消除主电能传输线束的飞机供电系统及其电能分配方法技术方案

本发明专利技术主要属于飞机供电系统技术领域，具体涉及一种消除主电能传输线束的飞机供电系统及其电能分配方法。所述供电系统利用电磁感应装置产生交变电磁波，并通过导磁金属机体传递所述交变电磁波至电能发生器，电能发生器产生交流电能为电能负载供电，所述供电系统能够减少电气线束距离，降低机载设备重量。本发明专利技术所述供电系统不仅消除了主电能传输线束，实现了飞机减重并降低油耗，还有利于降低主电气线束故障并防止由于主电气线束故障所产生的热量、电磁干扰等因素造成的飞机机体损伤以及其他机上设备的故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要属于飞机供电系统
，具体涉及消除主电能传输线束的飞机供电系统及其电能分配方法。
技术介绍
在飞机上，供电系统包括电能产生系统和电能传输分配系统。电能产生系统指发电机。在飞机上，发电机需要和发动机进行机械连接，发电机将机械功率转换为电能。电能传输分配系统指配电系统及其连接线束。在飞机上，配电系统位于飞机的机身部位，电能产生系统通过主电能传输线束将电能集中传输至配电系统中，配电系统通过多根长距离线束将电能分配至各电能负载。在现有的飞机的供电系统中，如图1所示，发电机10与配电系统20之间采用导线、铜排或其他主电能传输线束15进行电气连接，此结构形式的缺点在于，由于发电机的输出电能由线束集中传输，在电功率很大的条件下，为了增加线束可靠性和降低线束发热，需提高线束的截面积，导致主电能传输线束重量很大，进而增加了飞机重量降低了飞机运行的利润。现有飞机的供电系统中，配电系统20与电能负载30之间距离较远，需要额外的长导线25连接配电系统20和电能负载30，进一步增加了电能传输分配系统的重量降低了飞机运行的利润。消除飞机主电能传输线束15有利于飞机减重并降低油耗，有利于降低主电气线束15故障并防止由于主电气线束15故障所产生的热量、电磁干扰等因素造成的飞机机体损伤以及其他机上设备的故障。减小飞机配电系统20与电能负载30之间的距离，有利于减少电气线束距离，降低机载设备重量。但由于飞机电能的产生、分配系统以及电能负载分布于机身各个部位，因此消除飞机线束连接并缩短配电系统与电能负载之间的距离之后，需要有特定的媒介和分配技术将电能进行传输。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种消除主电能传输线束的飞机供电系统及其电能分配方法，该供电系统提供了一种从电能产生系统至配电系统之间的电能产生和分配技术解决方案。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种消除主电能传输线束的供电系统，所述供电系统利用电磁感应装置产生交变电磁波，并通过导磁金属机体传递所述交变电磁波至电能发生器，电能发生器产生交流电能为电能负载供电，所述供电系统通过导磁金属机体传递交变电磁波，能够减少电气线束距离，降低机载设备重量。进一步地，所述供电系统包括电磁微波发生装置、导磁金属机体、至少一个电能发生单元和电能负载；所述电磁微波发生装置用于产生交变电磁波；所述导磁金属机体用于传递所述交变电磁波；所述电能发生单元中包括电能发生器，电能发生器感应所述导磁金属机体传递的交变电磁波，并产生交流电能；所述电能发生单元向所述电能负载供电。进一步地，所述导磁金属机体的一部分机体环绕所述电磁微波发生装置，所述导磁金属机体与所述电磁微波发生装置之间有一气隙空间；所述电磁微波发生装置采用表贴式转子磁极结构，所述电磁微波发生装置包括转子轭部以及粘贴在转子轭部表面的至少一对磁钢，每对磁钢包括一个N型磁钢和一个与所述N型磁钢对应的S型磁钢；所述转子轭部由圆形片状软磁材料叠压而成的圆柱体，所述圆形片状软磁材料为厚度0.1mm-0.3mm的1j22硅钢片，转子轭部的表面设置磁钢，磁钢粘贴至转子轭部的表面，所述磁钢包括N型磁钢和S型磁钢，N型磁钢的磁力线向里穿过转子轭部，S型磁钢的磁力线向外穿出转子轭部；每一个N型磁钢均对应一个S型磁钢，形成一个电磁波环路，电磁微波发生器可粘贴n（n≥1）对极磁钢，使得在气隙空间内部形成n个电磁波环路。进一步地，所述电磁微波发生装置与发动机连接，发动机能够带动所述电磁微波发生装置进行转动；当发动机带动电磁微波发生装置转动时，在导磁金属机体和电磁微波发生装置之间的气隙内部产生交变电磁波；所述电能发生器为多匝铜线绕组或铜包铝线绕组，所述电能发生器与所述导磁金属机体连接并感应所述导磁金属机体传递的交变电磁波，在绕组中产生交流电能。进一步地，所述电能发生器单元包括第一电能发生器、第二电能发生器、第一功率汇流条、第二功率汇流条和固态功率开关；所述固态功率开关包括第一固态功率开关、第二固态功率开关和一母联固态功率开关。进一步地，第一固态功率开关设置于第一电能发生器和第一功率汇流条之间，第一电能发生器和第一固态功率开关通过线束连接，第一固态功率开关和第一功率汇流条通过线束连接；第二固态功率开关设置于第二电能发生器和第二功率汇流条之间，第二电能发生器和第二固态功率开关通过线束连接，第二固态功率开关和第二功率汇流条通过线束连接；所述母联固态功率开关设置于第一固态功率开关和第二固态功率开关之间，所述母联固态功率开关与所述第一固态功率开关和所述第二固态功率开关之间均采用线束连接。进一步地，在电能发生器输出端分别安装电流传感器和电压传感器。电流传感器用于检测电能发生器的输出电流，判断过流故障；电压传感器用于检测电能发生器的输出电压，判断过压故障；所述第一电能发生器和第二电能发生器分别包括一个故障显示器，当电能发生器生器过流故障或过压故障时，发出故障警告。进一步地，所述电能发生器单元还包括至少一个电池，电池通过继电器与所述第二功率汇流条连接。进一步地，所述供电系统还包括一系统控制器，所述系统控制器能够控制供电系统内任意一个或任意两个以上固态功率开关的导通与关断，并且能够控制供电系统内任意一个或任意两个以上继电器的导通与关断，以实现对固态功率开关和继电器的系统集成控制。一种飞机供电系统的电能分配方法，所述电能分配方法包括以下步骤：（1）发动机带动电磁微波发生装置旋转，电磁微波发生装置在导磁金属机体和电磁微波发生装置之间的气隙内部产生交变电磁波；（2）交变电磁波由飞机的导磁金属机体传递至电能发生单元，电能发生单元中的电能发生器感应所述交变电磁波，并产生交流电能；（3）由电能发生器输出端的电流传感器和电压传感器检测第一电能发生器是否发生故障，若第一电能发生器未发生故障，直接进入步骤（4）；若第一电能发生器发生过流故障或过压故障，继续检测第二电能发生器是否发生故障，若第二电能发生器未发生故障，直接进入步骤（5）；若第一电能发生器和第二电能发生器均发生过流故障或过压故障，进入步骤（6）；（4）系统控制器控制第一固态功率开关和母联固态功率开关为导通状态，并控制第二固态功率开关和电池上的继电器为关断状态；第一电能发生器通过导磁金属机体接收由电磁微波发生装置产生的交变电磁波，并产生交流电能，第一电能发生器产生的交流电能通过第一功率汇流条及第二功率汇流条被传输至电能负载；（5）系统控制器控制第二固态功率开关和母联固态功率开关为导通状态，并控制第一固态功率开关和电池上的继电器为关断状态；第二电能发生器通过导磁金属机体接收由电磁微波发生装置产生的交变电磁波，并产生交流电能，第二电能发生器产生的交流电能通过第一功率汇流条及第二功率汇流条被传输至电能负载；（6）系统控制器控制电池上的继电器和母联固态功率开关为导通状态，并控制第一固态功率开关和第二固态功率开关为关断状态；使电池通过第一功率汇流条及第二功率汇流条向电能负载供电。本专利技术的有益技术效果：（1）本专利技术所述供电系统避免了使用主电能传输线束，有利于飞机减重并降低油耗，有利于降低主电气线束故障并防止由于主电气线束故障所产生的热量、电磁干扰等因素造成的飞机机体损伤以及其他机上设备的故障。（2）所述供电系统相对于传统技术减小了配电系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除主电能传输线束的供电系统，其特征在于，所述供电系统利用电磁感应装置产生交变电磁波，并通过导磁金属机体传递所述交变电磁波至电能发生器，电能发生器产生交流电能为电能负载供电，所述供电系统通过导磁金属机体传递交变电磁波，能够减少电气线束距离，降低机载设备重量。

【技术特征摘要】
1.一种消除主电能传输线束的供电系统，其特征在于，所述供电系统利用电磁感应装置产生交变电磁波，并通过导磁金属机体传递所述交变电磁波至电能发生器，电能发生器产生交流电能为电能负载供电，所述供电系统通过导磁金属机体传递交变电磁波，能够减少电气线束距离，降低机载设备重量。2.根据权利要求1所述一种消除主电能传输线束的供电系统，其特征在于，所述供电系统包括电磁微波发生装置、导磁金属机体、至少一个电能发生单元和电能负载；所述电磁微波发生装置用于产生交变电磁波；所述导磁金属机体用于传递所述交变电磁波；所述电能发生单元中包括电能发生器，电能发生器感应所述导磁金属机体传递的交变电磁波，并产生交流电能；所述电能发生单元向所述电能负载供电。3.根据权利要求2所述一种消除主电能传输线束的供电系统，其特征在于，所述导磁金属机体的一部分机体环绕所述电磁微波发生装置，所述导磁金属机体与所述电磁微波发生装置之间有一气隙空间；所述电磁微波发生装置采用表贴式转子磁极结构，所述电磁微波发生装置包括转子轭部以及粘贴在转子轭部表面的至少一对磁钢，每对磁钢包括一个N型磁钢和一个与所述N型磁钢对应的S型磁钢。4.根据权利要求2所述一种消除主电能传输线束的供电系统，其特征在于，所述电磁微波发生装置与发动机连接，发动机能够带动所述电磁微波发生装置进行转动；当发动机带动电磁微波发生装置转动时，在导磁金属机体和电磁微波发生装置之间的气隙空间内部产生交变电磁波；所述电能发生器为多匝铜线绕组或铜包铝线绕组，所述电能发生器与所述导磁金属机体连接并感应所述导磁金属机体传递的交变电磁波，在绕组中产生交流电能。5.根据权利要求2所述一种消除主电能传输线束的飞机供电系统，其特征在于，所述电能发生器单元包括第一电能发生器、第二电能发生器、第一功率汇流条、第二功率汇流条和固态功率开关；所述固态功率开关包括第一固态功率开关、第二固态功率开关和一母联固态功率开关。6.根据权利要求5所述一种消除主电能传输线束的飞机供电系统，其特征在于，第一固态功率开关设置于第一电能发生器和第一功率汇流条之间，第一电能发生器和第一固态功率开关通过线束连接，第一固态功率开关和第一功率汇流条通过线束连接；第二固态功率开关设置于第二电能发生器和第二功率汇流条之间，第二电能发生器和第二固态功率开关通过线束连接，第二固态功率开关和第二功率汇流条通过线束连接；所述母联固态功率开关设置于第一固态功率开关和第二固态功率开关之间，所述母联固态功率开关与所述第一固态功率开关和所述第二固态功率开关之间均采用线束连接。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志勇，康元丽，回彦年，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11