一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)屬于航空電氣系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種包括負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器的能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，該模擬裝置包括：用于將合適電壓或電流提供給綜合電源并將電網(wǎng)與模擬裝置物理隔離的隔離變壓器，用于提供電氣負(fù)載的電壓源的綜合電源、用于模擬電氣負(fù)載的電氣負(fù)載模擬裝置組成。本實(shí)用新型專利技術(shù)利用電氣負(fù)載模擬裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)電氣負(fù)載的模擬，在完成飛機(jī)上起發(fā)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等前期實(shí)驗(yàn)室論證階段帶載測(cè)試的基礎(chǔ)上，將電氣模擬負(fù)載輸出的能量循環(huán)再生利用，不僅節(jié)約能源，不產(chǎn)生大量的熱量，節(jié)省使用冷卻設(shè)備的空間，大大減小噪音污染，從而節(jié)約了成本，為當(dāng)前寬體客機(jī)以及未來更加綠色環(huán)保的全電飛機(jī)的研制提供技術(shù)基礎(chǔ)和研究基礎(chǔ)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于航空電氣系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種包括負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器的能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置。
技術(shù)介紹
目前，飛機(jī)電氣模擬負(fù)載一種為阻感負(fù)載，不僅調(diào)節(jié)不便，難以精確控制，負(fù)載大小以及參數(shù)均會(huì)隨著負(fù)載以及環(huán)境溫度的變化而變化，而且造成大量的電能轉(zhuǎn)化為熱能散失而浪費(fèi)，加上需要的冷卻設(shè)備，不僅需要多余的空間，更需要額外的運(yùn)營(yíng)成本，并且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生噪音污染。隨著寬體飛機(jī)和多電飛機(jī)研究的推進(jìn)，飛機(jī)電氣負(fù)載的數(shù)目和種類較傳統(tǒng)飛機(jī)有了量級(jí)的增長(zhǎng)。空客A350的總發(fā)電容量已達(dá)550kVA，波音B787的總發(fā)電容量更是達(dá)1.45MW，而目前飛機(jī)的電氣模擬負(fù)載一種為阻感負(fù)載，還有一部分的專用設(shè)備電子負(fù)載。而這種專用設(shè)備電子負(fù)載通用性不強(qiáng)。而電氣負(fù)載模擬是飛機(jī)電氣系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)中不可缺少的重要部分。飛機(jī)上的起發(fā)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等在前期實(shí)驗(yàn)室論證階段都需要帶載進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而在實(shí)驗(yàn)室論證階段采用真實(shí)負(fù)載不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，耗資巨大，而且往往是難以實(shí)現(xiàn)的。通過模擬的電氣負(fù)載代替真實(shí)負(fù)載來進(jìn)行算法驗(yàn)證、測(cè)試相關(guān)系統(tǒng)特性功能并為后續(xù)實(shí)物調(diào)試積累經(jīng)驗(yàn)，縮短研制周期，降低研發(fā)成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問題，本技術(shù)的目的是提供一種更加新型、綠色環(huán)保、通用型的模擬電氣負(fù)載。在飛機(jī)的實(shí)驗(yàn)室詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，這種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置可以通過程序靈活模擬各種負(fù)載，同時(shí)適用于直流電源和交流電源，而且還能將模擬負(fù)載吸收的電能大部分回饋電網(wǎng)，節(jié)約電能的能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置。本技術(shù)的技術(shù)方案是：一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，該模擬裝置主要用于飛機(jī)上各種電氣負(fù)載的模擬，用于飛機(jī)電氣系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)仿真階段，模擬裝置包括：用于將合適電壓或電流提供給綜合電源并將電網(wǎng)與模擬裝置物理隔離的隔離變壓器，用于提供電氣負(fù)載的電壓源的綜合電源、用于模擬電氣負(fù)載的電氣負(fù)載模擬裝置組成。進(jìn)一步，所述電氣負(fù)載模擬裝置包括負(fù)載模擬器、并網(wǎng)逆變器、負(fù)載特性控制器、電容、PWM整流電抗器和斷路器；其中：所述負(fù)載特性控制器，用于實(shí)時(shí)模擬仿真并輸出模型負(fù)載的各種電氣特性，包括電流或電壓等；所述負(fù)載特性控制器與所述負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器控制連接；所述負(fù)載模擬器，用于通過接收負(fù)載特性控制器輸出的PWM控制指令，調(diào)節(jié)負(fù)載模擬器端口電流特性，模擬電氣負(fù)荷，是負(fù)載特性控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述負(fù)載模擬器分別與電容和PWM整流電抗器連接；所述并網(wǎng)逆變器，用于接收負(fù)載特性控制器輸出的PWM控制指令，調(diào)節(jié)并網(wǎng)逆變器端口電流特性，使其端口電流能與電網(wǎng)相適應(yīng)以回饋電網(wǎng)，也是負(fù)載特性控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述并網(wǎng)逆變器分別與電容和隔離變壓器的副邊連接；所述PWM整流電抗器，用于實(shí)現(xiàn)濾波的功能；所述PWM整流電抗器分別與負(fù)載模擬器和斷路器連接；所述電容器，用于實(shí)現(xiàn)濾波的功能；所述電容器設(shè)置在所述負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器之間；所述斷路器，用來控制三相電路的通斷，或根據(jù)需要開通兩相，模擬直流電源；綜合電源為飛機(jī)上各種負(fù)載電源的總稱，也包括發(fā)電機(jī)。進(jìn)一步，所述負(fù)載特性控制器包括上位機(jī)和目標(biāo)機(jī)，所述目標(biāo)機(jī)包括FPGA芯片和數(shù)字信號(hào)處理器。進(jìn)一步，所述負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器均由6個(gè)開關(guān)管組成。本技術(shù)的有益效果是：由于采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)通過負(fù)載特性控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)電氣負(fù)載的模擬，在完成飛機(jī)上起發(fā)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)等前期實(shí)驗(yàn)室論證階段帶載測(cè)試的基礎(chǔ)上，將電氣模擬負(fù)載輸出的能量循環(huán)再生利用。該能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬方法和裝置，針對(duì)飛機(jī)前期實(shí)驗(yàn)論證階段的各種負(fù)載模擬，不僅能模擬各種類型的飛機(jī)電氣負(fù)載，而且節(jié)約能源，不產(chǎn)生大量的熱量，節(jié)省使用冷卻設(shè)備的空間，大大減小噪音污染，從而節(jié)約了成本，為當(dāng)前寬體客機(jī)以及未來更加綠色環(huán)保的全電飛機(jī)的研制提供技術(shù)基礎(chǔ)和研究基礎(chǔ)。附圖說明圖1為本技術(shù)一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置的邏輯框圖。圖中：1.隔離變壓器、2.綜合電源、3.電氣負(fù)載模擬裝置、4.第一斷路器、3-1、負(fù)載特性控制器、3-2.負(fù)載模擬器、3-3.并網(wǎng)逆變器、3-4.斷路器、3-5.PWM整流電抗器、3-6.電容。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本技術(shù)一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，該模擬裝置主要用于飛機(jī)上各種電氣負(fù)載的模擬，用于飛機(jī)電氣系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)仿真階段，模擬裝置包括：用于將合適電壓或電流提供給綜合電源和電氣負(fù)載模擬裝置，并將物理隔離電網(wǎng)與模擬裝置之間的隔離變壓器1，用于模擬電氣負(fù)載的電壓的綜合電源2、用于模擬電氣負(fù)載的電氣負(fù)載模擬裝置3組成；所述隔離變壓器1與綜合電源2之間設(shè)有第一斷路器4。電氣負(fù)載模擬裝置3包括負(fù)載特性控制器3-1、負(fù)載模擬器3-2、并網(wǎng)逆變器3-3、斷路器3-4、3-5PWM整流電抗器和3-6電容；其中：負(fù)載特性控制器3-1，用于實(shí)時(shí)模擬仿真并輸出模型負(fù)載的各種電氣特性，包括電流或電壓；所述負(fù)載特性控制器與所述負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器控制連接；負(fù)載模擬器3-2，用于通過接收負(fù)載特性控制器輸出的PWM控制指令，調(diào)節(jié)負(fù)載模擬器端口電流特性，模擬電氣負(fù)荷，是負(fù)載特性控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述負(fù)載模擬器分別與電容和PWM整流電抗器連接；并網(wǎng)逆變器3-3，用于接收負(fù)載特性控制器輸出的PWM控制指令，調(diào)節(jié)并網(wǎng)逆變器端口電流特性，使其端口電流能與電網(wǎng)相適應(yīng)以回饋電網(wǎng)，也是負(fù)載特性控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述并網(wǎng)逆變器分別與電容和隔離變壓器的副邊連接；PWM整流電抗器3-5，用于實(shí)現(xiàn)濾波的功能；PWM整流電抗器分別與負(fù)載模擬器和斷路器連接；電容器3-6，用于實(shí)現(xiàn)濾波的功能；電容器設(shè)置在負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器之間；斷路器3-4，用來控制三相電路的通斷，獲根據(jù)需要開通兩相，模擬直流電源；綜合電源為飛機(jī)上各種負(fù)載電源的總稱，也包括發(fā)電機(jī)。負(fù)載特性控制器3-1包括上位機(jī)和目標(biāo)機(jī)，所述目標(biāo)機(jī)包括FPGA芯片和數(shù)字信號(hào)處理器；上位機(jī)通過負(fù)載simulink模型的搭建、實(shí)時(shí)化以及控制界面顯示等，目標(biāo)機(jī)主要由DSP+FPGA內(nèi)核組成，主要用于對(duì)上位機(jī)實(shí)時(shí)化后的simulink模型進(jìn)行處理運(yùn)算，由目標(biāo)機(jī)將處理運(yùn)算的結(jié)果即PWM脈沖發(fā)送到負(fù)載模擬器。負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器均由6個(gè)開關(guān)管組成。以上對(duì)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本技術(shù)的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本技術(shù)的實(shí)施范圍。凡依本技術(shù)申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本技術(shù)的專利涵蓋范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，其特征在于，該模擬裝置主要用于飛機(jī)上各種電氣負(fù)載的模擬，及飛機(jī)電氣系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)仿真階段；該模擬裝置包括：用于將合適電壓或電流提供給綜合電源并將電網(wǎng)與模擬裝置物理隔離的隔離變壓器，用于提供電氣負(fù)載的電壓源的綜合電源、用于模擬電氣負(fù)載的電氣負(fù)載模擬裝置組成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，其特征在于，該模擬裝置主要用于飛機(jī)上各種電氣負(fù)載的模擬，及飛機(jī)電氣系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)仿真階段；該模擬裝置包括：用于將合適電壓或電流提供給綜合電源并將電網(wǎng)與模擬裝置物理隔離的隔離變壓器，用于提供電氣負(fù)載的電壓源的綜合電源、用于模擬電氣負(fù)載的電氣負(fù)載模擬裝置組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回饋型飛機(jī)電氣負(fù)載模擬裝置，其特征在于，所述電氣負(fù)載模擬裝置包括負(fù)載模擬器、并網(wǎng)逆變器、負(fù)載特性控制器、電容、PWM整流電抗器和斷路器；其中：所述負(fù)載特性控制器，用于實(shí)時(shí)模擬仿真并輸出模型負(fù)載的各種電氣特性，包括電流或電壓等；所述負(fù)載特性控制器與所述負(fù)載模擬器和并網(wǎng)逆變器控制連接；所述負(fù)載模擬器，用于通過接收負(fù)載特性控制器輸出的PWM控制指令，調(diào)節(jié)負(fù)載模擬器端口電流特性，模擬電氣負(fù)荷，是負(fù)載特性控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述負(fù)載模擬器分別與電容...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：康元麗，回彥年，王春成，馬躍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心，中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京;11