飛機(jī)輔助電力系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)總體涉及飛機(jī)電力系統(tǒng)，并且更具體地，涉及雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的輔助電力系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代的飛機(jī)包括大量加電負(fù)載。例如，加電負(fù)載包括客艙服務(wù)、航空電子設(shè)備、通信系統(tǒng)、燃油栗、廚房制冷、風(fēng)扇、照明等。為了為各種負(fù)載提供電力，飛機(jī)通常包括至少一個(gè)發(fā)電機(jī)，該至少一個(gè)發(fā)電機(jī)機(jī)械耦接至飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)電機(jī)的輸出為飛機(jī)的配電系統(tǒng)電力供電。
[0003]在一些已知的雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)中，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)具有耦接至其齒輪箱的發(fā)電機(jī)。主發(fā)電機(jī)可包含幫助確保以基本恒定速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生基本恒定輸出的變速器。兩個(gè)主發(fā)電機(jī)的交流電(AC)輸出被耦接至電力分配系統(tǒng)以向飛機(jī)的加載負(fù)載供電。主發(fā)電機(jī)的大小被制成能夠?yàn)樗械募与娯?fù)載提供足夠的電力。備用發(fā)電機(jī)也耦接至兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)。備用發(fā)電機(jī)用于在異常情況的時(shí)候作為主發(fā)電機(jī)的備用。備用發(fā)電機(jī)可以產(chǎn)生能夠被轉(zhuǎn)換成固定頻率的可變頻率輸出。在這種情況下，備用發(fā)電機(jī)的可變頻率輸出功率被整流并且被提供給直流(DC)總線。直流總線連接至從DC輸入產(chǎn)生基本固定頻率和幅度的AC輸出的逆變器。逆變器的AC輸出然后可用于為至少一些加電負(fù)載供電。要求備用發(fā)電機(jī)符合各種規(guī)范，但是在正常工作狀態(tài)下通常不使用備用發(fā)電機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)方面中，描述了在雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)中使用的輔助電力系統(tǒng)。雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)具有由第一發(fā)動(dòng)機(jī)和第二發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一主發(fā)電機(jī)和第二主發(fā)電機(jī)。第一主發(fā)電機(jī)和第二主發(fā)電機(jī)被耦接以向飛機(jī)中的電力分配系統(tǒng)提供電力。輔助電力系統(tǒng)包括由第一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一輔助發(fā)電機(jī)、由第二發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二輔助發(fā)電機(jī)、第一電力轉(zhuǎn)換器、第二電力轉(zhuǎn)換器以及選擇器。第一電力轉(zhuǎn)換器具有第一輸入和第一輸出。第一輸入親接至第一輔助發(fā)電機(jī)。第一輸出親接至電力分配系統(tǒng)。第二電力轉(zhuǎn)換器具有第二輸入和第二輸出。第二輸入耦接至第二輔助發(fā)電機(jī)。第二輸出耦接至電力分配系統(tǒng)。選擇器被連接在第一電力轉(zhuǎn)換器與第二電力轉(zhuǎn)換器之間以允許選擇連接第一輸入和第二輸入。
[0005]在另一方面中，描述了用于具有第一發(fā)電機(jī)和第二發(fā)電機(jī)的雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)中的電力系統(tǒng)的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括第一分支、第二分支以及選擇器。第一分支具有第一輸入、第一電力轉(zhuǎn)換器以及被配置為耦接至飛機(jī)配電系統(tǒng)的第一輸出。第二分支包括第二輸入、第二電力轉(zhuǎn)換器以及被配置為耦接至飛機(jī)配電系統(tǒng)的第二輸出。選擇器耦接在第一分支與第二分支之間。選擇器被配置為將第一發(fā)電機(jī)選擇性地連接至第一分支或第一分支和第二分支。選擇器也被配置為將第二發(fā)電機(jī)選擇性地連接至第一分支或第一分支和第二分支。
[0006]在另一方面中，描述了在具有第一發(fā)動(dòng)機(jī)、第二發(fā)動(dòng)機(jī)以及多個(gè)加電負(fù)載的雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)中使用的電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)包括第一主發(fā)電機(jī)、第二主發(fā)電機(jī)、第一輔助發(fā)電機(jī)、第二輔助發(fā)電機(jī)以及電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。第一主發(fā)電機(jī)由第一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且耦接至電力分配系統(tǒng)。第二主發(fā)電機(jī)由第二發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且耦接至電力分配系統(tǒng)。第一主發(fā)電機(jī)和第二主發(fā)電機(jī)具有小于多個(gè)加電負(fù)載的最大功率要求的組合輸出功率。由第一發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第一輔助發(fā)電機(jī)。由第二發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)第二輔助發(fā)電機(jī)。第一輔助發(fā)電機(jī)和第二輔助發(fā)電機(jī)具有大于第一主發(fā)電機(jī)和第二主發(fā)電機(jī)的組合輸出功率與多個(gè)加電負(fù)載的最大功率要求之間的差值的組合輔助輸出功率。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)耦接至第一輔助發(fā)電機(jī)和第二輔助發(fā)電機(jī)。電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)配置為將第一輔助發(fā)電機(jī)和第二輔助發(fā)電機(jī)的電力選擇性地耦接至電力分配系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的示例性電力系統(tǒng)的單線圖(one-line diagram)。
[0008]圖2是在圖1中示出的電力系統(tǒng)的一部分的機(jī)械圖。
[0009]圖3是在圖1中示出的電力系統(tǒng)中使用的輔助電力系統(tǒng)。
[0010]圖4是在圖1中示出的電力系統(tǒng)中使用的另一輔助電力系統(tǒng)。
[0011]圖5是示例性飛機(jī)制造和保養(yǎng)方法的流程圖。
[0012]圖6是示例性飛機(jī)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本公開(kāi)總體涉及飛機(jī)電力系統(tǒng)。更具體地，本公開(kāi)涉及雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的輔助電力系統(tǒng)。
[0014]在本文中所描述的示例性電力系統(tǒng)包括主電力系統(tǒng)和輔助電力系統(tǒng)。輔助電力系統(tǒng)可起到主電力系統(tǒng)的備用電力系統(tǒng)以及主電力系統(tǒng)的輔助的兩個(gè)作用。因此，示例性實(shí)施方式可允許在飛機(jī)中使用較小的主發(fā)電機(jī)。減小主發(fā)電機(jī)的尺寸會(huì)減輕飛機(jī)的重量并且在飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上重新分配負(fù)載，從而提高了飛機(jī)的效率。
[0015]圖1是雙發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)(未示出)的電力系統(tǒng)300的單線圖。圖2是電力系統(tǒng)300的一部分的機(jī)械部件的簡(jiǎn)圖。參考圖1，電力系統(tǒng)300包括主電力系統(tǒng)，主電力系統(tǒng)包括第一主發(fā)電機(jī)302、第二主發(fā)電機(jī)304、第一配電總線306以及第二配電總線308。主電力系統(tǒng)通過(guò)總線306、308、342以及344將來(lái)自第一主發(fā)電機(jī)302和第二主發(fā)電機(jī)304的電力提供至負(fù)載310和310A。第一發(fā)電機(jī)302和第二發(fā)電機(jī)304通過(guò)發(fā)電機(jī)電路斷路器312連接到第一總線306和第二總線308。雖然示例性實(shí)施方式是三相系統(tǒng)，為了清楚起見(jiàn)，圖1示出了單相電的導(dǎo)體。其他實(shí)施方式可以包括任意數(shù)量的相，包括單相或雙相。
[0016]第一主發(fā)電機(jī)302機(jī)械耦接至第一發(fā)動(dòng)機(jī)314并且第二主發(fā)電機(jī)304機(jī)械耦接至第二發(fā)動(dòng)機(jī)316。圖2是第一主發(fā)電機(jī)302機(jī)械連接至第一發(fā)動(dòng)機(jī)314的齒輪箱317的簡(jiǎn)圖。第二主發(fā)電機(jī)304通過(guò)齒輪箱317類似地連接到第二發(fā)動(dòng)機(jī)316。當(dāng)由第一發(fā)動(dòng)機(jī)314和第二發(fā)動(dòng)機(jī)316驅(qū)動(dòng)時(shí)，主發(fā)電機(jī)302和304可以是固定或變頻發(fā)電機(jī)。在示例實(shí)施方式中，主發(fā)電機(jī)302和主發(fā)電機(jī)304通過(guò)機(jī)械傳輸系統(tǒng)(未示出)機(jī)械耦接至第一發(fā)動(dòng)機(jī)314和第二發(fā)動(dòng)機(jī)316的齒輪箱317，所述機(jī)械傳輸系統(tǒng)以基本恒定速度使主發(fā)電機(jī)302和主發(fā)電機(jī)304旋轉(zhuǎn)，而不考慮第一發(fā)動(dòng)機(jī)314和第二發(fā)動(dòng)機(jī)316的旋轉(zhuǎn)速度。
[0017]第一配電總線306和第二配電總線308通過(guò)負(fù)載導(dǎo)體318和負(fù)載電路斷路器320連接至負(fù)載310。在示例性實(shí)施方式中，第一配電總線306和第二配電總線308各自向不同的負(fù)載310提供電力。第一主發(fā)電機(jī)302通常向連接至第一配電總線306的負(fù)載310提供電力，并且第二主發(fā)電機(jī)304通常向連接至第二配電總線308的負(fù)載310提供電力。第一配電總線306和第二配電總線308通過(guò)總線連結(jié)斷路器(bus tie breaker) 322和導(dǎo)體324選擇性地連接以允許主發(fā)電機(jī)302和主發(fā)電機(jī)304中一者或兩者向第一配電總線306和第二配電總線308兩者提供電力。
[0018]輔助發(fā)電機(jī)326機(jī)械耦接至輔助發(fā)動(dòng)機(jī)328并由輔助發(fā)動(dòng)機(jī)328驅(qū)動(dòng)。在示例性實(shí)施方式中，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)328以基本恒定速度操作并且直接(S卩，沒(méi)有機(jī)械傳輸系統(tǒng))連接到輔助發(fā)電機(jī)326。輔助發(fā)動(dòng)機(jī)328以基本恒定速度驅(qū)動(dòng)輔助發(fā)電機(jī)326以產(chǎn)生基本恒定的輸出。輔助發(fā)電機(jī)326的AC輸出通過(guò)輔助電力斷路器330和總線連結(jié)斷路器322選擇性地連接至第一總線306和/或第二總線308。
[0019]第一配電總線306和第二配電總線308、總線連結(jié)斷路器322、導(dǎo)體318和導(dǎo)體324以及負(fù)載電路斷路器320形成飛機(jī)的電力分配系統(tǒng)的一部分。外電源可以通過(guò)外電源端口332和它們相關(guān)的外電源接觸器334連接到電力分配系統(tǒng)。
[0020]電力系統(tǒng)300包括輔助電力系統(tǒng)，所述輔助電力系統(tǒng)包括第一輔助發(fā)電機(jī)336、第二輔助發(fā)電機(jī)338、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)340、第一傳輸總線(transfer bus) 342以及第二傳輸總線344。通常，輔助電力系統(tǒng)提供電力以補(bǔ)充主電力系統(tǒng)提供的電力并且作為主電力系統(tǒng)的備用。在示例性實(shí)施方式中，輔助電力系統(tǒng)被配置為(例如，尺寸、速率等定為)向加電負(fù)載310A(其可稱作所有負(fù)載的子集)提供足夠的電力。因此，如果第一主發(fā)電機(jī)302和/或第二主發(fā)電機(jī)304不能向第一傳輸總線342和/或第二傳輸總線344提供電力，輔助電力系統(tǒng)可作為主電力系統(tǒng)的備用并且向負(fù)載310A提供電力。在一些實(shí)施方式中，負(fù)載310A是重要的負(fù)載，諸如，導(dǎo)航系統(tǒng)、燃油栗等。在這種實(shí)施方式中，第一輔助發(fā)電機(jī)336和第二輔助發(fā)電機(jī)338可以不那么連續(xù)地運(yùn)行(例如，僅當(dāng)?shù)谝恢靼l(fā)電機(jī)302和第二主發(fā)電機(jī)304之一未輸出電力時(shí))。
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