飛機地面複合電源系統的製作方法
2023-07-05 10:25:31 1
專利名稱：飛機地面複合電源系統的製作方法
技術領域：
本發明創造涉及一種飛機地面複合電源系統，尤其是一種能滿足所有飛機地面供電與飛機地面發動機啟動的複合電源。
背景技術：
飛機起飛前發動機的啟動動力來自地面電源的供給，目前，廣泛使用的飛機起動電源有兩種，以柴油為動力的柴油發電機組和以蓄電池為動力的起動電源，在使用過程中主要存在以下問題在某些衝擊或者浪湧狀態下起動電源輸出功率無法滿足要求，造成發動機轉速和輸出功率急速下降甚至熄火；不利於飛機的正常起動。利用蓄電池為動力的地面電源車直接啟動飛機發動機時，使用的鉛酸蓄電池要經常更換保養、補充充電，一般充電過程須要20小時以上。由於大電流輸出，使用中經常出現短路，斷路，極板硫化、活性物質脫落等異常現象，嚴重時會損壞電池，甚至波及飛機本體造成更大的事故發生。以柴油為動力的大型柴油發電機組地面電源車，往往以滿足較大衝擊狀態下的供電使用要求為依據進行設計選型，當一種起動電源車需要服務多種機型時，就會使起動電源整個配備容量提高，從而使設備尺寸較大、重量較重、價格較高。同時，存在在低溫環境中起動的可靠性較差的問題。
發明內容本發明的目的是為解決現有以蓄電池為動力的地面電源車直接啟動飛機發動機時出現的諸多問題，本發明提供一種滿足所有飛機地面供電與飛機發動機地面啟動的小型飛機地面電源， 以替代以柴油車為動力的大型地面電源。本發明相比現有以蓄電池為動力的飛機地面電源，可以解決飛機發動機啟動時衝擊狀態下原有起動電源輸出功率不足的難題；可以延長蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的保養過程；推廣到機載備用電源，可以使得機載備用電源更加輕型化，更具有統一性；可以保證飛機在低溫起動時更加可靠。本發明的技術方案是複合電源的基本工作原理為當閉合EKl後，蓄電池正極通過繼電器和充電模塊給超級電容模塊充電，當超級電容模塊的電壓與蓄電池兩端電壓相同時，控制電路發出信號，繼電器觸點跳動到接觸器端，接觸器閉合，超級電容模塊與蓄電池並聯輸出。飛機地面複合電源系統，包括至少兩個複合電源以及控制系統；複合電源包括航空鉛酸蓄電池、超級電容系統，超級電容系統包括超級電容模塊、 控制電路、充電模塊構成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，並設有指示燈L ；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組並聯組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯而成；控制系統實現複合電源內部的串並聯轉換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 1和接口 3為直流輸出、接口 2和接口 3為直流輸出、接口 13 和接口 14為交流輸出、接口 15和接口 14為交流輸出；接觸器(1丄2丄3;受飛機發動機起動程序控制的觸發繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用於直交流轉換的逆變器，控制系統供電的開關 EKl。本發明的優點是本發明在電氣控制方面採用電源、電壓和電流的分類控制，由於電流的抗幹擾能力強，不容易受外界幹擾，能有效提高設備的可靠性。本發明利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發動機起動時衝擊狀態下原有起動電源輸出功率不足的難題。本發明設備自帶電源、移動輪胎，可在任何地點給飛機實施地面供電。本發明設備使用了具有寬溫範圍的超級電容模塊，保證了飛機在低溫情況下的正
常啟動。
附圖1為本飛機地面複合電源系統原理框圖。附圖2為超級電容系統原理框圖。附圖3是超級電容模塊構成示意圖。附圖4是複合地面電源系統的控制系統構成圖。
具體實施方式
為了更好的說明本發明，下面給出本發明飛機地面複合電源系統的一較佳實施方式。請參閱圖1，其也是本發明一種飛機地面複合電源系統連接示意圖。該實施方式中，本發明設備由航空鉛酸蓄電池、超級電容系統和控制系統組成。航空鉛酸蓄電池、超級電容系統組成內部供電系統，通過控制系統可選擇不同的電源類型、電壓大小，完成給飛機的地面供電過程。控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，並設有指示燈Ll ；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組並聯組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯而成；每個超級電容模塊由M只單體超級電容串、並聯組成。控制系統實現複合電源內部的串並聯轉換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 1和接口 3為直流輸出、接口 2和接口 3為直流輸出、接口 13 和接口 14為交流輸出、接口 15和接口 14為交流輸出；接觸器(1丄2丄3;受飛機發動機起動程序控制的觸發繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用於直交流轉換的逆變器，控制系統供電的開關 EKl。輸出接口為三種28.5V直流輸出(接口 1和接口 3)J8.5/57V直流輸出(接口 1和接口 3/接口 2和接口 3)和115/200V,400Hz交流輸出(接口 13和接口 14，接口 14和接口 15)，C1、C2、C3為接觸器，JQ3、JQ4、JQ5為受飛機發動機起動程序控制的觸發繼電器。控制系統工作原理如下EKl開關閉合控制系統供電，控制系統可以工作1)28. 5V直流輸出為接口 1和接口 3 ；輸出時無控制信號；當閉合EKl後複合電源A+接節點16，再接接觸器C2的常閉端，經輸出接口 1輸出28. 5V直流電壓；複合電源A-接節點17，再接輸出接口 3，接口 3為總負；複合電源B+接節點16，再接接觸器Cl的常閉端，經輸出接口 1輸出28. 5V直流電壓；複合電源B-接接觸器C3的常開端點9，再接輸出接口 3，接口 3為總負；此時，通過限流電阻RL的指示燈L亮；2) 28. 5/57V直流輸出為接口 1和接口 3/接口 2和接口 3 當4號端有控制信號直流輸出時，經接口 2和接口 3輸出57V直流電壓；複合電源A-接節點17，再接輸出接口 3，接口 3為總負；複合電源A+接節點16，再接接觸器C2的常閉端，經接口 1輸出；複合電源B-接接觸器Cl的常開端點9，經輸出接口 1輸出，在輸出接口 1複合電源A和複合電源B串聯；複合電源B+經輸出接口 2做57V輸出；3) 115/200V,400Hz 交流輸出當4號端無控制信號時，電池並聯輸出^.5V，通過逆變器的接口 13和接口 14、接口 14 和接口 15 輸出 115/200V,400Hz 交流。本設備利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發動機起動時衝擊狀態下原有起動電源輸出功率不足的難題。利用超級電容器短時間可以提供1250A的輸出電流的高功率放電特性，將超級電容模塊與航空鉛酸蓄電池並聯使用，以提供起動飛機發動機瞬間所需的大電流，縮短起動時間，降低起動瞬間大電流對蓄電池的損害，有效減少蓄電池極板的極化，延長蓄電池的使用壽命，減少蓄電池的保養次數和保養過程。利用超級電容可以在-40 +65°C溫度範圍內正常工作的優異工作特性，可以拓展複合地面電源車的使用環境，增加飛機地面複合電源系統給飛機地面供電的穩定性與可靠性。
權利要求1.飛機地面複合電源系統，其特徵是，本系統包括至少兩個複合電源以及控制系統； 其中，複合電源包括蓄電池、超級電容系統；超級電容系統包括超級電容模塊、控制電路、充電模塊構成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電；控制系統實現複合電源內部的串並聯轉換及交直流變換，包括三種輸出接口 接口 (1)和接口(3)為直流輸出、接口(2)和接口(3)為直流輸出、接口(13)和接口(14)為交流輸出、接口(1 和接口(14)為交流輸出；接觸器C1、C2、C3 ；受飛機發動機起動程序控制的觸發繼電器JQ3、JQ4、JQ5，用於直交流轉換的逆變器，控制系統供電的開關EK1。
2.如權利要求1所述的飛機地面複合電源系統，其特徵是，所述的控制系統中， EKl開關閉合控制系統供電，控制系統可以工作1)28. 5V直流輸出為接口(1)和接口(3) 輸出時無控制信號；當閉合EKl後複合電源A+接節點(16)，再接接觸器C2的常閉端，經輸出接口(1)輸出觀.5V直流電壓；複合電源A-接節點(17)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 複合電源B+接節點(16)，再接接觸器Cl的常閉端，經輸出接口(1)輸出直流電壓；複合電源B-接接觸器C3的常開端點(9)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 此時，通過限流電阻RL的指示燈L亮；208.5/57V直流輸出為接口(1)和接口(3)/接口⑵和接口(3): 當4號端有控制信號直流輸出時，經接口(2)和接口(3)輸出57V直流電壓； 複合電源A-接節點(17)，再接輸出接口(3)，接口(3)為總負； 複合電源A+接節點(16)，再接接觸器C2的常閉端，經接口(1)輸出； 複合電源B-接接觸器Cl的常開端點(9)，經輸出接口(1)輸出，在輸出接口(1)複合電源A和複合電源B串聯；複合電源B+經輸出接口⑵做57V輸出； 3) 115/200V,400Hz 交流輸出當4號端有無控制信號時，電池並聯輸出觀.5￥，通過逆變器的接口(13)和接口(14)、 接口 (14)和接口 (15)輸出 115/200V、400Hz 交流。
3.如權利要求1所述的飛機地面複合電源系統，其特徵是，所述的蓄電池為航空鉛酸蓄電池。
4.如權利要求1所述的飛機地面複合電源系統，其特徵是，所述的超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組並聯組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯而成。
5.如權利要求1-4之一所述的飛機地面複合電源系統，其特徵是，所述的控制電路設有指示燈L。
專利摘要本實用新型創造涉及一種飛機地面複合電源系統，尤其是一種能滿足所有飛機地面供電與飛機地面發動機啟動的複合電源。飛機地面複合電源系統，包括至少兩個複合電源以及控制系統；複合電源包括航空鉛酸蓄電池、超級電容系統，超級電容系統包括超級電容模塊、控制電路、充電模塊構成，控制電路通過控制繼電器和接觸器來控制超級電容模塊的充放電，並設有指示燈L；超級電容模塊由多組獨立的單體超級電容組並聯組成，每個單體超級電容組由多個單體超級電容串聯而成；控制系統實現複合電源內部的串並聯轉換及交直流變換。本設備利用超級電容器的儲能特性和功率特性，可以解決飛機發動機起動時衝擊狀態下原有起動電源輸出功率不足的難題。
文檔編號B64F1/00GK202309194SQ20112044904
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者張新習, 柴峰, 王東升, 王煒, 趙勤道 申請人:中國飛行試驗研究院