[发明专利]一种飞机电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及飞机和飞机发动机的电源。本发明的应用领域特别涉及到安装燃气涡轮发动机的飞机。然而，本发明还适用于安装其它类型发动机的飞机，而且更普遍的是，本发明适用于各种类型的飞机，即固定翼飞机和直升机。

背景技术

在飞机上，一般都是由一台主发电机发电，而主发电机通常都集成在起动发电机装置内，通过至少一个线路接触器向飞机电力网输送交流电。飞机电力网可根据位于机身区和发动机区内各个电气负载工作的需要，以交流(AC)或直流(DC)的形式分配电能。

主发电机输送的交流电由位于机身区内的电压调节器进行调节。电压调节器控制着输送到激励器的电流，后者与主发电机相联接，从而使得主发电机输送的交流电保持在规定的范围内。为此，电压调节器本身也是由飞机电力网或者辅助发电机提供电能，而辅助发电机可以是与主发电机和激励器共轴安装的永磁发电机。

控制发动机并称之为全数字式发动机控制系统(FADEC)的计算机位于发动机区，用来控制发动机的运行。全数字式发动机控制系统(FADEC)在发动机起动期间由飞机电力网供电，在发动机起动阶段之后，全数字式发动机控制系统(FADEC)则与发动机机械联接的某个特定发电机供电。

作为冗余，为了解决电源系统设备中任一设备出现故障带来的后果，电源系统的各个设备通常都是冗余的。

图1示出了这种人们已知的电源系统配置结构，这种电源系统通常适用于装有燃气涡轮发动机的飞机。

在图1中，虚线100表示发动机区的边界，而虚线200表示飞机机身区的边界。此处所用的“发动机区”一词是指发动机及其周围设备，而且尤其是指整个周围情况，其中包括特指发动机本身、与发动机涡轮轴相联接的附件齿轮箱(AGB)、安装在齿轮箱上的附件，包括推力反向设备的发动机吊舱，以及将吊舱连接到机翼上的挂架。

在发动机区，设置有一个起动发电机装置(S/G)110，包括一个由同步发电机构成的主发电机112，一个通过旋转二极管整流桥116向主发电机转子供电的带有次级磁路的激励器114，以及一个诸如永磁发电机的辅助发电机118。主发电机112、激励器114和辅助发电机118的转子都共同安装在一根轴上，该轴与发动机的传动齿轮箱(图中未示)相联接。

主发电机输出交流电，该电压经由电源线120传输到机身区内的飞机电力网210，又称机上主电力网。飞机电力网用来向各个电气负载分配电能，这些电气负载不论是持续工作的还是瞬间动作的，不论是位于机身区还是发动机区。发动机区内的电气负载通常都是通过控制飞机电力网的电源接触器来实现瞬间激活。

发动机区内，还安装有一台全数字式发动机控制系统(FADEC)130，由一台专门的发电机140向其供电，后者可以是一台-诸如-永磁交流发电机，其转子联接到发动机的传动齿轮箱。发电机140输出的交流电经过整流并通过AC/DC转换器132提高到所需要的电平，从而向FADEC130的各个设备134供电。人们应该能注意到的是，FADEC130也可以通过一根电源线束136连接到机身区内的直流总线216或者飞机电力网上，以便在飞机起动的同时FADEC的各个设备也能得到供电。

线路接触器212插装在电力网的线路120和交流总线214之间飞机电力网的输入端。总线214上的可用电能可以直接向各个电气负载供电，也可以通过电压转换器，特别是向直流总线216供电的AC/DC转换器(途中未示)来向各个负载供电。

发动机在运行时，起动发电机装置110以同步发电机方式工作。主发电机112输出的电压由机身区的电压调节器220在飞机电力网210的输入端处进行调节。电压调节器接收有关电源线路120的电压信息，机上电力网210的输入端位于机身区调节点(POR)211处，在线路接触器212紧上游。电压调节器220经由电源线束222向激励器114的定子(初级磁电路)输送直流电，从激励器的转子(次级磁电路)返回的交流电经过旋转二极管桥116整流后向主发电机112的转子(初级磁电路)供电。激励器114经由电压调节器220输出的电能经过调节，使调节点211处的交流电压值保持在预定的范围内。辅助发电机118经由电源线束224给电压调节器220供交流电。该交流电经整流器整流并输送到DC/DC转换器，后者用来输出激励器所需要的电流。