[发明专利]为飞机发动机或其周围的电气设备提供动力和控制的系统

说明书

技术领域

本发明涉及向飞机发动机和/或其周围装置中的电气设备提供动力和对其实施控制。

更确切地说，本发明的应用领域是飞机发动机领域，尤其是燃气涡轮发动机。然而，本发明还适用于直升机发动机。

此处所使用的“飞机发动机或其周围装置中的电气设备”一词不仅包括了发动机实际工作中所使用的电气设备，而且也包括了与发动机吊舱相关的电气设备，例如，除冰或防冰电路；燃气涡轮飞机发动机反推装置的电动机械作动器；或甚至包括与安装发动机的机翼相关的设备，例如：飞机机翼除冰或防冰电路等。

背景技术

图1为燃气涡轮飞机发动机发电和配电的传统布置图。

附件传动机匣(Accessory Gearbox，AGB)上安装了两台发电机1、1′(或者考虑到冗余或优化发电，可以超过两台，依据应用用途而定)，附件传动机匣机械连接到发动机的涡轮轴上。发电机一般都是起动机/发电机(Starter/generators，S/Gs)，包括一台与激励器相联系的同步发电机，提供交流电压，频率根据发动机的转速变化而变化；该装置包括所述激励器，并在启动涡轮机时，控制所述同步发电机以同步电机方式工作。

发电机1、1′提供的交流电压通过线路2、2’输送给飞机上的电力分配网3，又称“机上网”。与线路2、2’相连的机上网的电路4通过一个或多个配电总线提供经调整的交流电压，典型地为115VAC(Vac)或230Vac。电路4还向电压转换器5提供动力，后者通过一个或多个总线输送经调整的直流(Direct current，DC)电压，一般是270Vdc或±270Vdc。电路4和5提供的电压输送到机上的各个不同的电气负载，主要在机身区域。

在发动机内，电子发动机控制单元6(ECU)由发电机7供电，例如安装在附件传动机匣(AGB)上的永磁发电机(Permanent magnet alternator，PMA)。如果发动机的转速太慢，不能使PMA提供所要求的电力时，或者如果PMA发生故障时，ECU还可连接到其中一个总线4、5，例如接到调制交流电压总线4，目的是保证正常供电。ECU通电后就可以使其各个部件开始工作，并激励发动机中需要有限电量的各个部件，例如探测器或传感器、作动器、或伺服阀。

目前，有一种趋势，人们越来越多的使用电力来取代液压动力，驱动飞机发动机内或其周围装置中的各种电气设备。因而，一些飞机装上了电气驱动的反推装置，为此，电源线路8就必须将飞机上的机上网3接到所述的电动反推装置9上。因而，除了静态设备用电需要的线路外，诸如向发动机吊舱和安装发动机的机翼的除冰电路12、13供电所需要的线路10，、11外，还需要增加这样的一条线路。

鉴于这种情况，需要一种系统，这种系统应该简单安全，且能够使发动机和其周围装置中越来越多的电气设备得以启动，但又无需增加飞机机上网和有关电气设备之间的连接。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种系统，该系统可以向飞机发动机和/或其周围装置中的电气设备提供动力并能对其实施控制，这种系统包括：

·至少一台直流电压电源总线；

·至少一个与电源总线并联的电源模块单元，所述电源模块单元与相应电气设备组相关联，该模块单元中的模块数量要多于所述设备组中的电气设备启动所需的最小数，以便提供至少一个应急模块，每个模块包括一个电压转换器，在输出端提供来自模块的并从电源总线直流电压转换而来的交流电压；

·一个选择器电路，插装在所述模块单元各个模块的输出端和设备组各个设备之间；

·一个所述模块和选择器电路的控制装置，可通过将其连接到至少一个模块上来启动设备组的每台设备，并在其它任何一个模块出现故障的情况下能将应急模块投入使用。

在一个实施例中，控制装置包括一个中央控制单元和分别集成在各个模块中的处理器单元，用来根据中央控制单元发送的信息，控制模块向其供电的电气设备输送交流电压。中央控制单元发送的控制信息可以通过总线输送到与之相连的模块的处理器单元。通过中央控制单元改变应急模块处理器单元的应用程序，可以使所述或者每个应急模块都可以配置成适合于任何一台与其连接的电气设备。

在另一个实施例中，控制装置包括与各种模块相连的一个中央控制单元，根据来自中央控制单元的信息，可将交流电压通过模块提供给与其相连的一台电气设备。

按照本系统的一个特性，中央控制单元连接到与设备组各个设备相关联的传感器上，根据从与模块连接设备相关的至少一个传感器和/或从发动机电子控制单元收到的信息，通过模块来控制交流电压的输送。