DE3242426A1 - Central on-board network supply system on aircraft - Google Patents
Central on-board network supply system on aircraftInfo
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Abstract
Description
Zentrale Bordnetzversorgungsanlage auf FlughäfenCentral on-board power supply system at airports
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bordnetzversorgungsanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung. Externe Bordversorgungsanlagen werden auch auf Flughäfen benötigt, um die am Boden abgestellten Flugzeuge warten zu können. Hierbei ist es aus Wirtschaftlichkeitsgründen und auch aus Gründen des Lärmschutzes unzweckmäßig, die Verbraucher des Flugzeuges durch die bordeigene Anlage versorgen zu lassen, die entweder über Getriebeanordnungen von den Haupttriebwerken selbst oder über ein kleines nur der Versorgung dienendes Hilfstriebwerk antreiben zu lassen.The invention relates to an on-board power supply system of in the preamble of claim 1 specified genus. External on-board supply systems are also required at airports to service aircraft parked on the ground to be able to. Here it is for reasons of economy and also for reasons of Noise protection inexpedient, the consumers of the aircraft through the on-board system to be supplied either via gear assemblies from the main engines drive yourself or via a small auxiliary power unit that is only used for supply allow.
Während früher ausschließlich dieselelektrische Aggregate benutzt wurden, die an den Ort des Abstellplatzes des betreffenden Flugzeugs herangeführt wurden, setzen sich insbesondere auf Großflughäfen in zunehmendem Maße zentrale Bordnetzversorgungsanlagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung durch, welche wirtschaftlicher sind als die Diesel-Aggregate, was im Hinblick auf die benötigten Leistungen, die etwa 70 bis 100 kVA betragen können, wesentlich ist.While in the past only diesel-electric units were used that were brought to the location of the parking area of the aircraft in question have become increasingly central, especially at large airports On-board power supply systems specified in the preamble of claim 1 Type by which are more economical than the diesel aggregates, what in terms of on the required power, which can amount to around 70 to 100 kVA is.
Bei derartigen zentralen Bordnetzversorgungsanlagen ergeben sich Probleme insbesondere im Hinblick auf die erforderliche Leitungslänge zwischen zentralem Generator, der gewöhnlich über eine elektrische Maschine angetrieben wird, und der Bordnetzanschlußstation am Gate. Die Länge der Leitungen kann mehrere 100 m betragen. Durch die für den Übertragungsweg benutzte relativ hohe Spannung können die Ohm'schen Verluste relativ niedrig gehalten werden. Im Hinblick auf die den Übertragungskabeln anhaftende Induktivität, die zudem unsymmetrisch ist, ergeben sich bei der erforderlichen Frequenz von 400 Hz bereits schwerwiegende Probleme. Es ist bekannt, diese Induktivitäten jeweils an Ort festzustellen und durch Zuschalten von Kondensator-Batterien zu kompensieren.Problems arise with such central on-board power supply systems especially with regard to the required line length between central Generator, which is usually driven by an electrical machine, and the On-board network connection station at the gate. The length of the lines can be several 100 m. Due to the relatively high voltage used for the transmission path, the ohmic Losses are kept relatively low. With regard to the transmission cables adherent inductance, which is also asymmetrical is surrender at the required frequency of 400 Hz already serious problems. It is known to determine these inductances on site and by switching on to compensate for capacitor batteries.
Es ist auch bekannt, zur Vermeidung des unerwünschten induktiven Spannungsabfalls induktionsfreie Kabel zu verwenden. Derartige Kabel sind aber außerordentlich teuer.It is also known to avoid the undesirable inductive voltage drop Use induction-free cables. Such cables are extremely expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zentrale Bordnetzversorgungsanlage zu schaffen, die unter Vermeidung teurer induktionsfreier Kabel oder Kondensator-Batterien in der Lage ist, das Bordnetz unabhängig von symmetrischen oder asymmetrischen Belastungszustand ständig mit der benötigten Spannung zu versorgen, die auch bei Belastungsänderungen aufrecht erhalten wird.The invention is therefore based on the object of providing a central on-board power supply system to create that while avoiding expensive induction-free cables or capacitor batteries is able to use the vehicle electrical system independently of symmetrical or asymmetrical load conditions to be constantly supplied with the required voltage, even when the load changes is maintained.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The task set is solved by the one in the labeling section of claim 1 specified features.
Die hierbei benutzten Regeltransformatoren brauchen nur für eine relativ geringe Leistung ausgelegt zu werden, so daß der Haupttransformator hinsichtlich seines Übersetzun-gsverhältnisses fest ausgelegt werden kann und an diesem die volle Leistung übertragenden Transformator keine Stell- oder Regelanordnungen vorgesehen werden müssen.The regulating transformers used here only need a relative low power to be designed, so that the main transformer in terms of its translation ratio can be interpreted firmly and at this the full The power-transmitting transformer is not provided with any adjustment or control arrangements Need to become.
Die vorgesehenen Drehtransformatoren ermöglichen eine praktisch stufenlose Spannungsänderung auf den gewünschten Istwert und sie sind daher für den angegebenen RegeIzweck zu bevorzugen. Grundsätzlich möglich wäre natürlich auch die Anwendung von Stufentransformatoren für diesen Zweck, die entsprechend umschaltbar sind.The provided rotary transformers enable a practically stepless Voltage change to the desired actual value and they are therefore for the specified Regulatory purpose to prefer. In principle it would of course also be possible the use of step transformers for this purpose, which can be switched accordingly are.
Zweckmäßigerweise ist die Anordnung derart getroffen, daß die Sekundärwicklung des Regeltrafos so geschaltet ist, daß die Spannung gleichphasig mit der zugeordneten Phasenspannung ist, so daß sich die Spannungsvektoren addieren. Es wird dann der Haupttransformator so ausgelegt, daß die Sekundärspannungen etwas unter dem Sollwert liegen, wobei der Regelbereich der Regeltransformatoren so gewählt ist, daß alle im Betrieb denkbaren Spannungsabfälle noch erfaßt werden können. Es hat sich gezeigt, daß hierfür ein Regelbereich von 15 Volt pro Phase ausreichend ist.The arrangement is expediently such that the secondary winding of the control transformer is switched so that the voltage is in phase with the assigned Phase voltage is such that the voltage vectors add up. It then becomes the Main transformer designed so that the secondary voltages are slightly below the nominal value lie, the control range of the control transformers is chosen so that all Voltage drops that are conceivable during operation can still be detected. It has shown, that a control range of 15 volts per phase is sufficient for this.
Stattdessen könnte die Anordnung auch derart getroffen werden, daß die Spannungsvektoren in der Phasenwicklung und in der Sekundärwicklung der Regeltransformatoren entgegen gerichtet sind, so daß eine Regelung von oben her erfolgt, jedoch ist aus verschiedenen Gründen die erstgenannte Anordnung zu bevorzugen.Instead, the arrangement could also be made such that the voltage vectors in the phase winding and in the secondary winding of the regulating transformers are directed in the opposite direction, so that regulation takes place from above, but it is off to prefer the former arrangement for various reasons.
Durch die Erfindung wird der gestellten Forderung voll entsprochen, gemäß welcher der Spannungsabfall weniger als 3% betragen muß. Dadurch, daß die Phasenspannungen einzeln geregelt werden, ergibt sich auch bei unsymmetrischer Belastung ständig ein Einregeln auf die gewünschte Sollspannung. Damit können alle Spannungsänderungen ausgeglichen werden, unabhängig davon ob sie auf einem Realanteil oder einem Blindanteil beruhen. Erforderlichenfalls kann jedoch der Blindanteil auch noch in an sich bekannter Weise generatorseitig kompensiert werden, indem entweder kapazitive Belastungen zugeschaltet werden können oder eine jeweils nicht benötigte Synchronmaschine einer zentralen Generatoranlage durch entsprechende über bzw. Untererregung den cos-t -Wert auf 1 einstellt.With the invention, the demand made is fully met, according to which the voltage drop must be less than 3%. Because the Phase voltages are regulated individually, results even with asymmetrical loading constant adjustment to the desired target voltage. This allows all voltage changes be balanced, regardless of whether they are based on a real component or a blind component are based. If necessary, however, the reactive component can also be known per se Way to be compensated on the generator side, by either capacitive Loads can be switched on or a synchronous machine that is not required in each case a central generator system by corresponding over or under excitation sets cos-t value to 1.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. In diesen Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.Further expedient refinements of the invention emerge from the subclaims and in conjunction with the accompanying drawings. In these Drawings show an embodiment of the invention.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Gesamtschaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten zentralen Bordnetzversorgungsanlage; Fig. 2 ein Blockschaltbild des Reglers; Fig. 3 ein Schaltbild der Effektivwertgewinnungsstufe des Reglers gemäß Fig. 2; Fig. 4 ein Schaltbild der Reglerstufe für eine Phase, von denen für jede Phase jeweils eine Stufe vorgesehen ist.The drawings show: FIG. 1 an overall circuit diagram of an inventive device trained central on-board power supply system; Fig. 2 is a block diagram of the Regulator; Fig. 3 is a circuit diagram of the effective value generation stage of the controller according to Fig. 2; Fig. 4 is a circuit diagram of the controller stage for a phase, of which for each Phase one stage is provided for each phase.
In Figur 1 ist ein Drehspannungsgenerator G dargestellt, der an einer zentralen Stelle des Flughafens angeordnet ist und beispielsweise 100 kVA bei 400 Hz liefert. Je nach Größe des Flughafens ist dabei ein Generator oder es sind mehrere Generatoren vorgesehen. Jeder liefert dabei eine Spannung von 3 x 820 V verkettet.In Figure 1, a three-phase voltage generator G is shown, which is connected to a central point of the airport and for example 100 kVA at 400 Hz supplies. Depending on the size of the airport, there is one generator or there are several Generators provided. Each one supplies a voltage of 3 x 820 V concatenated.
Von den Generatoren G führen jeweils drei Phasenleitungen und ein Null-Leiter nach jeweils einem Haupttransformator HTR, von denen jeweils einer an einer Bor-dnetzanschlußstation angeordnet ist. Die Primärwicklung und die Sekundärwicklung dieser Haupttransformatoren sind im Stern geschaltet. Die Sekundärphasenwicklungen des Haupttransformators sind mit P1, P2 P3 bezeichnet. In Figur 1 ist die Anschlußsteckvorrichtung, mit der eine Steckverbindung nach dem Bordnetz des betreffenden Flugzeugs hergestellt werden kann, mit AS bezeichnet. Hier sind die Ausgänge der drei Phasen sowie der Null-Leiter zugänglich.From the generators G each lead three phase lines and Neutral conductor after a main transformer HTR, one of which is connected to each a board network connection station is arranged. The primary winding and the secondary winding these main transformers are star-connected. The secondary phase windings of the main transformer are labeled P1, P2 P3. In Figure 1, the connector is with which a plug connection is made to the electrical system of the aircraft in question can be referred to as AS. Here are the outputs of the three phases as well as the Neutral conductor accessible.
Mit jeder der Sekundärphasenwicklungen P1, P2, P3 liegt die Sekundärwicklung 51' 52 S3 von Regeltransformatoren TR1, TR2, TR3 in Reihe. Die Primärwicklung jedes Regeltrafos ist an einen Drehtransformator DT1, DT2 bzw. DT3 angeschaltet. Diese wiederum werden mit der jeweiligen Phasenspannung gespeist. Dadurch, daß über die Drehtransformatoren eine Spannung zu der Phasenspannung hinzugeschaltet werden kann, läßt sich auch bei Belastungsänderungen ständig eine Nachführung auf die Sollspannung erreichen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spannungen von Phasenwicklung und Sekundärwicklung der Regeltransformatoren addiert. Erforderlichenfalls kann jedoch auch eine Umschaltung derart vorgenommen werden, daß wahlweise eine Subtraktion erfolgt.The secondary winding is connected to each of the secondary phase windings P1, P2, P3 51 '52 S3 of regulating transformers TR1, TR2, TR3 in series. The primary winding each Control transformer is connected to a rotary transformer DT1, DT2 or DT3. These in turn are fed with the respective phase voltage. By having the Rotary transformers a voltage can be added to the phase voltage, the nominal voltage can be continuously adjusted even if the load changes reach. According to the illustrated embodiment, the voltages are from Phase winding and secondary winding of the regulating transformers added. If necessary however, a switchover can also be made in such a way that optionally one Subtraction takes place.
Schließlich könnten auch die Drehtransformatoren mit einer Mittelanzapfung versehen sein, die eine Regelung nach beiden Seiten ermöglicht.Finally, the rotary transformers could also have a center tap be provided, which enables regulation on both sides.
Die Drehtransformatoren werden durch Stellmotore Mr M5, Mt von einem Regler 10 eingestellt, dem die Istspannung über Leitungen 12 zugeführt wird und in dem diese Istspannungen mit einer Sollspannung verglichen wird.The rotary transformers are driven by servomotors Mr M5, Mt from a Controller 10 is set to which the actual voltage supplied via lines 12 and in which these actual voltages are compared with a nominal voltage.
Dieser Regler 10 wird aus dem 50 Hz-Netz gespeist-.This controller 10 is fed from the 50 Hz network.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild des Reglers. Dieser weist eine Effektivwertgewinnungsstufe Pl1 und drei Reglerstufen Pl2, Pl3 und Pl4 auf, von welch letzteren jeweils eine je einer Phase zugeordnet ist.Figure 2 shows a block diagram of the controller. This has an effective value extraction stage Pl1 and three controller stages Pl2, Pl3 and Pl4, of which the latter one each each assigned to a phase.
Die Schaltung der Effektivwertgewinnungsstufe Pl1 ergibt sich im einzelnen aus Figur 3. Die Eingänge und Ausgänge sind in den verschiedenen Darstellungen einheitlich angegeben.The circuit of the rms value generation stage Pl1 results in detail from Figure 3. The inputs and outputs are uniform in the various representations specified.
Figur 4 zeigt das Schaltbild einer der Reglerstufen Pl2, Pl3 oder Pl4. Diese drei Reglerstufen sind einander identisch ausgebildet, so daß die Beschreibung einer einzigen Stufe gemäß Figur 4 ausreicht.Figure 4 shows the circuit diagram of one of the controller stages Pl2, Pl3 or Pl4. These three controller stages are identical to one another, so that the description a single stage according to Figure 4 is sufficient.
Jede Reglerstufe weist einen ersten Komparator 14, einen zweiten Komparator 16 und einen dritten Komparator 18 auf. Alle Komparatoren werden über die Leitung 20 mit einer Sollspannung versorgt, während die Istspannung über 22 zugeführt wird.Each regulator stage has a first comparator 14, a second comparator 16 and a third comparator 18. All comparators are on line 20 is supplied with a setpoint voltage, while the actual voltage is supplied via 22.
Der Komparator 14 erfaßt ein Fehlersignal zwischen der Sollspannung und einer darunterliegenden Istspannung und er bewirkt, daß der Ausgang die Stellmotoren Mrs M5, Mt im Sinne einer Spannungserhöhung antreiben.The comparator 14 detects an error signal between the target voltage and an underlying actual voltage and it causes the output to control the servomotors Drive Mrs. M5, Mt in the sense of a voltage increase.
Der Komparator 16 erfaßt einen Fehler zwischen einer Sollspannung und einer darüberliegenden Istspannung und er bewirkt eine Spannungserniedrigung.The comparator 16 detects an error between a target voltage and an actual voltage above it and it causes a voltage reduction.
Der Komparator 18 erfaßt den spannungslosen Zustand und er bewirkt bei Abschaltung des Netzes eine Stillsetzung der Stellmotoren um zu verhindern, daß unnötigerweise der Komparator 16 jeweils den zugeordneten Drehtransformator bis in die Null-Stellung zurückführt. Es wird dadurch gewährleistet, daß beim Wiedereinschalten wieder die zuvor und zuletzt eingeregelte Spannung zur Verfügung steht.The comparator 18 detects the de-energized state and it effects when the network is switched off, the servomotors are shut down to prevent that unnecessarily the comparator 16 in each case the associated rotary transformer returns to the zero position. This ensures that when the unit is switched on again the previously and last regulated voltage is available again.
Der Regler wirkt gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Zweipunktregler. Erforderlichenfalls können jedoch auch andere Regelcharakteristiken, insbesondere eine aperiodische Annäherung an den Sollwert gewährleistet werden.According to the illustrated embodiment, the controller acts as a two-point controller. If necessary, however, other control characteristics, in particular an aperiodic approach to the setpoint can be guaranteed.
Eine galvanische Trennung zwischen dem 400 Hz-Netz und dem 50 Hz-Netz erfolgt über Optokoppler 24.Galvanic isolation between the 400 Hz network and the 50 Hz network takes place via optocoupler 24.
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Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823242426 DE3242426C2 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Central on-board power supply system at airports |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823242426 DE3242426C2 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Central on-board power supply system at airports |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3242426A1 true DE3242426A1 (en) | 1984-07-12 |
DE3242426C2 DE3242426C2 (en) | 1984-10-31 |
Family
ID=6178295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19823242426 Expired DE3242426C2 (en) | 1982-11-16 | 1982-11-16 | Central on-board power supply system at airports |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3242426C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3304276C1 (en) | 1983-02-08 | 1984-08-02 | Schabmüller, Heinz, 8132 Tutzing | Storage device for the connection cable of a central on-board power supply system on airports |
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-
1982
- 1982-11-16 DE DE19823242426 patent/DE3242426C2/en not_active Expired
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DE3242426C2 (en) | 1984-10-31 |
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