專利名稱：飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板，特別地，本發(fā)明涉及一種用于民用飛機電源系統(tǒng)地面試驗的模擬控制板。
背景技術：
飛機電源的控制板是飛機電源系統(tǒng)手動操控、工作狀態(tài)指示和發(fā)電機故障保護等功能的唯一人機控制界面，是一個接口復雜的核心功能部件，是進行飛機電源系統(tǒng)模型試驗時必須具備的。然而，在電源系統(tǒng)的控制板正式裝機之前，使用電源系統(tǒng)的模擬控制板進行模擬操控從而檢驗各個電源部件是否能夠達到預期的設計要求是較優(yōu)的。所以，對于飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板的設計逐漸成為飛機設計領域的一種需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板，其包括左組合驅(qū)動發(fā)電機開關， 其用于接通或斷開左組合驅(qū)動發(fā)電機；右組合驅(qū)動發(fā)電機開關，其用于使右組合驅(qū)動發(fā)電機接通或斷開右組合驅(qū)動發(fā)電機；APU發(fā)電機開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)動機和右組合驅(qū)動發(fā)電機的任一個或者全部無效時用于接通或斷開APU發(fā)電機；沖壓空氣渦輪重置開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機和APU發(fā)電機全部無效時接通沖壓空氣渦輪提供的電力并提供給交流設備；外部電源開關，其用于當外部電源可用時接通外部電源；左交流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)，在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述右組合驅(qū)動發(fā)電機和所述左組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、右交流電路隔離開；在所述自動狀態(tài)下，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機不可用的情況下使所述右組合驅(qū)動發(fā)電機接入并作為整個飛機電網(wǎng)的電源；右交流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)， 在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述左組合驅(qū)動發(fā)電機和所述右組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、 右交流電路隔離開，在所述自動狀態(tài)下，其用于當所述右組合驅(qū)動發(fā)電機不可用的情況下使左組合驅(qū)動發(fā)電機接入并作為整個飛機電網(wǎng)的電源；主蓄電池開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機和APU發(fā)電機全部無效時接通主蓄電池的電力并提供給直流設備；APU蓄電池開關，其用于接通(或斷開)APU蓄電池從而使其提供電力給直流設備并用于APU啟動時提供直流電；直流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)，在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述右組合驅(qū)動發(fā)電機和所述左組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、右直流電路隔離開；在所述自動狀態(tài)下，其用于在無故障狀態(tài)下將所述左、右直流電路聯(lián)接在一起；應急變壓整流器開關，其用于接通或斷開應急變壓整流器，在左直流通道或右直流通道故障時，向左直流應急匯流條或右直流應急匯流條供電。更具體地，所述模擬控制板還包括廚房開關，其用于接通或斷開廚房用電設備； 地面勤務電源開關，其用于接通或斷開地面勤務電源。由于該電源系統(tǒng)的模擬控制板在性能上與裝機件等效，不僅節(jié)約了飛機研制成本，而且還大大節(jié)省了飛機電源系統(tǒng)地面試驗環(huán)境建設時間。
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另外，該電源系統(tǒng)的模擬控制板具有控制功能齊全、操控方便、安全可靠等特點。


圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的飛機電源的模擬控制板的示意圖2是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式的飛機電源的模擬控制板的原理框架圖。
具體實施方式
飛機的電源系統(tǒng)一般均包括交流電源和直流電源。其中，交流電源又至少具有兩主交流電源、一個輔助交流電源和一個應急交流電源和備用電源，該兩個主交流電源分別由左組合驅(qū)動發(fā)電機和右組合驅(qū)動發(fā)電機提供，輔助交流電源由APU發(fā)電機提供，應急交流電源由沖壓空氣渦輪發(fā)電機提供。在地面狀態(tài)下，飛機可以由外部交流電源供電。左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機和APU發(fā)電機提供三相115V的交流電。備用直流電源由變壓整流器和蓄電池組成，用于給機載直流用電設備供電。
正常情況下，左組合驅(qū)動發(fā)電機和右組合驅(qū)動發(fā)動機工作，并向交流用電設備供電，并通過左、右變壓整流器分別向左、右直流用電設備提供^v的直流電，同時可以對主蓄電池、APU蓄電池進行充電。如果該左組合驅(qū)動發(fā)電機空中突然故障，則可以以右組合驅(qū)動發(fā)電機對全機用電設備進行供電，如果左、右組合驅(qū)動發(fā)電機均出現(xiàn)故障，則再起動APU 發(fā)電機，如果出現(xiàn)極為不幸的狀況，則飛機會啟動應急電源進行應急供電，即，由沖壓空氣渦輪發(fā)電機為飛機重要負載提供應急交流供電，由蓄電池為飛機機載直流重要用電設備提供直流電。自然，即使是正常情況下，也可以在特定的飛行條件下僅使APU發(fā)電機工作也能保證全機供電安全。
無論是交流電源還是直流電源的供電均是通過各個控制組件(或稱為控制器)諸如左發(fā)電機控制器、右發(fā)電機控制器、APU發(fā)電機控制器等進行的，通過各個控制組件(或稱為控制器)，可以實現(xiàn)對相應電路的接通和斷開以此實現(xiàn)電力分配。
具體地，就電力分配來說，正常情況下，左組合驅(qū)動發(fā)電機向左交流匯流條供電， 同時，通過變壓整流器對左直流匯流條供電并對主蓄電池充電；右組合驅(qū)動發(fā)電機向右交流匯流條供電，同時，通過變壓整流器對右直流匯流條供電并對APU蓄電池充電。其中，左交流匯流條和右交流匯流條之間可以通過交流匯流條互聯(lián)開關進行電連接，左直流匯流條和右直流匯流條可以通過直流匯流條聯(lián)接開關進行電連接。在非正常情況下，若一個組合驅(qū)動發(fā)電機出現(xiàn)故障，則通過左、右交流匯流條的互聯(lián)可將另一個組合驅(qū)動發(fā)電機接入電網(wǎng)以保證全機電網(wǎng)供電安全；若左組合驅(qū)動發(fā)電機和右組合驅(qū)動發(fā)電機之一或均出現(xiàn)故障的條件下，則將起動APU發(fā)電機供電，通過左右交流匯流條接入電網(wǎng)到電路對全機供電；若左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機以及APU發(fā)電機均不能動作，則起動沖壓空氣渦輪發(fā)電機，按用電設備優(yōu)先級向重要交流用電設備提供應急供電，通過將蓄電池連入到電路中給重要直流設備供電。
結合上述內(nèi)容來理解本發(fā)明的飛機電源的模擬控制板，參見圖1和圖2，本發(fā)明的模擬控制板100具有左組合驅(qū)動發(fā)電機開關(LGEN) 102、左組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關 (LIDG DISC) 104、右組合驅(qū)動發(fā)電機開關(R GEN) 106、右組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關(R IDG DISC) 108、沖壓空氣渦輪重置開關(RAT) 110、APU發(fā)電機開關(APU GEN) 112。左組合驅(qū)動發(fā)電機開關(L GEN) 102、右組合驅(qū)動發(fā)電機開關(RGEN) 106具有兩種狀態(tài)，S卩，接通狀態(tài)(ON) 和斷開狀態(tài)(OFF)，接通狀態(tài)(ON)表示該發(fā)電機已發(fā)電并接入飛機電網(wǎng)，斷開狀態(tài)(OFF)表示該發(fā)電機未工作。左組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關(L IDG DISC) 104和右組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關(R IDG DISC) 108可以分別控制進行脫扣動作，以滿足左組合驅(qū)動發(fā)電機和右組合驅(qū)動發(fā)電機的脫扣試驗需求。發(fā)電機脫扣開關有兩種狀態(tài)，分別為脫開狀態(tài)(DISC)和故障狀態(tài)(FAULT)，其中脫開狀態(tài)(DISC)表示發(fā)電機已進行脫扣動作，故障狀態(tài)(FAULT)表示發(fā)電機處于故障狀態(tài)，駕駛員判斷是否需要進行脫扣動作。如圖所示，左交流匯流條聯(lián)接開關(L BUS TIE) 114、右交流匯流條聯(lián)接開關(R BUS TIE) 116和直流匯流條聯(lián)接開關(DC BUS TIE) 118均具有兩種狀態(tài)，一種狀態(tài)為隔離狀態(tài)(ISOL)另一種狀態(tài)為自動狀態(tài)(AUT0)。在模擬飛機正常飛行狀態(tài)下，將左交流匯流條聯(lián)接開關(L BUS TIE) 114、右交流匯流條聯(lián)接開關(R BUS TIE) 116和直流匯流條聯(lián)接開關(DC BUS TIE) 118均置于AUTO狀態(tài)，這表示，當左組合驅(qū)動發(fā)電機和右組合驅(qū)動發(fā)動機均正常工作時，左、右交流匯流條控制器以及直流匯流條控制器會控制電路開關從而使左、右組合驅(qū)動發(fā)電機各自負責對相應的交流用電設備供電并通過各自的變壓整流器對各自的直流設備供電；若其中之一出現(xiàn)故障時，假設左組合驅(qū)動發(fā)電機出現(xiàn)故障，則調(diào)節(jié)左交流匯流條聯(lián)接開關(LBUS TIE) 114和直流匯流條聯(lián)接開關(DC BUS TIE) 118將自動連接， 即，使得右組合驅(qū)動發(fā)電機可以對原本由左整體驅(qū)動發(fā)電機進行供電的交流和直流用電設備進行供電，反之亦然。當左交流匯流條聯(lián)接開關(L BUS TIE) 114、右交流匯流條聯(lián)接開關 (R BUS TIE) 116和直流匯流條聯(lián)接開關(DC BUS TIE) 118均處于隔離狀態(tài)(ISOL)時，左/ 右交流匯流條、左/右直流匯流條處于隔離狀態(tài)。當模擬飛機的正常飛行狀態(tài)時，左組合驅(qū)動發(fā)電機開關(LGEN) 102和右組合驅(qū)動發(fā)電機開關(R GEN) 106均處于接通(ON)狀態(tài)，同時，APU發(fā)電機開關(APU GEN) 112—般處于斷開(OFF)狀態(tài)，沖壓空氣渦輪開關(RAT) 110不進行重置。當模擬僅以APU發(fā)電機供電時，此時，可以將左組合驅(qū)動發(fā)電機開關(L GEN) 102 和右組合驅(qū)動發(fā)電機開關(R GEN) 106調(diào)至斷開狀態(tài)(OFF)。當模擬飛機的左、右組合驅(qū)動發(fā)電機出現(xiàn)過熱、滑油壓力低、滑油溫度高的情況下，左、右組合驅(qū)動發(fā)電機會發(fā)生脫扣，左、右組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關(L IDG DISC、R IDG DISC) 104、108也處于脫開狀態(tài)(DISC)。外部電源開關(EXT PWR) 120有可用狀態(tài)(AVAIL)和接通狀態(tài)(ON)，其中，可用狀態(tài)表示外電源已連接并處于可用狀態(tài)，接通狀態(tài)表示外電源已經(jīng)接入電網(wǎng)并處于使用狀態(tài)。當模擬飛機的任一組合驅(qū)動發(fā)電機失效(出現(xiàn)故障)時，則將該具體的發(fā)電機開關調(diào)至OFF。當模擬飛機的左右組合驅(qū)動發(fā)電機均失效時，則將左、右發(fā)電機開關(L GEN、R GEN) 102、106調(diào)至OFF,同時，將APU發(fā)電機開關(APU GEN) 112調(diào)至開啟狀態(tài)(ON)。當模擬飛機的左、右組合驅(qū)動發(fā)電機、APU發(fā)電機全部失效時，將左、右發(fā)電機開關 (L GEN, R GEN) 102、106以及APU發(fā)電機開關(APU GEN) 112調(diào)至0FF，并根據(jù)要求將主蓄電池開關(MAIN BATT) 122和APU蓄電池開關(APU BATT) IM調(diào)至接通狀態(tài)(ON)、將直流匯流條聯(lián)接開關(DC BUS TIE)開關118調(diào)至自動狀態(tài)(AUTO)以及將應急變壓整流器開關(ETRU) 126調(diào)至接通狀態(tài)(OPEN)。
當模擬飛機處于地面并有外部電源供電的情況，則左、右組合驅(qū)動發(fā)電機開關(L GEN、R GEN) 102、106處于斷開狀態(tài)(OFF)，APU發(fā)電機開關(APU GEN) 112處于斷開狀態(tài) (OFF)，外部電源開關(EXT PWR) 120處于閉合狀態(tài)(ON)。
該控制板上還具有廚房開關(GALLEY) 1 和地面勤務電源開關(GND SVCE ELEC PWR) 130，一般情況下，廚房開關(GALLEY)U8均處于接通狀態(tài)(ON)，地面勤務電源開關 (GND SVCE ELEC PWR) 130只有當飛機處于地面勤務狀態(tài)時才調(diào)為接通狀態(tài)(0N)。
上述飛機電源系統(tǒng)模擬控制板100可以與仿真器耦接，以使使用者通過仿真器直觀地觀察到模擬到的電源系統(tǒng)的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。該電源系統(tǒng)模擬控制板100可以采用導光板的結構形式，即，在模擬的電源系統(tǒng)情況正常時，白色的LED燈指示并將相關信號傳給仿真器以顯示電源系統(tǒng)的模擬的運行狀態(tài)，而模擬電源系統(tǒng)的故障時，LED指示燈不亮，同時將相應的信號傳給仿真器以顯示電源系統(tǒng)模擬的故障狀態(tài)藉此實現(xiàn)故障的初步定位，因此可以說上述飛機電源系統(tǒng)模擬控制板100集控制、指示、告警和隔離功能于一體。
飛機電源系統(tǒng)模擬控制板100的設計原理見圖2所示，結合上述內(nèi)容并參考圖2 很容易理解，當以該飛機電源系統(tǒng)模擬控制板100進行模擬控制操作時，其不僅可以向航電系統(tǒng)提供DC28V信號和燈驅(qū)動信號，同時還可以收集飛機電源系統(tǒng)的發(fā)電機控制組件 (或稱為發(fā)電機控制器，GCU)信號，其中，該GGU信號包括左發(fā)電機控制器(LGCU)、右發(fā)電機控制器(RG⑶)、輔助發(fā)電機控制器(AG⑶)、匯流條電源控制器(BP⑶)以及應急發(fā)電機控制器(RAT G⑶)的信號，同時，該模擬控制板100能夠?qū)崿F(xiàn)對蓄電池控制器(Main BATT CTRL) 和輔助發(fā)電機電池控制器(APU BATT CTRL)的控制。另外，該模擬控制板100還可以重置左、右組合驅(qū)動發(fā)電機脫扣開關(L/R DISCRELAY)并可以控制直流控制器(DCTR)、左、右應急變壓整流(L/RETR)以及應急變壓整流(ETRUC)。
由于該飛機電源系統(tǒng)模擬控制板100可以進行驗證性地使用，因此可以發(fā)現(xiàn)了實際上存在的設計問題，為及時完善設計提供了依據(jù)。
權利要求
1.一種飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板，其包括左組合驅(qū)動發(fā)電機開關，其用于接通或斷開左組合驅(qū)動發(fā)電機； 右組合驅(qū)動發(fā)電機開關，其用于使右組合驅(qū)動發(fā)電機接通或斷開右組合驅(qū)動發(fā)電機； APU發(fā)電機開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)動機和右組合驅(qū)動發(fā)電機的任一個或者全部無效時用于接通或斷開APU發(fā)電機；沖壓空氣渦輪重置開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機和APU 發(fā)電機全部無效時接通沖壓空氣渦輪提供的電力并提供給交流設備； 外部電源開關，其用于當外部電源可用時接通外部電源；左交流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)，在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述右組合驅(qū)動發(fā)電機和所述左組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、右交流電路隔離開；在所述自動狀態(tài)下，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機不可用的情況下使所述右組合驅(qū)動發(fā)電機接入并作為整個飛機電網(wǎng)的電源；右交流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)，在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述左組合驅(qū)動發(fā)電機和所述右組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、右交流電路隔離開，在所述自動狀態(tài)下，其用于當所述右組合驅(qū)動發(fā)電機不可用的情況下使左組合驅(qū)動發(fā)電機接入并作為整個飛機電網(wǎng)的電源；主蓄電池開關，其用于當所述左組合驅(qū)動發(fā)電機、右組合驅(qū)動發(fā)電機和APU發(fā)電機全部無效時接通主蓄電池的電力并提供給直流設備；APU蓄電池開關，其用于接通APU蓄電池從而使其提供電力給直流設備并用于APU啟動時提供直流電；直流匯流條聯(lián)接開關，其具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)，在所述隔離狀態(tài)下，其用于將所述右組合驅(qū)動發(fā)電機和所述左組合驅(qū)動發(fā)電機負責的左、右直流電路隔離開；在所述自動狀態(tài)下，其用于在無故障狀態(tài)下將所述左、右直流電路聯(lián)接在一起；應急變壓整流器開關，其用于接通或斷開應急變壓整流器，在左直流通道或右直流通道故障時，向左直流應急匯流條或右直流應急匯流條供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的模擬控制板，其中，所述模擬控制板還包括 廚房開關，其用于接通或斷開廚房用電設備；地面勤務電源開關，其用于接通或斷開地面勤務電源。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的模擬控制板，其中，所述模擬控制板采用導光板的形式。
全文摘要
一種飛機電源系統(tǒng)的模擬控制板，其包括左組合驅(qū)動發(fā)電機開關、右組合驅(qū)動發(fā)電機開關、APU發(fā)電機開關、沖壓空氣渦輪重置開關、外部電源開關。還具有左交流匯流條聯(lián)接開關和右交流匯流條聯(lián)接開關，它們均具有隔離狀態(tài)和自動狀態(tài)。該控制板還包括主蓄電池開關、APU蓄電池開關、直流匯流條聯(lián)接開關、應急變壓整流器開關。由于該電源系統(tǒng)的模擬控制板在性能上與裝機件等效，不僅節(jié)約了飛機研制成本，而且還大大節(jié)省了飛機電源系統(tǒng)地面試驗環(huán)境建設時間。
文檔編號G05B17/02GK102520621SQ20111037503
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2011年11月22日
發(fā)明者倪新紅, 劉朝勇, 邵惠明 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院