另一个非限制性方面中,可以包括强制空气或另一个主动冷却流体流39。
图4是配电组件122的另一个示例。配电组件122类似于配电组件22,因此,相似零件将用增加100的相似数字标识,并理解的是,配电组件22的相似零件的描述适用于配电组件122,除非另有说明。配电组件22与配电组件122之间的差异可以包括其中配电组件122可以包括大致弧形的形状。
弧形外壳130的前部分136和后部分138已经被分解,以便更详细地示出配电组件122的内部部件。配电组件122可以包括图示为弧形平面基板150的基板、一组可切换元件52、在弧形平面基板150下面的至少一个导电母线154、和一组电力连接件32。弧形平面基板150在径向方向上可以是平面的,例如前述的宽度方向37,并且如示意性平面160(虚线)所示。
作为非限制性示例,一组可切换元件52可以被安装到弧形平面基板150的前表面156。如图所示,一组电力连接件32可被共同地布置在弧形平面基板150的一侧或侧面或径向外侧159处。替代地,预期的是,一组电力连接件32或一组电力连接件32的一部分可以共同地布置在径向内侧161处。一组电力连接件32可以沿着一组可切换元件52从径向外侧159或径向内侧161延伸,使得一组可切换元件52中的每个可切换元件可以与一组电力连接件32的相应子集连接,如本文所述。
如所描述的,弧形平面基板150可以包括印刷电路板(PCB)。PCB可用于启用对一组可切换元件52的控制。即,PCB可以经由控制与用作电力输入或输出的电力连接件32相对应的一组可切换元件52,来提供通信连接,以启用用作电力输入或输出的电力连接件32与至少一个导电母线154之间的选择性可切换电连接。
通信接口34可以设置在平面基板150的前表面156上。通信接口34可以适于接收和传达来自远程配电控制器模块70的指令,用于操作一组可切换元件52。可选地,通信接口34可以向平面基板150或PCB提供电力。虽然图示为单个通信接口34,但是预期任何数量的通信接口。
图5是配电组件122的前视图,进一步图示弧形平面基板150。弧形平面基板150例如可以具有曲率半径151,包括或限定例如在曲率半径151与一组可切换元件52、平面基板150等中的一个之间形成的角度153。角度153大于0度且小于360度。
一组可切换元件52可以并排布置,形成一个或多个弧线或曲线。即,如图所示,一组可切换元件52可以在弧形平面基板150上形成单个弧形行,使得弧形平面基板150的弧形行(作为示例,图示为线或中心线155)与一组可切换元件52中的每个可切换元件的至少一部分重叠。进一步预期的是,一组可切换元件52的单个弧形行和弧形平面基板150具有共同的弧形中心或曲率半径。
通过安装凸片144图示安装组件。安装凸片144可以将配电组件122联接到飞行器10中的一个或多个结构或框架。作为非限制性示例,安装凸片144可以包括固定元件(未示出),以将配电组件122固定、联接或另外附接到图示为飞行器10的弧形框架146的飞行器框架。预期的是,配电组件122可以使用已知的紧固方法来安装,并且安装组件可以包括用于固定配电组件122的任何数量的元件。
弧形平面基板150的弧线可以成形、定向、键控或另外形成,以匹配飞行器10的相应弧形框架146。即,弧形框架146的至少一部分可以具有框架曲率半径147,框架曲率半径147大于零并且小于或等于弧形平面基板150的曲率半径151的50%。虽然图示为单个曲线,但是弧形平面基板150或弧形框架146可以包括任何数量的线性和非线性或弯曲部分。
图6是配电组件222的又一个示例。配电组件222类似于配电组件22、122,因此,相似零件将用增加到200的相似数字标识,并理解的是,配电组件22、122的相似零件的描述适用于配电组件222,除非另有说明。配电组件222与配电组件22、122之间的一个非限制性差异可以包括配电组件222被布置或构造成使得一组可切换元件52被布置在配电组件222的径向向内表面上。
配电组件222可以包括图示为弧形平面基板250的弧形基板,一组可切换元件52,在弧形平面基板250下面的至少一个导电母线254,以及一组电力连接件32(为了更好地理解下面的结构,以虚线轮廓显示)。配电组件222可以进一步包括图示为安装凸片244的安装组件。
作为非限制性示例,弧形平面基板250在弯曲或周向方向上是平面的。即,弧形平面基板250可以是平面的,或者相对于配电组件222的前侧和后侧大致以一致的径向距离间隔开。弧形平面基板250限定在周向方向上延伸的表面,并且其中一组可切换元件中的每个可切换元件布置在表面上,该表面被图示为径向内表面或径向内侧261。替代地,预期的是,一组可切换元件52或一组可切换元件52的一部分可以布置在弧形平面基板250或配电组件222的径向向外侧259处。
作为非限制性示例,一组电力连接件32被图示为从配电组件222的后侧延伸。预期的是,一组电力连接件32中的一个或多个电力连接件可以从配电组件222的前侧或前表面延伸。进一步预期的是,一组电力连接件32中的一个或多个电力连接件可以从径向外侧259或径向内侧261延伸。一组电力连接件32可以沿着一组可切换元件52布置,使得一组可切换元件52中的每个可切换元件可以与一组电力连接件32的相应子集连接。
弧形平面基板250可以包括印刷电路板(PCB),如本文所述。弧形平面基板250下面的导电母线254可以包括三个弧形导电母线254a、254b和254c。三个导电母线254a、254b和254c相对于弧形平面基板250大致以一致的径向距离间隔开,并且被构建为与弧形平面基板250具有类似的弧中心。进一步预期的是,三个导电母线254a、254b和254c的曲率半径大于零并且小于或等于弧形平面基板250的曲率半径的50%。预期的是,例如,可以在三个导电母线254a、54b或254c,一组可切换元件52或电力连接件32周围或之间添加电绝缘组件。
平面基板250下面的三个导电母线254a、254b和254c包括多个导电柱262。可选地,多个导电柱262中的至少一个导电柱穿过三个导电母线254a、254b、254c中的至少一个导电母线中的一个或多个凹槽或开口264。
通信接口34可以设置在径向内侧261或弧形平面基板250上,从而在弧形平面基板250与远程配电控制器模块70之间提供通信。
本公开的各方面的益处包括节省空间的优点。传统上,配电组件为宽矩形形状,其宽度在一定程度上与其长度相当。如本文所公开的,配电组件可以具有较窄的矩形形状,从而允许在飞行器中更好地定位。
当配电组件被弯曲以补充飞行器框架时,实现了附加益处。传统上,当宽矩形配电系统被安装在飞行器的圆形部分中时,结果是未使用空间。本公开示出了配电组件如何弯曲并补充安装有配电组件的飞行器框架。这减少了飞行器上的未使用空间,从而允许更紧凑的组装。此外,现在由重新布置的配电组件所占用的先前利用的空间可以由其他或替代元件部分所利用。
此外,本公开的附加益处包括更容易接近电力连接器。例如,电力连接器可以位于狭窄的矩形或弯曲的配电组件的边缘,而不是进入圆形框架与宽矩形配电组件之间的未使用空间,从而更易于接近。在一些情况下,在径向边缘处的一组电力连接件可以被物理定位成更靠近将电源或电负载与一组电力连接件连接的导电布线。这种更靠近的邻接导致与组件输出互连的传输线长度减少,并因此相应地由于布线而减轻了重量。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本公开的实施例,并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开的实施例,包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何合并的方法。本公开的可专利范围由权利要求书限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。作为非限制性示例,导电母线的数量,电力连接件的类型或一组可切换元件可以互换以容纳并分配单相AC或DC。此外,任何数量的导电母线,电力连接件的类型或一组可切换元件可以用于提供单相AC、DC、三相AC电力中的一个或多个,或它们之间的转换。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件,或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件,则这些其他示例旨在权利要求书的范围内。
本公开的其他方面由以下条款的主题提供:
一种配电组件,包括:平面基板;一组可切换元件,所述一组可切换元件在所述平面基板上布置成单行;导电母线,所述导电母线在所述平面基板下面,并且与所述一组可切换元件互连;和一组电力连接件,所述一组电力连接件共同布置在所述平面基板的边缘处,所述边缘沿着所述一组可切换元件延伸,所述一组可切换元件中的每个可切换元件与所述一组电力连接件的相应子集连接。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述一组可切换元件进一步在所述平面基板上布置成线性行。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述平面基板是弧形平面基板。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述一组可切换元件在所述弧形平面基板上布置成单个弧形行。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述单个弧形行和所述弧形平面基板具有共同的弧形中心。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述弧形平面基板在径向方向上是平面的。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述弧形平面基板限定在所述径向方向上延伸的表面,并且其中所述一组可切换元件中的每个可切换元件布置在所述表面上。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述弧形平面基板被成形为匹配飞行器的弧形框架的曲率半径。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述一组电力连接件共同布置在所述弧形平面基板的径向外侧。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述一组可切换元件包括机电接触器或固态开关元件中的至少一个。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,进一步包括布置在所述平面基板的表面上的通信接口,所述通信接口适于接收并传达来自远程配电控制器模块的指令,用于操作所述一组可切换元件。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述平面基板是印刷电路板。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,进一步包括外壳,所述外壳覆盖所述平面基板、所述一组可切换元件和所述导电母线,其中所述外壳进一步限定在所述平面基板的远端处的相对开口。
根据前述条款中任一项所述的配电组件,其中所述相对开口允许冷却流体在所述相对开口之间流动。
一种飞行器电力系统,包括:电源;飞行器框架的一部分;配电组件,所述配电组件电联接到所述电源,并且联接到所述飞行器框架的所述一部分;基板,所述基板支撑一组可切换元件,所述一组可切换元件在所述基板上布置成单行并且电联接到一组电力连接件,其中所述一组电力连接件联接到所述电源和一组电负载中的至少一个电负载中的至少一个;导电母线,所述导电母线在所述基板下面,并且与至少所述可切换元件的至少一个子集互连;和控制器模块,所述控制器模块被构造成通过可操作地控制所述可切换元件的至少一个子集的切换,来选择性地利用来自所述电源的电力使所述一组电负载的至少一个子集通电。
根据前述条款中任一项所述的飞行器电力系统,其中所述飞行器框架的所述一部分是弧形框架,并且所述基板是成形为匹配所述弧形框架的弧形基板。
根据前述条款中任一项所述的飞行器电力系统,其中所述弧形基板包括径向外侧和径向内侧,其中所述一组可切换元件或所述一组电力连接件布置在所述弧形基板的所述径向外侧或所述径向内侧上。
根据前述条款中任一项所述的飞行器电力系统,其中,所述一组可切换元件或所述一组电力连接件在所述弧形基板的所述径向外侧或所述径向内侧上布置成单行。
根据前述条款中任一项所述的飞行器电力系统,其中在所述基板下面的所述导电母线是在所述基板下面的三个导电母线,其中所述三个导电母线大致平行于所述基板。
根据前述条款中任一项所述的飞行器电力系统,其中在所述基板下面的所述三个导电母线包括多个导电柱,其中所述多个导电柱中的至少一个导电柱穿过所述三个导电母线中的至少一个导电母线中的凹槽或开口。

Claims (10)

1.一种配电组件,其特征在于,包括:
平面基板;
一组可切换元件,所述一组可切换元件在所述平面基板上布置成单行;
导电母线,所述导电母线在所述平面基板下面,并且与所述一组可切换元件互连;和
一组电力连接件,所述一组电力连接件共同布置在所述平面基板的边缘处,所述边缘沿着所述一组可切换元件延伸,所述一组可切换元件中的每个可切换元件与所述一组电力连接件的相应子集连接。
2.根据权利要求1所述的配电组件,其特征在于,其中所述一组可切换元件进一步在所述平面基板上布置成线性行。
3.根据权利要求1所述的配电组件,其特征在于,其中所述平面基板是弧形平面基板。
4.根据权利要求3所述的配电组件,其特征在于,其中所述一组可切换元件在所述弧形平面基板上布置成单个弧形行。
5.根据权利要求4所述的配电组件,其特征在于,其中所述单个弧形行和所述弧形平面基板具有共同的弧形中心。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的配电组件,其特征在于,其中所述弧形平面基板在径向方向上是平面的。
7.根据权利要求6所述的配电组件,其特征在于,其中所述弧形平面基板限定在所述径向方向上延伸的表面,并且其中所述一组可切换元件中的每个可切换元件布置在所述表面上。
8.根据权利要求3-5中任一项所述的配电组件,其特征在于,其中所述弧形平面基板被成形为匹配飞行器的弧形框架的曲率半径。
9.根据权利要求3-5中任一项所述的配电组件,其特征在于,其中所述一组电力连接件共同布置在所述弧形平面基板的径向外侧。
10.根据权利要求1所述的配电组件,其特征在于,其中所述一组可切换元件包括机电接触器或固态开关元件中的至少一个。
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