CN110979706A - 一种双电压直升机电源*** - Google Patents

一种双电压直升机电源*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种双电压直升机电源***，包括：第一供电体制和第二供电体制，第一供电体制包括第一发电机、第一接触器、发电机控制器、第一应急汇流条和设备汇流条，第二供电体制包括第二发电机和第二应急汇流条；第一发电机通过第一接触器连接到第一应急汇流条，第一应急汇流条连接到设备汇流条，第二发电机连接到第二应急汇流条；第一发电机给机载设备提供正常工作电源；第一应急汇流条集成所有影响飞行安全的机载设备断路器；设备汇流条集成所有不影响飞行安全的机载设备断路器；第一接触器可以导通第一发电机到第一应急汇流条之间的通路；第二发电机给发动机附件提供正常工作电源；第二应急汇流条集成所有发动机附件。

Description

一种双电压直升机电源***
技术领域
本申请涉及但不限于飞行器电源***设计领域，尤指一种双电压供电体制直升机电源***。
背景技术
目前国内外有大量轻型直升机，轻型直升机由于重量较轻，选用的发动机一般功率较低。目前的直升机通常采用单电压发电机进行发电，通常采用30 伏特(V)发电机给机载设备供电，并配合变压器变压使用，将为30V电源转换为15V电源给发动机附件供电；或者，采用大功率15V发电机供电，给每个用电设备内配置电源模块进行变压处理。
上述供电体制的电源***体积较大，且增加***重量，难以满足轻型直升机的电源要求。
发明内容
本发明的目的：本发明实施例提供一种双电压直升机电源***，以解决现有电源***的供电体制的电源***体积较大，且增加***重量，难以满足轻型直升机的电源要求的问题。
本发明的技术方案：
本发明实施例提供一种双电压直升机电源***，包括：第一供电体制和第二供电体制，所述第一供电体制包括主机中配置的第一发电机、第一接触器、发电机控制器、第一应急汇流条和设备汇流条，所述第二供电体制包括发动机中配置的第二发电机和第二应急汇流条；其中，所述第一发电机通过所述第一接触器连接到所述第一应急汇流条，所述第一应急汇流条连接到所述设备汇流条，所述第二发电机连接到所述第二应急汇流条；
所述第一发电机，被配置为给机载设备提供正常工作电源；
所述发电机控制器与所述第一发电机配套使用，被配置为控制和保护所述第一发电机；
所述第一应急汇流条，被配置为集成所有影响飞行安全的机载设备断路器；
所述设备汇流条，被配置为集成所有不影响飞行安全的机载设备断路器；
所述第一接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一发电机到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述第一发电机对与所述第一应急汇流条和所述设备汇流条相连接的机载设备供电；
所述第二发电机，被配置为给发动机附件提供正常工作电源；
所述第二应急汇流条，被配置为集成所有发动机附件。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，所述第一供电体制还包括：第一应急电源和第二接触器，所述第一应急电源通过所述第二接触器连接到所述第一应急汇流条；
所述第一应急电源，被配置为给机载设备提供应急工作电源和短时维护电源，应急状态下给应急机载设备供电；
所述第二接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一应急电源到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述第一应急电源对与所述第一应急汇流条相连接的机载设备供电。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，所述第一供电体制还包括：地面电源、地面电源插座和第三接触器，所述地面电源与所述地面电源插座相连接，所述地面电源插座通过所述第三接触器连接到所述第一应急汇流条；
所述地面电源，被配置为通过所述地面电源插座为机载设备提供正常维护电源；
所述第三接触器，被配置为根据上电信号，导通所述地面电源插座到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述地面电源对与所述第一应急汇流条和所述设备汇流条相连接的机载设备供电；
其中，所述第三接触器导通时，所述第一接触器和所述第二接触器断开。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，所述第一供电体制还包括：连接于所述第一应急汇流条和所述设备汇流条之间的汇流条接触器；
所述汇流条接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一应急汇流条到所述设备汇流条之间的通路。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，所述第一供电体制还包括：连接于所述第一发电机与所述第一接触器之间的分流器；
所述分流器，被配置为测量所述第一发电机的输出电流。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，所述第二供电体制还包括：第二应急电源和第四接触器，所述第二应急电源通过所述第四接触器连接到所述第二应急汇流条；
所述第二应急电源，被配置为给发动机附件提供应急工作电源，应急状态下给所述发动机附件供电；
所述第四接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第二应急电源到所述第二应急汇流条之间的通路，使得所述第二应急电源对与所述第二应急汇流条相连接的发送机附件供电。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，还包括：分别连接到所述发电机控制器、所述第二接触器、所述第四接触器和所述汇流条接触器的控制模块；
所述控制模块，被配置为向与其连接的发电机控制器和接触器发送指示打开或关闭的控制信号。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，还包括：分别连接到所述第一应急汇流条、所述第二应急汇流条和所述分流器的显示模块；
所述显示模块，被配置为显示所述第一应急汇流条和所述第二应急汇流条的电压，以及所述分流器的电流。
可选地，如上所述的双电压直升机电源***中，
所述显示模块中设置有用于显示第一发电机脱网告警的第一指示灯；
所述显示模块中设置有用于显示第一应急电源脱网告警的第二指示灯和用于显示第一应急电源超温告警的第三指示灯；
所述显示模块中设置有用于显示第二应急电源脱网告警的第四指示灯和用于显示第二应急电源超温告警的第五指示灯。
本发明的有益效果：本发明实施例提供的双电压直升机电源***，包括：第一供电体制和第二供电体制，所述第一供电体制包括主机中配置的第一发电机、第一接触器、发电机控制器、第一应急汇流条和设备汇流条，所述第二供电体制包括发动机中配置的第二发电机和第二应急汇流条；其中，所述第一发电机通过所述第一接触器连接到所述第一应急汇流条，所述第一应急汇流条连接到所述设备汇流条，所述第二发电机连接到所述第二应急汇流条。通过上述结构设计，该双电压直升机电源***的构型简单，功能完善，部件高度集成，操作性、维护性和可靠性较高；通过搭配不同的控制与显示设备使用，可应用于无人飞行器和有人飞行器。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种双电压直升机电源***的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种双电压直升机电源***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前国内外有大量的低功率发动机，此类发动机多自带15V直流发电机，，而轻型直升机电源***多为30V直流发电机供电。基于上述发动机自带的15V 直流发电机和30V直流发电机供电的硬件基础，可以考虑对轻型直升机配置双电压供电体制的电源***。
图1为本发明实施例提供的一种双电压直升机电源***的结构示意图。本发明实施例提供的双电压直升机电源***，可以包括：第一供电体制1和第二供电体制2，其中，该第一供电体制1包括主机中配置的第一发电机7、第一接触器6、发电机控制器8、第一应急汇流条4和设备汇流条3，第二供电体制2 包括发动机中配置的第二发电机9和第二应急汇流条5；其中，第一发电机7 通过第一接触器6连接到第一应急汇流条4，第一应急汇流条4连接到设备汇流条3，第二发电机9连接到第二应急汇流条5。
本发明实施例提供的双电压直升机电源***中，第一发电机，被配置为给机载设备提供正常工作电源；
与第一发电机相连接的发电机控制器(简称为：GCU)和该第一发电机配套使用，被配置为控制和保护该第一发电机；
第一应急汇流条，被配置为集成所有影响飞行安全的机载设备断路器；
设备汇流条，被配置为集成所有不影响飞行安全的机载设备断路器；
第一接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通第一发电机到第一应急汇流条之间的通路，使得第一发电机对与第一应急汇流条和设备汇流条相连接的机载设备供电；
第二发电机，被配置为给发动机附件提供正常工作电源；
第二应急汇流条，被配置为集成所有发动机附件。
可选地，第一供电体制例如为28V供电体制，第二供电体制例如为14V供电体制。
可选地，图2为本发明实施例提供的另一种双电压直升机电源***的结构示意图。在图1所示双电压直升机电源***的结构基础上，本发明实施例提供的双电压直升机电源***中，第一供电体制1还包括：第一应急电源15和第二接触器11，第一应急电源15通过第二接触器11连接到第一应急汇流条4；
第一应急电源15，被配置为给机载设备提供应急工作电源和短时维护电源，应急状态下给应急机载设备供电；
第二接触器11，被配置为根据接收到的控制信号，导通第一应急电源到第一应急汇流条之间的通路，使得第一应急电源对与第一应急汇流条相连接的机载设备供电。
如图2所示的双电压直升机电源***中，第一供电体制还可以包括：地面电源(图2中未示意出地面电源)、地面电源插座16和第三接触器12，地面电源与地面电源插座16相连接，地面电源插座16通过第三接触器12连接到第一应急汇流条4；
地面电源，被配置为通过地面电源插座为机载设备提供正常维护电源；
第三接触器12，被配置为根据上电信号，导通地面电源插座到第一应急汇流条之间的通路，使得地面电源对与第一应急汇流条和设备汇流条相连接的机载设备供电；
其中，第三接触器导通时，第一接触器和第二接触器断开，图2可以看出，第三接触器对上述第一接触器和第二接触器具有互锁功能。实际应用中，机上设有地面电源优先供电逻辑，地面电源供电时，第一发电机和第一应急电源均不能连接机上电网。
如图2所示的双电压直升机电源***中，第一供电体制1还可以包括：连接于第一应急汇流条4和设备汇流条3之间的汇流条接触器10；
汇流条接触器10，被配置为根据接收到的控制信号，导通第一应急汇流条到设备汇流条之间的通路。
如图2所示的双电压直升机电源***中，第一供电体制1还包括：连接于第一发电机7与第一接触器之间的分流器14；
分流器，被配置为测量第一发电机的输出电流。
如图2所示的双电压直升机电源***中，第二供电体制还包括：第二应急电源17和第四接触器13，第二应急电源通过第四接触器连接到第二应急汇流条；
第二应急电源，被配置为给发动机附件提供应急工作电源，应急状态下给发动机附件供电；
第四接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通第二应急电源到第二应急汇流条之间的通路，使得第二应急电源对与第二应急汇流条相连接的发送机附件供电。
本本发明实施例提供的双电压直升机电源***的构型简单，功能完善，部件高度集成，操作性、维护性和可靠性较高；通过搭配不同的控制与显示设备使用，可应用于无人飞行器和有人飞行器。
在本发明实施例提供的上述双电压直升机电源***的一种应用实例中，第一发电机可以为30V直流发电机，第二发电机可以为发动机自带的15V发电机，第一应急电源可以为24V蓄电池，地面电源可以为28V地面电源，第二应急电源可以为12V蓄电池。
对上述实例中的电源***的结构简介：
1)发动机自带300W/15V直流发电机，为发动机附件提供正常工作电源；
2)选用1块10Ah/12V蓄电池为发动机附件提供应急工作电源，应急供电时间不低于30分钟。此外，12V蓄电池也可用于起动发动机；
3)选用1台1800W/30V直流发电机为机载设备提供正常工作电源，将所有发电机控制与保护部件集成为发电机控制器，与30V直流发电机配套使用；
4)选用1块10Ah/24V蓄电池为机载设备提供应急工作电源和短时维护电源，应急供电时间不低于30分钟；
5)机上设置28V地面电源插座，用于连接28V地面电源，为直升机提供正常工作电源与维护电源；
6)机上设置14V应急汇流条、28V应急汇流条和28V设备汇流条。将所有发动机附件集成在14V应急汇流条上，将所有影响飞行安全的机载设备断路器集成在28V应急汇流条上，将所有不影响飞行安全的机载设备断路器集成在 28V设备汇流条上。
，以下分别对电源***中的上述部件进行介绍：
上述双电压直升机电源***由15V直流发电机、12V蓄电池、30V直流发电机，发电机控制器、24V蓄电池和28V地面电源组成。
1)，15V直流发电机(发动机自带)，功率为300瓦(W)
300W/15V直流发电机为发动机附件提供正常工作电源，正常状态下给发动机附件供电。
2)12V蓄电池
10Ah/12V蓄电池为发动机附件提供应急工作电源，应急状态下给发动机附件供电，应急供电时间不低于30分钟。此外，12V蓄电池也可用于起动发动机。
3)30V直流发电机，功率为1800W
1800W/30V直流发电机为机载设备提供正常工作电源，正常状态下给机载设备供电。
4)发电机控制器
发电机控制器集成了所有发电机控制与保护部件，与30V直流发电机配套使用，实现发电机的稳压、调节、控制与保护功能。
5)24V蓄电池
10Ah/24V蓄电池为机载设备提供应急工作电源和短时维护电源，应急状态下给机载设备供电，应急供电时间不低于30分钟。
6)28V地面电源
28V地面电源通过28V地面电源插座为机载设备提供正常工作电源与维护电源。机上设有地面电源优先供电逻辑，28V地面电源供电时，30V直流发电机和24V蓄电池均不能连接机上电网。
可选地，如图2所示，本发明实施例提供的双电压直升机电源***中，还可以包括：分别连接到发电机控制器、第二接触器、第四接触器和汇流条接触器的控制模块18；
控制模块18，被配置为向与其连接的发电机控制器和接触器发送指示打开或关闭的控制信号。
如图2所示的双电压直升机电源***中，还可以包括：分别连接到第一应急汇流条、第二应急汇流条和分流器的显示模块；
显示模块，被配置为显示第一应急汇流条和第二应急汇流条的电压，以及分流器的电流。
另外，该显示模块中设置有用于显示第一发电机脱网告警的第一指示灯；
显示模块19中设置有用于显示第一应急电源脱网告警的第二指示灯和用于显示第一应急电源超温告警的第三指示灯；
显示模块中设置有用于显示第二应急电源脱网告警的第四指示灯和用于显示第二应急电源超温告警的第五指示灯。
上述控制模块例如为控制设备，显示模块例如为显示设备。
本发明实施例提供的双电压直升机电源***，通过搭配不同的控制与显示设备使用，可应用于无人直升机和有人直升机。控制设备与显示设备可以根据直升机定位与用途来选择，若是无人机，可以由飞控***来控制、采集与告警，若是有人机，可以由飞行员来控制，由综显或其他设备来采集，由告警***来告警。本电源***主要控制、采集与告警信号如下：
1)12V蓄电池状态控制，地/开信号，地有效。给地信号时12V蓄电池并网，给空信号时12V蓄电池脱网；
2)30V直流发电机状态控制，地/开信号，地有效。给地信号时由发电机控制器判断发电机是否具备并网状态，若具备并网状态则30V发电机并网，给空信号时30V发电机脱网；
3)24V蓄电池状态控制，地/开信号，地有效。给地信号时24V蓄电池并网，给空信号时24V蓄电池脱网；
4)28V设备汇流条控制，地/开信号，地有效。给地信号时28V设备汇流条供电，给空信号时28V设备汇流条断电；
5)14V汇流条电压采集，模拟信号，采集区间0-25V；
6)28V汇流条电压采集，模拟信号，采集区间0-50V；
7)30V直流发电机电流采集，模拟信号，采集区间0-100A；
8)12V蓄电池脱网告警，地/开信号，地有效。输出地信号时表示12V蓄电池脱网，输出空信号时表示12V蓄电池并网；
9)12V蓄电池超温告警，地/开信号，地有效。输出地信号时表示12V蓄电池超温，输出空信号时表示12V蓄电池未超温；
10)30V直流发电机脱网告警，地/开信号，地有效。输出地信号时表示30V 发电机脱网，输出空信号时表示30V发电机并网；
11)24V蓄电池脱网告警，地/开信号，地有效。输出地信号时表示24V蓄电池脱网，输出空信号时表示24V蓄电池并网；
12)24V蓄电池超温告警，地/开信号，地有效。输出地信号时表示24V蓄电池超温，输出空信号时表示24V蓄电池未超温。
本发明实施例提供的上述双电压直升机电源***的主要产品技术指标为：
)15V直流发电机
额定功率：300W；
额定电流：20A；
额定电压：15V。
2)12V蓄电池
额定容量：10Ah；
额定电压：12V；
终止放电电压：10V。
3)30V直流发电机
额定功率：1800W；
额定电流：60A；
额定电压：30V；
调压点电压：28V。
4)24V蓄电池
额定容量：10Ah；
额定电压：24V；
终止放电电压：20V。
本发明实施例双电压直升机电源***的构型简单，功能完善；控制与显示部件高度集成；操作性、维护性和可靠性较高；通过搭配不同的控制与显示设备使用，可应用于无人飞行器和有人飞行器。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种双电压直升机电源***，其特征在于，包括：第一供电体制和第二供电体制，所述第一供电体制包括主机中配置的第一发电机、第一接触器、发电机控制器、第一应急汇流条和设备汇流条，所述第二供电体制包括发动机中配置的第二发电机和第二应急汇流条；其中，所述第一发电机通过所述第一接触器连接到所述第一应急汇流条，所述第一应急汇流条连接到所述设备汇流条，所述第二发电机连接到所述第二应急汇流条；
所述第一发电机，被配置为给机载设备提供正常工作电源；
所述发电机控制器与所述第一发电机配套使用，被配置为控制和保护所述第一发电机；
所述第一应急汇流条，被配置为集成所有影响飞行安全的机载设备断路器；
所述设备汇流条，被配置为集成所有不影响飞行安全的机载设备断路器；
所述第一接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一发电机到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述第一发电机对与所述第一应急汇流条和所述设备汇流条相连接的机载设备供电；
所述第二发电机，被配置为给发动机附件提供正常工作电源；
所述第二应急汇流条，被配置为集成所有发动机附件。
2.根据权利要求1所述的双电压直升机电源***，其特征在于，所述第一供电体制还包括：第一应急电源和第二接触器，所述第一应急电源通过所述第二接触器连接到所述第一应急汇流条；
所述第一应急电源，被配置为给机载设备提供应急工作电源和短时维护电源，应急状态下给应急机载设备供电；
所述第二接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一应急电源到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述第一应急电源对与所述第一应急汇流条相连接的机载设备供电。
3.根据权利要求2所述的双电压直升机电源***，其特征在于，所述第一供电体制还包括：地面电源、地面电源插座和第三接触器，所述地面电源与所述地面电源插座相连接，所述地面电源插座通过所述第三接触器连接到所述第一应急汇流条；
所述地面电源，被配置为通过所述地面电源插座为机载设备提供正常维护电源；
所述第三接触器，被配置为根据上电信号，导通所述地面电源插座到所述第一应急汇流条之间的通路，使得所述地面电源对与所述第一应急汇流条和所述设备汇流条相连接的机载设备供电；
其中，所述第三接触器导通时，所述第一接触器和所述第二接触器断开。
4.根据权利要求3所述的双电压直升机电源***，其特征在于，所述第一供电体制还包括：连接于所述第一应急汇流条和所述设备汇流条之间的汇流条接触器；
所述汇流条接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第一应急汇流条到所述设备汇流条之间的通路。
5.根据权利要求4所述的双电压直升机电源***，其特征在于，所述第一供电体制还包括：连接于所述第一发电机与所述第一接触器之间的分流器；
所述分流器，被配置为测量所述第一发电机的输出电流。
6.根据权利要求5所述的双电压直升机电源***，其特征在于，所述第二供电体制还包括：第二应急电源和第四接触器，所述第二应急电源通过所述第四接触器连接到所述第二应急汇流条；
所述第二应急电源，被配置为给发动机附件提供应急工作电源，应急状态下给所述发动机附件供电；
所述第四接触器，被配置为根据接收到的控制信号，导通所述第二应急电源到所述第二应急汇流条之间的通路，使得所述第二应急电源对与所述第二应急汇流条相连接的发送机附件供电。
7.根据权利要求6所述的双电压直升机电源***，其特征在于，还包括：分别连接到所述发电机控制器、所述第二接触器、所述第四接触器和所述汇流条接触器的控制模块；
所述控制模块，被配置为向与其连接的发电机控制器和接触器发送指示打开或关闭的控制信号。
8.根据权利要求6所述的双电压直升机电源***，其特征在于，还包括：分别连接到所述第一应急汇流条、所述第二应急汇流条和所述分流器的显示模块；
所述显示模块，被配置为显示所述第一应急汇流条和所述第二应急汇流条的电压，以及所述分流器的电流。
9.根据权利要求8所述的双电压直升机电源***，其特征在于，
所述显示模块中设置有用于显示第一发电机脱网告警的第一指示灯；
所述显示模块中设置有用于显示第一应急电源脱网告警的第二指示灯和用于显示第一应急电源超温告警的第三指示灯；
所述显示模块中设置有用于显示第二应急电源脱网告警的第四指示灯和用于显示第二应急电源超温告警的第五指示灯。
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