[发明专利]飞行器启动和发电系统

说明书

一种飞行器启动和发电系统，包括：启动器/发电机，所述启动器/发电机包括主机(110)、励磁机(120)和永磁发电机(130)。所述系统还包括逆变器/变换器/控制器(200)，所述逆变器/变换器/控制器(200)连接至所述启动器/发电机，并生成AC电以在启动模式中驱动启动器/发电机，用于启动所述飞行器的原动机，并在所述原动机已经启动之后在发电模式中将从所述启动器/发电机获得的AC电转换成DC电。负载平衡单元(LLU)(450)与来自所述启动器/发电机的DC电输出选择性耦连，并具有逆变器/变换器/控制器(ICC)，所述逆变器/变换器/控制器(ICC)具有LLU基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的桥配置(480)，并且在供电模式中将DC电供应至所述DC电输出，并在接收模式中从所述DC电输出接收DC电。LLU桥门极驱动器被配置成在供电模式和接收模式中使用双极脉宽调制(PWM)驱动LLU基于MOSFET的桥。

技术领域

本文中公开的主题一般涉及双向能量转换无刷电动旋转装置的组合，其在启动模式中将电能转换成机械能，在发电模式中将机械能转换成电能。具体地，所述主题涉及飞行器启动和发电系统，其包括三电机组、启动器/发电机(S/G)和基于IGBT的数字控制装置，在本文中称作逆变器/变换器/控制器(ICC)。

背景技术

目前存在用于飞行器的启动器发电机系统，其既被用来启动飞行器发动机，又在启动之后在发电模式中利用飞行器发动机，从而提供电能以对飞行器上的系统供电。可以从飞行器的涡轮发动机驱动的发电机和变换器(EGC)得到高压直流(DC)电。可以从由飞行器的涡轮发动机驱动的AC发电机或者从DC电到AC电的变换中得到交流(AC)电。已知使用宽带隙装置(a wide band gap device)在飞行器的涡轮发动机驱动的发电机和变换器(EGC)的高压DC系统中或者在由飞行器的涡轮发动机驱动的AC发电机的DC链接电压生成中实现效率。同样，已知使用宽带隙装置在飞行器的涡轮发动机驱动的发电机和变换器(EGC)的AC系统中或者在由飞行器的涡轮发动机驱动的DC发电机的AC链接电压中实现效率。低开关损耗、低导通损耗和高温能力是宽带隙装置的三个优点。

期望控制飞行器的发电系统中的宽带隙装置以便始终如一地实现效率。

发明内容

在一方面，飞行器启动和发电系统包括：启动器/发电机，所述启动器/发电机包括主机、励磁机和永磁发电机；具有基于MOSFET的桥配置的逆变器/变换器/控制器(ICC)，ICC连接至所述启动器/发电机，并生成AC电以在启动模式中驱动启动器/发电机，用于启动所述飞行器的原动机，并在所述原动机已经启动之后在所述启动器/发电机的发电模式中将从所述启动器/发电机获得的AC电转换成DC电；以及被配置成驱动基于MOSFET的桥(MOSFET-based bridge)的主桥门极驱动器。主桥门极驱动器在启动模式中使用空间矢量脉宽调制(SVPWM)并且在发电模式中使用基于反向导通的无源整流来驱动基于MOSFET的桥。

在另一方面，一种控制飞行器启动和发电系统的方法，所述飞行器启动和发电系统具有：启动器/发电机，所述启动器/发电机包括主机、励磁机和永磁发电机；逆变器/变换器/控制器(ICC)，所述逆变器/变换器/控制器(ICC)具有基于MOSFET的桥配置，所述基于MOSFET的桥配置与所述主机绕组的电压输出连接，以及主桥门极驱动器，所述主桥门极驱动器被配置成驱动所述基于MOSFET的桥。所述方法包括：如果在启动模式中，将功率供应至所述基于MOSFET的桥，并且在启动模式中使用空间矢量脉宽调制(SVPWM)驱动主基于MOSFET的桥，并且其中，在启动模式中驱动所述主基于MOSFET的桥启动所述飞行器的原动机；以及如果在发电模式中，则使用基于反向导通的无源整流来驱动所述基于MOSFET的桥以将从所述启动器/发电机的主机绕组获得的AC电转换成DC电。