【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种航空无刷直流发电系统及冗余欠压保护方法，属于航空电源系统。
技术介绍
1、随着飞机对电源系统要求的不断提高，传统有刷直流发电机无法适应高空、高速工况环境，并严重制约了飞机的可靠性、维修性，传统有刷直流发电机逐渐由无刷直流发电系统替代，同时，无刷直流发电系统也要求逐渐降低重量，提高电压品质，增加工作时长，不断完善系统故障诊断能力。国内外相关机构开展了基于开关磁阻电机、双凸极电机、三级电励磁同步电机以及永磁电机构型的高压、低压系类无刷直流发电系统，并分别得到了实际装机应用。
2、直流电源通常在直流汇流条上连接有直流蓄电池，作为应急电源，当发电机出现故障退网后，可由蓄电池为直流汇流条设备供电。传统有刷直流发电机组成的电源系统，设置有欠压保护和反流保护，当发电机故障输出电压过低时，尤其是当低于蓄电池电压后，会出现蓄电池向电机绕组反向灌电流的异常情况，需要进行反流保护，断开接触器等。无刷直流发电系统，因为发电机绕组输出采用二极管进行整流，二极管具有反流隔断作用，即使发电机异常输出电压低，也不会出现蓄电池向发电机反流的情况。但为发电机欠电压保护带来了困难，由于调节点电压通过直流主接触器与蓄电池连接，当发电机输出电压过低时，此时调节点电压为蓄电池电压，并不低于欠压保护阈值，不进行保护。此时供电系统消耗蓄电池能量，当调节点电压低于欠压保护阈值后，才进行欠压保护，但此时蓄电池能量已有很大程度的消耗，为飞行器带来了安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：>
2、本专利技术提供一种航空无刷直流发电系统冗余欠压保护，可适应于基于无刷直流发电机组成的航空电源系统，通过增加对发电机输出交流电的采集，综合处理发电机输出的交流电和调节点电压，优化了欠压故障判定逻辑，完善了欠压故障保护功能，提高可系统安全性。
3、本专利技术的技术方案是：
4、航空无刷直流发电系统，其特征在于，该系统包括：无刷直流发电机、发电机控制单元、直流主馈线、直流主接触器、直流汇流条、蓄电池；所述的无刷直流发电机为电励磁发电机，包括电枢绕组、励磁绕组、整流单元；所述的发电机控制单元，包括变压器、整流桥、第一电压检测单元、第二电压检测单元、综合处理单元、励磁继电器；所述电枢绕组的输出端为三相发电机交流电压，所述三相发电机交流电压经过整流单元整流后，通过直流主馈线连接直流主接触器输入端，直流主接触器输入端电压即发电机调节点电压；所述发电机调节点电压与所述第一电压检测单元输入端连接，第一电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述三相发电机交流电压与所述变压器输入端连接，变压器输出端与所述整流桥输入端连接，整流桥输出端与第二电压检测单元输入端连接，第二电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述综合处理单元的输出端分别与所述励磁继电器、直流主接触器的控制端连接；所述励磁继电器输出端与所述励磁绕组连接；所述直流主接触器输出端与直流汇流条、蓄电池连接。
5、所述整流单元由六个二极管组成。
6、所述的直流主馈线为功率电缆。
7、所述的直流主接触器为直流接触器。
8、所述发电机控制单元通过调节励磁绕组电流大小，从而调节电枢绕组输出的三相发电机交流电压。
9、所述综合处理单元综合所述第一电压检测单元和第二电压检测单元输出的调节点电压采集信号和交流电压采集信号，通过欠电压故障判定程序，确认发电机欠电压故障结果。
10、航空无刷直流发电系统的冗余欠压保护方法，
11、所述综合处理单元采集第一电压检测单元输入的调节点电压采集信号，并设置有第一欠压保护阈值uref1,电压偏低阈值uref3；所述综合处理单元采集第二电压检测单元输入的交流电压采集信号，并设置有第二欠压保护阈值uref2；所述调节点电压采集信号，若低于第一欠压保护阈值u ref1，延时预定时间后，确认发电机欠电压故障；所述调节点电压采集信号，高于第一欠压保护阈值u ref1，且低于电压偏低阈值u ref3时，同时所述交流电压采集信号低于第二欠压保护阈值u ref2，延时预定时间后，确认发电机欠电压故障；所述调节点电压采集信号，在高于电压偏低阈值u ref3，所述电压采集信号低于第二欠压保护阈值uref2时，不判定为发电机欠电压故障。
12、发电机控制单元判定为发电机欠电压故障，断开励磁继电器，停止发电机发电，以防止向发电机励磁绕组提供励磁信号。
13、发电机控制单元判定为发电机欠电压故障，断开发电机输出端的直流主接触器，停止发电机向直流汇流条供电。
14、本专利技术的有益效果是：
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、在采取传统的调节点电压作为欠压判定的条件基础上，增加了对发电机交流电压判定的冗余技术，解决了当发电机出现故障而只判定调节点电压，无法识别故障的风险，防止在发电机无输出情况下，用电设备过度消耗蓄电池电能，提高了系统安全性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.航空无刷直流发电系统，其特征在于，包括无刷直流发电机、发电机控制单元、直流主馈线、直流主接触器、直流汇流条、蓄电池；所述的无刷直流发电机为电励磁发电机，包括电枢绕组、励磁绕组、整流单元；所述的发电机控制单元，包括变压器、整流桥、第一电压检测单元、第二电压检测单元、综合处理单元、励磁继电器；所述电枢绕组的输出端为三相发电机交流电压，所述三相发电机交流电压经过整流单元整流后，通过直流主馈线连接直流主接触器输入端，直流主接触器输入端电压即发电机调节点电压；所述发电机调节点电压与所述第一电压检测单元输入端连接，第一电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述三相发电机交流电压与所述变压器输入端连接，变压器输出端与所述整流桥输入端连接，整流桥输出端与第二电压检测单元输入端连接，第二电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述综合处理单元的输出端分别与所述励磁继电器、直流主接触器的控制端连接；所述励磁继电器输出端与所述励磁绕组连接；所述直流主接触器输出端与直流汇流条、蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述整流单元由六个二极
3.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述的直流主馈线为功率电缆。
4.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述的直流主接触器为直流接触器。
5.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述发电机控制单元通过调节励磁绕组电流大小，从而调节电枢绕组输出的三相发电机交流电压。
6.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述综合处理单元综合所述第一电压检测单元和第二电压检测单元输出的调节点电压采集信号和交流电压采集信号，通过欠电压故障判定程序，确认发电机欠电压故障结果。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的航空无刷直流发电系统的冗余欠压保护方法，其特征在于，所述综合处理单元采集第一电压检测单元输入的调节点电压采集信号，并设置有第一欠压保护阈值UREF1,电压偏低阈值UREF3；所述综合处理单元采集第二电压检测单元输入的交流电压采集信号，并设置有第二欠压保护阈值UREF2；所述调节点电压采集信号，若低于第一欠压保护阈值UREF1，延时预定时间后，确认发电机欠电压故障；所述调节点电压采集信号，高于第一欠压保护阈值UREF1，且低于电压偏低阈值UREF3时，同时所述交流电压采集信号低于第二欠压保护阈值UREF2，延时预定时间后，确认发电机欠电压故障；所述调节点电压采集信号，在高于电压偏低阈值UREF3，所述电压采集信号低于第二欠压保护阈值UREF2时，不判定为发电机欠电压故障。
8.根据权利要求7所述的航空无刷直流发电系统的冗余欠压保护方法，其特征在于，第一欠压保护阈值UREF1,根据技术协议确定，电压偏低阈值UREF2通常设定为调节点电压正常工作范围的最低值，第二欠压保护阈值UREF2低于第一欠压保护阈值UREF1。
9.根据权利要求7所述的航空无刷直流发电系统的冗余欠压保护方法，其特征在于，发电机控制单元判定为发电机欠电压故障，断开励磁继电器，停止发电机发电，以防止向发电机励磁绕组提供励磁信号。
10.根据权利要求7所述的航空无刷直流发电系统的冗余欠压保护方法，其特征在于，发电机控制单元判定为发电机欠电压故障，断开发电机输出端的直流主接触器，停止发电机向直流汇流条供电。
...【技术特征摘要】
1.航空无刷直流发电系统，其特征在于，包括无刷直流发电机、发电机控制单元、直流主馈线、直流主接触器、直流汇流条、蓄电池；所述的无刷直流发电机为电励磁发电机，包括电枢绕组、励磁绕组、整流单元；所述的发电机控制单元，包括变压器、整流桥、第一电压检测单元、第二电压检测单元、综合处理单元、励磁继电器；所述电枢绕组的输出端为三相发电机交流电压，所述三相发电机交流电压经过整流单元整流后，通过直流主馈线连接直流主接触器输入端，直流主接触器输入端电压即发电机调节点电压；所述发电机调节点电压与所述第一电压检测单元输入端连接，第一电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述三相发电机交流电压与所述变压器输入端连接，变压器输出端与所述整流桥输入端连接，整流桥输出端与第二电压检测单元输入端连接，第二电压检测单元输出端与所述综合处理单元输入端连接；所述综合处理单元的输出端分别与所述励磁继电器、直流主接触器的控制端连接；所述励磁继电器输出端与所述励磁绕组连接；所述直流主接触器输出端与直流汇流条、蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述整流单元由六个二极管组成。
3.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述的直流主馈线为功率电缆。
4.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述的直流主接触器为直流接触器。
5.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述发电机控制单元通过调节励磁绕组电流大小，从而调节电枢绕组输出的三相发电机交流电压。
6.根据权利要求1所述的航空无刷直流发电系统，其特征在于，所述综合处理单元综合所述第一电压检测单元和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵雅周，李洋，张玉梅，
申请(专利权)人：北京曙光航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。