直流电配电设备以及相关联的推进系统和飞行器的制作方法

    技术2024-12-08  12


    本发明涉及飞行器电力推进系统,更具体地,涉及直流电配电设备。本发明还涉及包括这种设备的电推进系统和包括这种系统的飞行器。


    背景技术:

    1、一般而言,飞行器由涡轮螺旋桨、涡扇或涡轮类型的涡轮发动机推进。

    2、然而,涡轮发动机的使用伴随着显著的噪音排放和高化石燃料(尤其是煤油)消耗,还产生显著的污染物排放。

    3、为了减少噪音和污染物排放,飞行器的推进可以是电力推进,用电动机取代用来产生飞行器推力的涡轮发动机。

    4、飞行器上的电力网络通常包括交流(ac)网络(例如,115伏交流或230伏交流)和低压直流(dc)网络(例如,28伏直流)的组合、或单个直流网络(例如,28伏直流)。

    5、飞行器上的机载交流网络提供的总机载电力为50kw到500kw,最高达1兆瓦(mw)。

    6、飞行器上的机载直流网络提供低于100kw的电力。

    7、此外,这种网络的电气架构通常是针对给定应用和给定类型的飞行器开发的,从而防止该网络被其它类型的飞行器重复使用。

    8、此外,电推进系统是飞行器的关键系统,该系统必须满足严格的操作安全要求才能获得认证。

    9、增加飞行器的质量需要增加推进系统的关键元件的冗余度。

    10、文献wo 2020/174165和fr 3098663公开了电推进系统架构。

    11、文献ep 3588729、ep 2980946和fr 3050882公开了用于飞行器的电源网络。

    12、文献ep 3703220公开了一种用于控制由连接到电池的有源整流器单元递送的电压的方法。

    13、文献ep 3683911公开了互连的高压直流电网络。

    14、需要能够在800伏直流的电压下、以及能够实现高压直流网络的100kw至250kw级别的功率下运行的部件。

    15、这些部件对于包括驱动推力螺旋桨的旋转电机的电推进飞行器特别有利。


    技术实现思路

    1、本发明旨在克服所有或部分这些缺点。

    2、本发明的目的是一种用于飞行器推进管的直流电配电设备,该直流电配电设备包括主电源线,该主电源线旨在向推进管的至少一个推进组件供应来自高压直流电电源的电力,并且包括用于将该电源连接到该推进组件的主开关装置。

    3、该设备还包括辅助电源线,该辅助电源线旨在连接到另一配电设备,并且被配置为当主开关装置断开时从另一设备向该推进组件供应电力。

    4、在检测到电源、推进组件或设备的主电源线的故障期间,该设备被重新配置为向该推进组件供应来自另一设备的电力。

    5、该设备的架构使得能够确保连接到该设备的推进组件的电源冗余。

    6、高压直流被定义为大于270伏的直流。

    7、优选地,主电源线在旨在连接到电源的输入端子与旨在连接到推进组件的输出端子之间延伸,主电源线包括通过主开关装置和快速开关装置连接到输出端子并连接到输入端子的电力总线,并且辅助电源线通过辅助开关装置连接到总线,并且包括旨在连接到另一设备的辅助电源线的输入端子的输入端子,该设备还包括控制装置和第二控制装置,该控制装置被配置为断开主开关装置和快速开关装置,该第二控制装置被配置为在检测到推进组件、主电源线或电源的故障期间闭合辅助开关装置。

    8、有利的是,主电源线在旨在连接到电源的输入端子与旨在连接到推进组件的输出端子之间延伸,主电源线包括电力总线和电力线,该总线通过主开关装置和快速开关装置连接到输出端子并连接到输入端子,电力线连接在输入端子与主开关装置之间,并且旨在连接到另一设备的辅助电源线,并且辅助电源线通过辅助开关装置连接到总线,并且包括旨在连接到另一设备的电力线的输入端子的输入端子,该设备还包括控制装置和第二控制装置,该控制装置被配置为断开主开关装置和快速开关装置,该第二控制装置在检测到推进组件、主电源线或电源的故障期间闭合辅助开关装置。

    9、优选地,该设备还包括充电端子,这些充电端子通过充电开关装置连接在输入端子与主开关装置之间或主开关装置与快速开关装置之间,并且旨在从充电器对可逆的电源充电,控制装置还被配置为闭合充电开关装置以便对可逆的电源充电。

    10、有利的是,主电源线在旨在连接到电源的输入端子与旨在连接到推进组件的输出端子之间延伸,主电源线包括通过快速开关装置连接到输出端子并通过主开关装置连接到输入端子的电力总线,并且主电源线包括充电端子,这些充电端子通过充电开关装置连接在输入端子与主开关装置之间并且旨在连接到充电器和其它设备的充电端子,并且辅助电源线包括通过辅助开关装置连接到总线的第二输出端子,这些第二输出端子旨在连接到另一设备的输出端子,该设备还包括控制装置,该控制装置被配置为在检测到推进组件、主电源线或电源的故障期间断开主开关装置、快速开关装置和辅助开关装置。

    11、还提出了一种推进系统,该推进系统包括至少两个相同的如前文限定的设备,其中,第一设备的辅助电源线的输入端子连接到第二设备的辅助电源线的输入端子。

    12、优选地,推进系统包括至少两个相同的如前文限定的设备,其中,第一设备的电力线的输入端子连接到第二设备的辅助电源线的输入端子。

    13、有利地,推进系统包括至少四个相同的如前文限定的设备,其中,第一设备的电力线的输入端子连接到第二装置的辅助电源线的输入端子,第一设备的辅助电源线的输入端子连接到第三设备的电力线的输入端子,第二设备的电力线的输入端子连接到第四设备的辅助电源线的输入端子,并且第四设备的电力线的输入端子连接到第三设备的辅助电源线的输入端子。

    14、优选地,推进系统包括至少两个相同的如前文限定的设备,其中,第一设备的充电端子连接到第二设备的充电端子,并且其中,第一设备的主电源线的至少一对输出端子连接到第二设备的辅助电源线的一对输入端子。

    15、还提出了一种包括如前文限定的推进系统的飞行器。



    技术特征:

    1.一种用于飞行器(1)推进管(26、27)的直流电配电设备(6、7),所述直流电配电设备包括主电源线(36、60),所述主电源线旨在向所述推进管的至少一个推进组件供应来自高压直流电电源(12、13)的电力并且包括主开关装置(39),所述主开关装置用于将所述电源连接到所述推进组件,所述设备包括辅助电源线(37、63),所述辅助电源线旨在连接到另一配电设备(7、6)并且被配置为当所述主开关装置断开时从所述另一设备向所述推进组件供应电力,所述主电源线(36)在旨在连接到所述电源(12)的输入端子(18、19)与旨在连接到所述推进组件(26)的输出端子(14、15、16、17)之间延伸,所述主电源线包括通过所述主开关装置(39)和快速开关装置(40)连接到所述输出端子并连接到所述输入端子的电力总线(41),并且所述辅助电源线(37)通过辅助开关装置(42)连接到所述总线并且包括旨在连接到所述另一设备(7)的辅助电源线的输入端子(30、31)的输入端子(28、29),所述设备还包括控制装置(38)和第二控制装置(43),所述控制装置被配置为断开所述主开关装置和所述快速开关装置,所述第二控制装置被配置为在检测到所述推进组件、所述主电源线或所述电源的故障期间闭合所述辅助开关装置,其特征在于,所述设备还包括充电端子(32、33),所述充电端子通过充电开关装置(44)连接在所述输入端子(18、19)与所述主开关装置(39)之间或所述主开关装置(39)与所述快速开关装置(40)之间,并且旨在从充电器(100)对可逆的所述电源(12)充电,所述控制装置还被配置为闭合所述充电开关装置以便对可逆的所述电源充电。

    2.一种推进系统(2),所述推进系统(2)包括至少两个相同的根据权利要求1所述的设备(6、7),其中,第一设备(6)的辅助电源线(37)的输入端子(28、29)连接到第二设备(7)的辅助电源线的输入端子(30、31)。

    3.一种飞行器(1),所述飞行器包括根据权利要求2所述的推进系统(2)。


    技术总结
    一种用于飞行器推进管的直流电配电设备(6)包括主电源线(36),该主电源线旨在向推进管的至少一个推进组件供应来自高压直流电电源的电力,并且包括主开关装置(39)和用于将该电源连接到推进组件的快速开关装置。该设备包括辅助电源线(37),该辅助电源线旨在连接到另一配电设备(7),并且被配置为当主开关装置断开时向推进组件提供来自另一设备的电力。

    技术研发人员:弗兰克·巴克,昆汀·科尔努,法布里斯·盖林,纪尧姆·佩彻伦,亚历克西斯·雷诺特
    受保护的技术使用者:赛峰电气与电源公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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