[发明专利]用于混合推进的电气架构

说明书

一种具有混合热/电气推进的飞行器(1)，包括至少一个涡轮机(3)、至少第一电气源(12，31，32)、配备有电能储存装置的至少第二电气源(13，45)、非推进配电网(6)和低电压配电网(7)。它还包括推进配电网(8)，这三个配电网(6，7，8)由第一和第二电气源(12，31，32，13，45)供电并通过静态转换器(20，21，44)电互连。

发明背景

本发明涉及飞行器推进系统的混合，且更具体而言涉及与飞行器对接的电气系统的设计以及用于提供混合热/电推进的至少一个涡轮机。

这些飞行器越来越多地使用混合推进系统来工作，也就是说使用包括涡轮机、至少一个发电机和至少一个电池的系统，因为仅通过电池来工作的纯电系统仅对于在短距离上运输负载是可行的，如在市内市场上的那些系统，与通过飞行器油箱机载燃油来为涡轮机供电所提供的电池寿命相比，与电池的低能量密度有关的电池寿命不足以满足其他市场，诸如举例而言的中短途市场。

发明的目标和概要

本发明的目的是提供一种飞行器的电气系统，该电气系统将涡轮机中可用的能源与飞行器的机身进行互连，并允许在涡轮机的高压力轴和低压力轴上提供或切断用一个或多个电机监控的功率，确保相关于推进的所有这些功能与提供其他能量需求的功能的兼容性，并确保对使用不同能源和储能装置切断和提供能源的所有这些操作进行优化管理。

在本发明的第一目的中，提出了一种具有混合热/电推进的飞行器，其至少包括涡轮机、第一电气源、配备有电能储存装置的第二电气源、非推进配电网和低电压配电网。

根据本发明的一般特征，飞行器还包括推进配电网，这三个配电网由第一和第二电气源供电，并由静态转换器进行电气互连。

推进配电网旨在向高功率装备供电，尤其是与推进系统相关的装备。这一配电网具有最高电压电平。这一配电网仅用于高功率装备允许使要提供的电流最小化，并且因此允许减少大截面电缆的数量并从而降低归因于电缆的空间要求和质量。

推进配电网优选地是DC型，且电压电平取决于所涉及的功率：540V、750V、1000V、1500V、3000V。电压电平是基于以下参数来定义的：功率、电流、拓扑结构和电气架构及质量。机载电功率的增加对质量有很大影响。电压电平的选择优选地是在电气系统的能效和质量之间的最佳折衷。

非推进配电网旨在向中间功率装备供电，也就是说，主要是与非推进系统相关的装备，也称为“飞行器”负载。优选地，这一配电网是DC型的。

非推进配电网具有低于推进配电网的电压电平的中间电压电平(例如540VDC)。

低电压配电网旨在向涡轮机或飞行器的低功率负载供电。这一配电网通常是DC型，例如在28VDC的量级。

有利地，飞行器还可包括安装在飞行器主体中的、并用于飞行器的所述涡轮机或每一涡轮机的主电气系统、安装在该涡轮机中的本地电气系统。

优选地，本地电气系统包括机械地耦合到涡轮机的低压力轴的第一电机、机械地耦合到涡轮机的高压力轴的至少第二电机、功率转换器(诸如可逆AC-DC转换器)和本地电子控制单元，该本地电子控制单元被配置成基于飞行器的可用电气源控制向涡轮机的本地负载的供电，第一电机和第二电机当它们在发电机模式下操作时是第一电气源，并且当它们在电机模式下操作时(特别是在启动时)是本地负载。

第一电机可以直接连接或借助减速箱(即齿轮系统)来与涡轮机的低压力轴机械耦合。

可用电气源是指提供供电电流的电气源。

功率转换器允许在电机模式下操作的各阶段期间操纵引擎，并确保在发电的各阶段期间调节网络电压。

本地电气系统可以有利地包括允许连接外部电气源的电气插座。