[发明专利]一种飞行器电源供电控制系统

说明书

本发明涉及一种飞行器电源供电控制系统，属于飞行器电气系统技术领域，系统包括：控制设备、第一继电器、第二继电器、外部电源、主电池、第一发电机电枢输出电源、第二发电机电枢输出电源、以及直流母线；外部电源、主电池、第一发电机电枢输出电源均向直流母线供电；直流母线直接与稳定工况负载连接；第二发电机电枢输出电源与大功率变工况负载连接；第一继电器和第二继电器的线圈控制端均与控制设备连接，用于根据控制设备发出的控制指令实现开关动作；第一继电器连接在直流母线正极与第二发电机电枢输出电源正极之间，第二继电器连接在直流母线负极与第二发电机电枢输出电源负极之间。该控制系统在实现稳定供电的同时，便于对转速信号采集电路的检测。

技术领域

本发明涉及飞行器电气系统技术领域，尤其涉及一种飞行器电源供电控制系统。

背景技术

飞行器在空中巡航阶段的长时飞行期间，需要有持续不断的电源向飞行器上电子设备供电。长时飞行期间，为解决关键设备不间断供电和实现大负载能源补充阶段的电源品质控制等功能，都需要一套供电控制系统的解决方案。为解决上述需求，通常的供电系统方案是利用发动机拖动发电机发电实现电源母线的供电。为可靠性冗余和电源总容量的扩展需求，通常同一发电机采用两套发电电枢绕组输出电源。两套电源同时向同一母线系统供电，两套绕组输出互为备份。由于飞行器系统负载类型的多样性。当同一电源母线向计算机类设备、大功率电机类负载、或瞬时高耗能载荷设备供电时，不可避免的出现负载调整对电源母线的影响。供电系统方案通常做法是在确定系统总容量和功率需求等条件后，增大电源系统容量设计和功率设计指标。另一方面在负载端采用二次电源隔离负载调整的影响。但在飞行器领域的应用中，由于空重指标的限制，发电机往往受制于发动机系统结构条件，电源容量不可能无限扩大，发电系统的输出功率虽然具备调节能力，具备一定条件的稳压功能，但在瞬时大功率负载需求情况下，发电机励磁调整的时间周期跟不上负载变化的瞬时要求。另外，在所有负载设备端增加二次电源的方法也不够现实，尤其在一些大功率机电产品的电源端增加隔离电路必然对产品的体积、重量和成本带来额外代价。为此当，供电系统常规做法还会引入其他电源作为直流母线的补充，以保证电源母线电压的稳定。常规双电枢输出发电系统方案原理图详见图1。

常规的电源方案通过对母线电压信号的采样，构成稳压控制的闭环反馈环节。通过与基准电压的比较，转换出励磁电压信号的输出，实现对发电机发电励磁电流的控制输出，达到励磁调节控制功能。但信号采样率和电路控制的响应周期不足以满足电机类负载瞬时变化快速调节的要求。因此直流母线还会存在比较大幅度的电压波动。为抑制上述电压波动，传统方式设计大容量电池，一直挂载在直流母线端，作为直流母线的辅助电源随时补充负载调整瞬时条件的能源补充，从而达到稳压作用。如果飞行器长时间工作，电池的容量、持续长时间工作保障条件等都需要相应提高，由此带来额外的系统代价。另一种方式类似于在电机类负载电源输入端设置大容量电容，确保稳压能力，除大电容产品的体积重量和成本代价外，还增加了系统电源上电启动阶段对电源的电流冲击。即便通过扩大电源系统承载能力可以满足瞬时条件负载调整的稳压要求，但常规的电源系统所增加的电源容量或功率能力大部分时间都不使用，仅在负载瞬时调整的短时内起作用，性价比不高，并不适用飞行器等航空领域应用。

另外，作为发动机控制系统关键的转速反馈信号，也是通过上述电源系统发电环节的电压信号采样实现的。由于飞行器在地面测试和维护阶段，不容易实现发电机转子高速旋转的状态。因此无法直接测量发电电压信号来判断相关线路状态完好性。为确保转速信号在飞行器发动机或发电系统安装环节电路可有效检验，在上述电源系统中专门设计了转速信号转接电路，实现发电机电源与转速反馈信号的分路连接，通过两级连接器的转接设计实现转速信号线路的可测试和电路隔离的要求。

因此，为解决上述问题，本发明提供了一种飞行器电源供电控制系统，利用同样的双电枢发电机，通过供电系统电路设计实现分阶段电源合并或分路供电，从而将对电源电压稳定度要求不高的大功率负载隔离，从而实现直流母线电源的稳压功能。利用具有两级连接器的转速信号转接电路实现发电机转子状态在地面测试和维护阶段的有效检测。

发明内容