模块化设备中心分布式独立保护制造技术

在不使故障隔离逻辑冲突的情况下的使得能实现同时的故障清除的分布式电子保护和控制架构。多个模块化设备中心(MEC)空间上遍布运载工具以利用电力和数据为设备负载服务。在一个实施方式中，保护功能被嵌入在所述运载工具的分布式架构内的集成保护芯片组(IPC)上。所述IPC实现执行协调或独立故障评估的多个保护功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本文所呈现的实施方式的领域致力于模块化运载工具架构，并且更具体地，致力于分布式电力和数据飞机架构内的电子保护。大多数商用飞机具有用于收容电力和通信设备的一个或更多个集中式设备舱。电力和数据从集中式设备舱遍布整个飞机以控制飞机内的所有功能。集中式设备舱跨越飞机中的一个或更多个段间隙彼此移动。通常，一个集中式设备舱在飞机的前部段中，而另一集中式设备舱在飞机的尾部段中。由主推进发动机驱动的发电机为飞机产生三相初级电力。初级电力被首先路由到尾部设备舱，然后通过飞机路由到前部设备舱。初级电力然后被集中配置以便遍及飞机的其余部分以为各种设备负载服务。设备舱内的集中式母线电力控制单元控制遍及飞机的所有电力功能。在集中式转换之后，次级电力被路由到远程电力分配单元以为遍及飞机的设备负载服务或者直接路由到设备负载。飞机的所有功能依赖于集中式电力和通信设备。如果来自集中式设备舱的电力或数据被服务，则接收设备进入机组人员变得难以确定对应系统的状态的备用状态。并且，通信网络的骨干因为在峰值时间期间到和来自集中式通信设备的高带宽需求而必定过大。复合飞机没有铝底架来用作返回电流路径或网络。因此，必须添加线的复杂网络以为所有电路提供电流返回路径，或者必须为各个设备负载添加专用回线。例如，如标题为CURRENTRETURNNETWORK的美国专利No.8,031,458所描述的，必须添加沿着复合飞机的长度纵向地以及跨越复合飞机的宽度横向地延伸的导电布线。这个解决方案向复合飞机添加成本、制造和维护复杂性、增加的电压降以及不希望的重量。因此，通过使布线最小化来减少复合飞机的重量的尝试已受到对于增加的雷击保护组件的需要及其它原因阻碍。传统飞机的铝底架(例如，组成框架或表层或其组合的组件)以及该飞机的任何其它导电金属结构被系在一起，以形成用于将电压基准点返回到源分配接地点的电流返回网络。该电流返回网络还提供雷击保护以及个人安全保护路径。然而，在底架可以由绝缘材料形成的复合飞机中，线从发电机到前部和尾部设备舱、到远程电力分配单元以及它们服务的设备负载、并且经由电流返回网络回到前部设备舱的路由创建大线回路。在复合飞机中，这个长线回路可能在在特定条件下对飞机的雷击期间引发大电流。为了解决这个担心，可以屏蔽线回路，但是这个大线回路及其屏蔽将在飞机中不合期望地引入大量的重量。商用飞机可以用然后连接在一起以组装完整飞机的单独段制造。飞机中的各种系统可以具有跨越多个段分布的组件。在这些段被最终组装在一起之前，段中的许多组件被安装和测试以确认它们被正确地组装。因此，为了测试和验证段，必须模仿尚不存在于构建序列中的系统的各部分。一旦已经测试了段装置，就能够执行形成飞机的段的最终组装，这将由于有限的可达性而使对在此阶段之后找到的错误的修补变得更难以校正。在现今的飞机中，最终组装是这种费时过程的原因之一是因为相邻段之间的大量的初级和次级电力连接以及大量的数据连接。能够以更快速率构建飞机，并且能够通过在构建循环中较早地在功能上测试系统从而消除模仿位于飞机的其它部分中的某个设备的需要、减少跨越段间隙的连接的数量、消除集成面板并且通过使飞机布线的重量和复杂性最小化来更迅速地满足完成飞机的订单。关于这些和其它考虑事项在本文中呈现本公开。
技术实现思路
应该了解，本
技术实现思路
被提供来以简化的形式引入在下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不旨在被用来限制所要求保护的主题的范围。根据本文所公开的一个实施方式，提供了一种用于为运载工具中的电气系统提供分布式电气保护的系统。所述系统包括空间上遍布所述运载工具的模块化设备中心(MEC)。所述系统还包括在各个MEC内用于通过监测并控制所述飞机的电气系统来实现保护功能的电力控制器。所述电力控制器中的一个或更多个被配置为实现局部保护功能并执行独立故障评估。所述运载工具内的一个或更多个其它电力控制器被配置为执行协调故障评估。所述运载工具内的多个电力控制器可以在没有来自其它MEC的通信的情况下基本上同时实现多个保护动作。根据本文所公开的另一实施方式，提供了一种为运载工具的电气系统提供分布式保护和控制架构的方法。所述方法包括以下步骤：遍及所述运载工具空间上分布MEC；将初级电力从电源分配给所述MEC中的每一个；将次级电力从各个MEC分配给最接近各个MEC的设备负载；提供集成保护芯片组(IPC)，其中各个IPC提供电子保护功能；执行在各个MEC处从所述电源接收初级电力的高功率级保护；以及独立地执行从各个MEC向与各个MEC关联的所述设备负载分配次级电力的低功率级保护。根据本文所公开的又一实施方式，提供了一种用于提供运载工具中的电气系统的分布式保护的系统。所述系统包括空间上遍布所述运载工具的MEC。一个或更多个电源向所述MEC提供初级电力，并且一个或更多个设备负载由所述MEC中的每一个服务。所述系统还包括用于监测并控制所述飞机内的电气系统的IPC。所述IPC被配置为实现多个保护功能，并且所述IPC中的一个或更多个被配置为进行独立故障评估。此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：条款1.一种用于为运载工具中的电气系统提供分布式保护的系统，该系统包括：多个模块化设备中心(MEC)，所述多个MEC空间上遍布所述运载工具；以及多个电力控制器，所述多个电力控制器用于通过监测并控制所述运载工具内的电气系统来实现保护功能，各个MEC内的所述电力控制器中的一个或更多个被配置为实现局部保护功能并执行独立故障评估，并且所述运载工具内的一个或更多个其它电力控制器被配置为执行协调故障评估，其中，所述多个电力控制器在所述运载工具内基本上同时实现保护动作。条款2.根据条款1所述的系统，其中，各个MEC包括被配置用于执行在各个MEC处接收初级电力的高功率级保护的所述电力控制器中的至少一个以及被配置用于执行从各个MEC分配次级电力的低功率级保护的至少一个电力控制器。条款3.根据条款1所述的系统，其中，各个MEC还包括被配置用于执行从另一MEC接收初级电力的高功率级保护的至少一个电力控制器。条款4.根据条款1所述的系统，其中，在各个MEC内被配置为实现局部保护功能并执行独立故障评估的所述电力控制器中的一个或更多个独立于向所述MEC中的一个或更多个提供电力的电源的电力控制器而实现保护功能。条款5.根据条款1所述的系统，其中，所述保护功能包括以下项的组中的至少一个：差动保护、接地故障保护、过电压保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为运载工具中的电气系统提供分布式保护的系统，该系统包括：多个模块化设备中心(MEC)，所述多个MEC空间上遍布所述运载工具；以及多个电力控制器，所述多个电力控制器用于通过监测并控制所述运载工具内的电气系统来实现保护功能，各个MEC内的所述电力控制器中的一个或更多个电力控制器被配置为实现局部保护功能并执行独立故障评估，并且所述运载工具内的一个或更多个其它电力控制器被配置为执行协调故障评估，其中，所述多个电力控制器在所述运载工具内基本上同时实现保护动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.11 US 14/052,3871.一种用于为运载工具中的电气系统提供分布式保护的系统，该系统包括：
多个模块化设备中心(MEC)，所述多个MEC空间上遍布所述运载工具；以及
多个电力控制器，所述多个电力控制器用于通过监测并控制所述运载工具内的电
气系统来实现保护功能，各个MEC内的所述电力控制器中的一个或更多个电力控制
器被配置为实现局部保护功能并执行独立故障评估，并且所述运载工具内的一个或更
多个其它电力控制器被配置为执行协调故障评估，其中，所述多个电力控制器在所述
运载工具内基本上同时实现保护动作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，各个MEC包括被配置用于执行在各个
MEC处接收初级电力的高功率级保护的所述电力控制器中的至少一个以及被配置用
于执行从各个MEC分配次级电力的低功率级保护的至少一个电力控制器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，各个MEC还包括被配置用于执行从另一
MEC接收初级电力的高功率级保护的至少一个电力控制器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，在各个MEC内被配置为实现局部保护功
能并执行独立故障评估的所述电力控制器中的所述一个或更多个电力控制器独立于
向所述MEC中的一个或更多个提供电力的电源的电力控制器而实现保护功能。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述保护功能包括以下项的组中的至少
一个：差动保护、接地故障保护、过电压保护、过电流保护、欠电流保护、不平衡电
流保护、开相保护、电晕故障检测、过温保护以及电弧故障检测。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述保护功能包括电压感测、电流感测、
电流传递、电压RMS/相位功能性以及阻抗评估或其组合。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，在各个MEC内被配置为实现局部保护功
能并执行独立故障评估的所述电力控制器中的一个或更多个电力控制器不与其它
MEC通信，以使得能实现故障清除以及制定校正动作的处理。
8.根据权利要求1所述的系统，该系统还包括包含电力控制器的发电机控制器，
并且其中，所述发电机控制器的所述电力控制器被配置为连同一个或更多个MEC的
所述一个或更多个电力控制器一起执行协调故障评估。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个电力控制器中的每一个电力控

\t制器是集成保护芯片组(IPC)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，专用IPC被嵌入在MEC的多个接触器
中的每一个接触器上。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，跨越MEC的多个接触器复用IPC。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，一个或更多个IPC被实现在至少一个
MEC的电力分配模块中。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，一个或更多个IPC被实现在至少一个
MEC的初级电力开关网络装置中。
14.一种用于为运载工具的电气系统提供分布式保护和控制架构的方法，该方法
包括以下步骤：
遍及所述运载工具空间上分布多个模块化设备中心(MEC)；
将初级电力从电源分配给所述MEC中的每一个；
将次级电力从各个MEC分配给最接近各个MEC的设备负载；
提供多个集成保护芯片组(IPC)，其中各个IPC提供电子保护功能；
执行在各个MEC处从所述电源接收初级电力的高功率级保护；以及
独立地执行从各个MEC向与各个MEC关联的所述设备负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·B·布劳沃，J·J·东特，R·D·霍利，T·L·托马斯，V·D·伊曼纽尔，C·M·塞费恩斯，T·F·柯里尔，K·J·卡里米，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US