一種適應多種供電方式的飛機地面小型化電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空地面電源領域，具體是一種適應多種供電方式的飛機地面小型化 電源。
【背景技術】
[0002] 在航空業(yè)，各種地面保障設備要為飛機提供電力和壓縮空氣。飛機可以通過使用 飛機發(fā)電機供電，然而，由于用飛機發(fā)電機發(fā)電會消耗燃料，而且更重要的是考慮到地面人 員的安全，所以一般飛機在地面的任何時候啟動都禁用飛機發(fā)電機。
[0003] 這樣，飛機在地面通電、檢修或啟動時需外部提供電源，雷達、導彈等設備也需提 供地面電源保障，其所用電源統(tǒng)稱為航空地面電源（ground power unit),簡稱GPU。
[0004] 但是，并不是所有飛機都設計成具有相同特性的供電源。例如，一些飛機使用交流 電源，而有一些使用直流電源，還有一些同時使用交流電源和直流電源。因而，航空地面靜 態(tài)電源一般分為交流靜態(tài)電源和直流靜態(tài)電源。
[0005] 目前，大多數的民航飛機都要求地面提供交流400Hz、115V/200V的交流電源，交 流靜態(tài)電源的作用是將市電（50Hz、380V)變換為400Hz、115V/200V的交流電源；一些小型 的商務機、戰(zhàn)斗機、轟炸機等飛機還要求地面提供28V的直流電源，直流靜態(tài)電源的作用是 將市電（50Hz、380V)變換為28V的直流電源。我國有些型號的戰(zhàn)斗機要求地面同時提供 400Hz交流電源和28V直流電源。
[0006] 此外，即使兩架飛機使用具有相同特性的GPU時，兩架飛機也可以具有彼此不同 的特性。因此，目前別無選擇，只能設計、制造一種滿足可能遇到的每架飛機供電標準的地 面電源。
[0007] GPU的供電來源通常分為兩類：一類是通過柴油發(fā)電車發(fā)電獲得，一類通過設置 在停機坪的動力電源供電。隨著現代戰(zhàn)爭中紅外探測、制導武器性能不斷地提高，軍事裝備 的戰(zhàn)場生存環(huán)境日趨惡劣。導彈攻擊戰(zhàn)斗車輛等地面目標主要運用的是紅外制導技術，所 以有內熱源的電源車的紅外隱身性能變得非常重要。能夠用后備電池作為供電來源、代替 柴油發(fā)電車，去掉內熱源，會提高戰(zhàn)場生存率。將后備電池組和靜變GPU進行機載機動轉 場，戰(zhàn)斗機在非機場的地方起降，在軍事上也有極高的應用價值。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明提出一種適應多種供電方式的飛機地面小型化電源，以解決現有技術中不 同機種需要配備不同的電源設備的問題。
[0009] 本發(fā)明的技術方案是這樣實現的：
[0010] -種適應多種供電方式的飛機地面小型化電源，包括三相中頻靜變電源電路、直 流靜變電源電路、電網電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路、串并聯控制電路和原邊繞組串并 聯切換電路；
[0011] 所述三相中頻靜變電源電路包括：整流橋DBl，用于將接入的三相交流電轉換為 直流電；由三個H橋逆變器組成的組合式三相逆變器；每個H橋逆變器后接一變壓器；所述 整流橋DBl經電感Ll后接有交流輸入開關Kl ;
[0012] 所述直流靜變電源電路包括：整流橋DB2,用于將接入的三相交流電轉換為直流 電；一個H橋逆變器；H橋逆變器后接一變壓器；所述整流橋DB2經電感L2后接交流輸入開 關Kl ;
[0013] 各變壓器的原邊包括兩個繞組，每個變壓器的兩個繞組經原邊繞組串并聯切換電 路后與所述H橋逆變器連接；
[0014] 所述電網電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路和串并聯控制電路依次連接，電網電 壓采樣電路采集接入的三相交流電的信息并輸送給電壓區(qū)間判斷電路，電壓區(qū)間判斷電 路根據預設的值對該信息進行判斷，并將判斷結果輸送給串并聯控制電路，串并聯控制電 路根據該判斷結果控制原邊繞組串并聯切換電路實現變壓器的原邊兩個繞組的串并聯切 換；
[0015] 所述三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路的直流母線經電感L5后連接有 直流輸入開關K2。
[0016] 進一步地，所述原邊繞組串并聯切換電路通過接觸器切換電路連接的方式實現串 并聯切換。
[0017] 進一步地，當所述電網電壓采樣電路采集到的電壓信息為200V、208V、220V、230V 或240V時，所述原邊繞組串并聯切換電路切換為使兩個繞組并聯；
[0018] 當所述電網電壓采樣電路采集到的電壓信息為380V、400V、410V、440V或460V時， 所述原邊繞組串并聯切換電路切換為使兩個繞組串聯。
[0019] 進一步地，所述直流輸入開關K2與三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路 的直流母線間設有防反接二極管。
[0020] 進一步地，還包括帶有滾輪的電源外殼。
[0021] 本發(fā)明的有益效果為：
[0022] 1、提供一種既可單獨提供交流電源或直流電源，又可同時提供交流電源和直流電 源的交直流航空地面靜態(tài)電源，全面覆蓋現役飛機，一機多用，節(jié)省投資，方便使用。
[0023] 2、多種供電方式：可采用世界各國的商用交流電源或采用交流發(fā)電機供電，可滿 足現役飛機在國內外自己供電；又可以采用電池組供電，方便野外或軍事應用。
[0024] 3、小型化：電路拓撲結構簡單，設備整體小型化，設計成帶有滾輪的車型外殼，方 便機載機動轉場，在軍事上有極高的應用價值。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明一個應用場景示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明主電路圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明一個原邊繞組串并聯切換電路的電路圖；
[0029] 圖4是單極性SPffM倍頻式控制波形圖；
[0030] 圖5是有限雙極性ZVZCS控制波形圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0032] 如圖1所示，本實施例中的一種適應多種供電方式的飛機地面小型化電源，包括 三相中頻靜變電源電路、直流靜變電源電路、電網電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路、串并 聯控制電路和原邊繞組串并聯切換電路；
[0033] 所述三相中頻靜變電源電路包括：整流橋DBl，用于將接入的三相交流電轉換為 直流電；由三個H橋逆變器組成的組合式三相逆變器；每個H橋逆變器后接一變壓器；所述 整流橋DBl經電感Ll后接有交流輸入開關Kl ;
[0034] 所述直流靜變電源電路包括：整流橋DB2,用于將接入的三相交流電轉換為直流 電；一個H橋逆變器；H橋逆變器后接一變壓器；所述整流橋DB2經電感L2后接交流輸入開 關Kl ;
[0035] 各變壓器的原邊包括兩個繞組，每個變壓器的兩個繞組經原邊繞組串并聯切換電 路后與所述H橋逆變器連接；
[0036] 所述電網電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路和串并聯控制電路依次連接，電網電 壓采樣電路采集接入的三相交流電的信息并輸送給電壓區(qū)間判斷電路，電壓區(qū)間判斷電 路根據預設的值對該信息進行判斷，并將判斷結果輸送給串并聯控制電路，串并聯控制電 路根據該判斷結果控制原邊繞組串并聯切換電路實現變壓器的原邊兩個繞組的串并聯切 換；
[0037] 所述三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路的直流母線經電感L5后連接有 直流輸入開關K2。
[0038] 本實施例中，所述原邊繞組串并聯切換電路通過接觸器切換電路連接的方式實現 串并聯切換。
[0039] 本實施例中，當所述電網電壓采樣電路采集到的電壓信息為200V、208V、220V、 230V或240V時，所述原邊繞組串并聯切換電路切換為使兩個繞組并聯；
[0040] 當所述電網電壓采樣電路采集到的電壓信息為380V、400V、410V、440V或460V時， 所述原邊繞組串并聯切換電路切換為使兩個繞組串聯。
[0041] 本實施例中，所述直流輸入開關K2與三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電 路的直流母線間設有防反接二極管。
[0042] 本實施例中，還包括帶有滾輪的電源外殼。
[0043] 本實施例的設計思路如下：
[0044] -、為了既可單獨提供交流電源或直流電源，又可同時提供交流電源和直流電源， 全面覆蓋現役飛機，所采用的技術方案是：將一套完整的115/200V、400HZ三相中頻靜變電 源電路和一套完整的28V直流靜變電源電路整合在一起，并設于帶有滾輪的外殼內，組成 航空地面交直流電源車（即本發(fā)明的適應多種供電方式的飛機地面小型化電源），可牽引， 可移動。見圖1中的#1小車。兩套電源各自獨立控制，可以獨立使用。
[0045] 二、為了實現多種供電方式
[0046] 要能適應較寬的電壓范圍和頻率范圍的交流電和備用電池組的直流電源，需要有 合適的電路拓撲結構來完成，是本發(fā)明的關鍵技術之一。
[0047] 第一種供電方式，GPU可以駁接目前世界各國飛機場的三相交流電網，在世界各地 均可使用。由此可見，要能接受交流輸入電壓頻率50HZ、60HZ或400HZ。
[0048] 第二種供電方式，要可以接交流發(fā)電機，一般發(fā)電機輸出的電壓和頻率都符合商 用交流電源的標準或400HZ柴油三相中頻發(fā)電機車，對此項不用特別設計。
[0049] 第三種供電方式，接備用電池組，主要針對電網停電、野外狀況下對飛機啟動或通 電檢查提供電源。將后備電池組和靜變型GPU進行野外應用，在軍事上有極高的應用價值。
[0050] 針對第一種供電方式：
[0051] GPU可用的電網供電一般為該飛機機場的國家所用的商用電網供電。全球機場三