[发明专利]用于具有电致动的飞机的电力系统架构

说明书

本发明涉及用于具有电制动的飞机的电力系统构架。一种用于再生负载的电力系统，可以包括：DC总线和电气致动器负载，其中，向后驱动电气致动器负载产生再生电能，并且其中，电气致动器负载被配置为将再生电能传输到DC总线。系统还可以包括至少一个附加负载，其中，再生电能的至少一部分被传输到至少一个附加负载。

技术领域

本公开内容总体涉及功率系统架构，并且具体地，涉及用于具有电致动的飞机的功率系统架构。

背景技术

传统的飞行控制致动系统采用高压液压流体以向移动飞机控制面的致动器提供电力。液压系统的安装可能花费高且耗时并且在处理期间会包括大量的调整(装配)。相反，电气致动器可能不需要昂贵的装配、测试、或空气从液压管线漏出。在电致动系统中，液压管由更轻占据更小体积的电线代替，并且更容易集成到狭窄空间中。另外，电气致动器的安装会相对简单且便宜。

当附接至致动器的飞行控制面在飞行期间由空气的力向后驱动时电气致动器可以再生电力。致动器电动机通常是永磁电动机，其如果向后驱动充当发电机以产生再生电能。该能力可以返回到致动器电动机控制器和附接与此的直流(DC)链路。根据交流(AC)/DC整流器拓扑，再生电能也可以传导到AC系统中。如果AC/DC整流器不能将再生电能传导到AC总线，那么过多的能量会引起DC链路处的电压升高，这会损坏整流器、DC链路、电气致动器、和/或其他电器部件。如果AC/DC整流器能够将过多的能量传导至AC总线，那么向AC总线提供电力的AC发电机上的负载的功率因数可从低转到高，从而将电容有效添加到发电机。所添加的电容会降低系统的电力品质，并且在一些情况下，会导致发电机自励并且电压无法控制地升高。

某些电气致动器系统包括一个或多个电阻器以耗散过多的再生电能。固态开关可以用于当在DC链路处的电压到达阈值极限时将电阻器连接至系统。由电阻器消耗的电力导致可以由飞机的其他系统来使用的能量损耗。此外，由电阻器生成的热量可能产生热管理问题，这可能需要附加散热装置。经常，附加气流还必须被引导至致动器以允许散热装置足以管理所产生的附加热量。因此，附加装置会给飞机增加重量和阻力，从而导致性能降低和燃料用量增加。额外热量还会影响电气致动器自身的可靠性。可能存在其他缺点。

发明内容

公开的是可以克服上述缺点中的至少一种的系统和方法。例如，电力系统可以包括DC总线以从电气致动器负载接收再生电能并将再生电能提供给连接到DC总线的一个或多个其他负载(致动器、装置、系统等)。系统还可以包括电池以存储过剩电能。

在实施方式中，用于再生负载的电力系统包括DC总线。系统进一步包括电气致动器负载，其中，向后驱动电气致动器负载产生再生电能，并且其中，电气致动器负载被配置为向DC总线传输再生电能。系统还包括至少一个附加负载，其中，再生电能的至少一部分被传输到至少一个附加负载。

在一些实施方式中，系统包括电池充电器，其中，再生电能的至少一部分被传输到电池充电器，并且电池被配置为由电池充电器充电。在一些实施方式中，系统包括AC总线和整流器，整流器被配置为将来自AC总线的AC电能转换为DC电能并将DC电能传输到DC总线。在一些实施方式中，系统包括总线电力控制单元，总线电力控制单元被配置为响应于电池的充电状态小于第一阈值电荷而将电池充电器连接到DC总线，并且被配置为响应于电池的充电状态大于第二阈值电荷将整流器从DC总线断开。

在一些实施方式中，DC总线是交通工具的左DC总线，系统包括右DC总线。在一些实施方式中，左DC总线和右DC总线被配置为响应于来自总线电力控制单元的控制信号在彼此之间传输电能。在一些实施方式中，电气致动器负载是交通工具的左电气致动器负载，系统包括右电气致动器负载，其中，向后驱动右电气致动器负载生成附加再生电能，并且其中，右电气致动器负载被配置为将附加再生电能传输到右DC总线。在一些实施方式中，电池充电器是左电池充电器并且电池是交通工具的左电池，并且系统包括右电池充电器和右电池，其中，附加再生电能的至少一部分被传输到右电池充电器，并且右电池被配置为由右电池充电器充电。