[发明专利]具有传统交流网络和双极直流网络的飞行器电力供应系统

说明书

公开了一种具有传统交流网络和双极直流网络的飞行器电力供应系统，包括：具有多个相和中性点的至少一个发电机；AC网络；双极DC网络；以及中性点钳位转换器；其中，至少一个发电机被设计成用于提供AC电压。在至少一种操作模式下，至少一个发电机的中性点连接至地。转换器包括AC侧和DC侧，AC侧具有多个AC连接器，多个AC连接器中的每个AC连接器能够与至少一个发电机的至少一个相耦接；DC侧具有第一DC连接器、第二DC连接器以及中性DC连接器。转换器的AC侧与至少一个发电机耦接；DC侧与双极DC网络耦接；以及中性DC连接器连接至地。转换器被设计成用于在AC侧接收AC电压时在DC侧提供DC电压，以及用于在DC侧接收DC电压时在AC侧提供AC电压。

技术领域

本发明涉及具有传统AC(交流)网络和双极DC(直流)网络的用于飞行器的电力供应系统以及具有这样的电力供应系统的飞行器。

背景技术

在现代飞行器中，包括基于DC的电力网络特别是高电压DC网络(HVDC)是一种趋势。在这种情况下，出于减少重量的原因，期望仅提供HVDC网络并且在飞行器中使用DC消耗设备，并且如果需要AC消耗设备时，则将DC电压转换成所需的AC电压。因此，由发动机驱动的发电机来向主转换器例如TRU(“变压整流器单元”)馈送电能，并且主转换器将DC电压提供至HVDC网络。为了提高HVDC网络的安全性，已知双极DC网络。为了提供双极HVDC电压，需要简化的发电机电路，其也被称为整流器或AC/DC转换器。示例性地，不需要将发电机的中性点钳位至地。

例如，DE 10 2013 209 544 A1和US 2014/0346897 A1示出了具有第一DC电压装置的高电压DC电压单元，该第一DC电压装置在DC电压装置的第一输出连接与第二输出连接之间提供第一高电压DC电压或者可以被馈送有第一高电压DC电压。第二DC电压装置提供第二高电压DC电压或者可以被馈送有第二高电压DC电压。第一DC电压连接与第一DC电压装置的第一输出连接耦接。第二DC电压连接与第二DC电压装置的第二输出连接耦接。参考电位连接与第一DC电压装置的第二输出连接、与第二DC电压装置的第一输出连接、以及与地电位耦接，第一高电压DC电压和第二高电压DC电压实现了双极电源。

发明内容

在包括HVDC网络的飞行器中有时可能需要使用AC消耗设备。本发明的目的是提出一种用于飞行器的电力供应系统，该电力供应系统具有改进的或可替选的供应AC消耗设备的能力。

该目的通过具有独立权利要求1的特征的用于飞行器的电力供应系统来满足。有利实施方式和进一步的改进可以从从属权利要求和下面的描述中获悉。

提出了一种用于飞行器的电力供应系统，该系统包括具有多个相和中性点的至少一个发电机；AC网络；双极DC网络；以及中性点钳位转换器。至少一个发电机被设计成用于提供AC电压。在至少一种操作模式下，至少一个发电机的中性点连接至地。转换器包括AC侧和DC侧，AC侧具有多个AC连接器，多个AC连接器中的每个AC连接器能够与至少一个发电机的至少一个相耦接，DC侧具有第一DC连接器、第二DC连接器以及中性DC连接器。转换器的AC侧与至少一个发电机耦接；DC侧与双极DC网络耦接；以及中性DC连接器连接至地。转换器被设计成用于在AC侧接收AC电压时在DC侧提供DC电压，以及在DC侧接收DC电压时在AC侧提供AC电压。

因此，根据本发明的电力供应系统能够向可以安装在飞行器中的两个不同的单独网络即传统AC网络以及双极DC网络提供电能。随着趋势的发展，现代飞行器可以配备有更多的电力系统，这也会需要更高的电能。在这种情况下，可以通过高电压DC(HVDC)并且优选地通过双极HVDC网络来向电力系统供应DC电压，并通过飞行器框架来向电力系统供应地回路(ground return)。通过使用这样的设置，只需要两根导线而不是通常AC网络的三个相的三根导线。通常，这会使布线重量、导线数目以及总电能损耗减少。