[发明专利]一种电动飞行器的动力电气系统

说明书

本发明提供一种电动飞行器的动力电气系统，包括飞行控制器、螺旋桨、电机、电机控制器和电源；飞行控制器与电机控制器连接，电源与电机控制器和飞行控制器连接，电机控制器与电机连接，电机与螺旋桨连接；电源用于为电机控制器和飞行控制器提供能量输入；电机控制器，用于对电源输入的能量进行能量转换，通过转换后的能量控制并驱动电机运转；电机用于驱动螺旋桨转动为飞行器提供动力；飞行控制器，用于监测电机控制器的工作状态。本发明提供一种电动飞行器的动力电气系统，具有冗余的电机、电机控制器、电源设计，具有容错的能力，当飞行器出现单点失效的时候，系统的特性能保证剩余的设备仍能提供飞行器平稳安全的飞行能力。

技术领域

本发明涉及电动航空领域，特别涉及一种电动飞行器的动力电气系统。

背景技术

电动飞行器是新兴的技术领域，之前的航空器以燃油系统为主，对电动系统的方案比较少。载人电动飞行器出于对安全性和法规的考虑，需要对机载设备做多裕度设计，动力电气系统属于机载设备，因此也需要做安全性设计。近两年有一些国外的公司在电动飞行器领域有一些技术成果，现有的方案主要体现了马达和电池的冗余，该方案并未满足对飞行器稳定性的设计要求。目前亟需一种兼顾飞行器安全性和稳定性的动力电气系统架构。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电动飞行器的动力电气系统，包括飞行控制器、螺旋桨、电机、电机控制器和电源；飞行控制器与电机控制器连接，电源与电机控制器和飞行控制器连接，电机控制器与电机连接，电机与螺旋桨连接；电源用于为电机控制器和飞行控制器提供能量输入；电机控制器，用于对电源输入的能量进行能量转换，通过转换后的能量控制并驱动电机运转；电机用于驱动螺旋桨转动为飞行器提供动力；飞行控制器，用于监测电机控制器的工作状态。

优选的，动力电气系统，还包括电源管理器，所述电源管理器与电源连接，用于监控电源的工作状态；所述飞行控制器与电源管理器连接，还用于通过电源管理器监测电源的工作状态。

具体的，动力电气系统，包括1个飞行控制器、6个螺旋桨、6个电机，6组电机控制器和3个电源；每个电机对应控制1个螺旋桨；每个电机对应配置1组电机控制器；根据电动飞行器的纵轴线将螺旋桨分为两组分别为第一组电机和第二组电机；电源通过电机控制器为第一组电机中的任意2个电机供能；电源通过电机控制器为第二组电机中任意2个电机供能。

具体的，6个电机中在电动飞行器的机翼撑杆前部两侧对称位置设置一组电机M1和M2；在电动飞行器的两个翼端处对称位置设置一组电机M3和M4，在电动飞行器的两个尾翼处对称位置设置一组电机M5和M6。

具体的，6组电机控制器分别为MC11和MC12、MC21和MC22、MC31和MC32、MC41和MC42、MC51和MC52、MC61和MC62；电机M1对应配置一组电机控制器MC11和MC12，电机M2对应配置一组电机MC21和MC22；电机M3对应配置一组电机控制器MC31和MC32，电机M4对应配置一组电机MC41和MC42；电机M5对应配置一组电机控制器MC51和MC52，电机M6对应配置一组电机MC61和MC62；6组电机控制器均与飞机控制器连接；

可选的，3个电源为B1、B2、B3；其中电源B1与电机控制器MC11、MC31、MC41、MC61连接，电源B2与电机控制器MC22、MC32、MC42、MC52连接，电源B3与电机控制器MC12、MC21、MC51、MC62连接。

可选的，3个电源为B1、B2、B3；其中电源B1与电机控制器MC31、MC51、MC21、MC41连接，电源B2与电机控制器MC12、MC32、MC42、MC62连接，电源B3与电机控制器MC11、MC22、MC52、MC61连接。

当飞行控制器识别到电机故障时，将与故障电机所对称设置的电机作为当前电机，通过控制电机控制器使得当前电机降低输出功率；根据飞行状态实时调整其余电机的功率。