一种自适应式控制配电系统和方法与流程

1.本发明属于航空器电气控制技术领域，涉及一种自适应式控制配电系统和方法。


背景技术：

2.目前的直升机电源系统配电电路如图1，包括左起动发电机1、右起动发电机2、左发电机主接触器3、右发电机主接触器4、卸载开关5、卸载接触器6、“左发电机断开”故障灯7、“右发电机断开”故障灯8。
3.当“左(或右)发电机断开”故障灯7(或8)燃亮时，驾驶员据此将卸载开关5由“通”转为“断”，切断卸载汇流条的供电；当两个“发电机断开故障灯7和8”全部燃亮时，由驾驶员手动断开非重要负载的断路器，并尽快着陆。
4.其缺点是：系统出现故障后，需驾驶员自行判断故障情况，手动操作卸载，且发电系统全部故障后，需逐个断开断路器。若驾驶员未能及时注意到系统故障灯，蓄电池会被迅速耗尽，导致更严重的故障发生；且逐个断开断路器会加重应急供电阶段驾驶员的负担，对蓄电池电能消耗也更大，缩短了应急供电时间，降低了直升机安全性。


技术实现要素：

5.本发明设计一种自适应式控制配电系统和方法，提高配电系统自动化程度，简化应急供电阶段驾驶员的操作，将应急供电的初始消耗降至最低，保证蓄电池供电时间最大化。
6.一种自适应式控制配电系统，包括：左起动发电机、右起动发电机、左发电机主接触器、右发电机主接触器、首次卸载开关、二次卸载开关、首次卸载接触器、二次卸载接触器；
7.所述左发电机主接触器设有第一主触点3-1、第一辅助触点3-2、第二辅助触点3-3；所述右发电机主接触器设有第二主触点4-1、第三辅助触点4-2、第四辅助触点4-3；首次卸载开关设有第五触点5-1和第六触点5-2；二次卸载开关设有第七触点6-1和第八触点6-2；首次卸载接触器设有第三主触点；二次卸载接触器设有第四主触点8-1；
8.左/右起发电机的输出端分别通过第一/二主触点与主汇流条连接；第一辅助触点3-2公共端接地，常闭端浮空，常开端与第八触点6-2常闭端连接；第二辅助触点3-3常闭端浮空，常开端接地，公共端与第三辅助触点4-2公共端连接；第三辅助触点4-2常闭端浮空，常开端与第六触点5-2常闭端连接；第四辅助触点4-3公共端接地，常闭端浮空，常开端与第八触点6-2常闭端连接；通过主接触器线圈是否通电控制第一、第二主触点是否闭合以及第一、二、三、四辅助触点是否切换；
9.第八触点6-2常开端接地，公共端与第七触点公共端连接，第七触点6-1常开端浮空，常闭端与二次卸载接触器线圈一端连接，线圈另一端连接28v电源；第六触点5-2常开端接地，公共端与第五触点公共端连接，第五触点5-1常开端浮空，常闭端与首次卸载接触器线圈一端连接，线圈另一端连接28v电源；通过首次和二次卸载开关控制第五、六、七、八触
点的切换；
10.首次卸载汇流条通过首次卸载接触器第三主触点7-1与主汇流条连接；二次卸载汇流条通过二次卸载接触器第四主触点8-1与主汇流条连接；通过控制卸载接触器线圈是否通电以控制第三、第四主触点是否闭合。
11.进一步，所述首次卸载开关和二次卸载开关均为三位开关，包括“超控通”、“自动”和“超控断”三个档位；
12.当卸载开关为“自动”档位时，第五、六、七、八触点均处于常闭状态；
13.当卸载开关为“超控通”档位时，第五触点5-1和第七触点6-1处于常闭状态，第六触点5-2和第八触点6-2切换至常开状态；
14.当卸载开关为“超控断”档位时，第五触点5-1和第七触点6-1切换至常开状态，第六触点5-2和第八触点6-2处于常闭状态。
15.进一步，所述首次卸载接触器设有第九辅助触点7-2；二次卸载接触器设有第十辅助触点8-2；所述系统还包括：首次卸载指示灯和二次卸载指示灯；
16.所述第九辅助触点公共端接地，常开端浮空，常闭端与首次卸载指示灯一端连接，首次卸载指示灯另一端连接28v电源；
17.所述第十辅助触点公共端接地，常开端浮空，常闭端与首次卸载指示灯一端连接，首次卸载指示灯另一端连接28v电源；
18.通过控制卸载接触器线圈是否通电以控制第九、第十辅助触点是否切换；
19.当首次和/或二次卸载接触器线圈通电时，第三主触点7-1和/或第四主触点8-1闭合，首次和/或二次卸载汇流条与主汇流条连通，第九辅助触点7-2和/或第十辅助触点8-2切换至常开状态，首次和/或二次卸载指示灯熄灭；
20.当首次和/或二次卸载接触器线圈断电时，第三主触点7-1和/或第四主触点8-1断开，首次和/或二次卸载汇流条与主汇流条连接断开，第九辅助触点7-2和/或第十辅助触点8-2切换至常闭状态，首次和/或二次卸载指示灯亮。
21.进一步，所述系统还包括：首次卸载开关保护盖11和二次卸载开关保护盖12；
22.首次卸载开关保护盖11和二次卸载开关保护盖12分别用于将首次卸载开关和二次卸载开关固定在“自动”档位，避免误触。
23.进一步，所述第三主触点7-1和主汇流条之间还设有熔断器；所述第四主触点8-1和主汇流条之间还设有熔断器。
24.一种自适应式控制配电方法，所述方法用于所述的系统，所述方法包括：
25.当左、右起动发电机均接入机上电网时，左、右发电机主接触器线圈均通电；第一、二、三、四辅助触点均切换至常开状态，首次、二次卸载开关均维持在自动状态，首次、二次卸载接触器线圈通过第一、二、三、四辅助触点接地形成闭合回路，第三、第四主触点吸合，首次、二次卸载汇流条均与主汇流条连通；
26.当左或右起动发电机与机上电网断开时，相应的左或右发电机主接触器线圈断电；对应的第一、第二辅助触点或第三、第四辅助触点切换至常闭状态，首次卸载接触器线圈接地回路失去接地，第三主触点和第九辅助触点释放，首次卸载汇流条失去供电，首次卸载指示灯亮；
27.当左、右起动发电机均与机上电网断开时，左、右发电机主接触器线圈均断电；第
一、二、三、四辅助触点均切换至常闭状态，首次、二次卸载接触器线圈接地回路均失去接地，第三、第四主触点、第九、第十辅助触点均释放，首次、二次卸载汇流条均失去供电，首次、二次卸载指示灯均点亮。
28.进一步，所述方法还包括：当首次和/或二次卸载汇流条处于断电状态时，驾驶员将首次和/或二次卸载开关切换至“超控通”档位，使首次和/或二次卸载接触器线圈接地，第三主触点和/或第四主触点闭合、第九辅助触点和/或十辅助触点闭合，首次和/或二次卸载汇流条恢复供电。
29.进一步，所述方法还包括：当首次和/或二次卸载汇流条处于正常供电状态时，驾驶员将首次和/或二次卸载开关切换至“超控断”档位，使首次和/或二次卸载接触器线圈接地回路断开，第三主触点和/或第四主触点释放、第九辅助触点和/或十辅助触点释放，首次和/或二次卸载汇流条断开供电。
30.本发明具有以下效果：
31.本发明提供自动控制配电系统和方法，使卸载汇流条的供电可随着两台发电机的并网状态自动调整，保证机上负载实时与电源系统的供电能力相匹配。省去了驾驶员通过故障灯判断，再执行故障处置程序的过程。避免了因卸载不及时可能出现的发电机过载以及蓄电池过度消耗的情况，延长了应急供电时间，减轻了应急供电阶段驾驶员负担。
32.并且，驾驶员可根据飞行需要，视情恢复或断开部分用电设备供电，使应急供电阶段的电能分配更趋合理。
附图说明
33.图1为目前现有的电源系统配电电路原理框图；
34.图2为本发明的自适应式控制配电系统原理框图；
35.图3为卸载开关面板示意图。
具体实施方式
36.下面对本发明做进一步详细说明。
37.一种自适应式控制配电系统，见图2，包括左起动发电机1、右起动发电机2、左发电机主接触器3(含主触点3-1、辅助触点3-2、辅助触点3-3)、右发电机主接触器4(含主触点4-1、辅助触点4-2、辅助触点4-3)、首次卸载开关5(含触点5-1、触点5-2)、二次卸载开关6(含触点6-1、触点6-2)、首次卸载接触器7(含主触点7-1、辅助触点7-2)、二次卸载接触器8(含主触点8-1、辅助触点8-2)、首次卸载指示灯9、二次卸载指示灯10、首次卸载开关保护盖11和二次卸载开关保护盖12。
38.首次卸载开关5和二次卸载开关6为三位开关，分别有“超控通”、“自动”和“超控断”三个档位。正常工作时，卸载开关5和6均处于“自动”档位。卸载开关保护盖11、12使卸载开关手柄固定在“自动”档位，操作卸载开关时，驾驶员需先打开保护盖才能操作。这样可以避免驾驶员误动作触发电源系统供电状态的变化。以卸载开关5为例(卸载开关6与之相同)，说明卸载开关的工作原理：卸载开关处于“自动”档位时，触点5-1和5-2均为竖直状态；开关处于“超控通”档位时，触点5-1保持竖直状态不变，触点5-2转换至接地端；开关处于“超控断”档位时，触点5-2保持竖直状态不变，触点5-1转换至悬空端。
39.首次卸载和二次卸载并非对应左、右发电机的工作状态，而是与一台或两台发电机参与供电相关。其中，首次卸载接触器7线圈的接地线经过首次卸载开关5的触点5-1和5-2后，再经右发电机主接触器4的辅助触点4-2和左发电机主接触器3的辅助触点3-3形成的串联电路接地；并可通过首次卸载开关5“超控通”档位的触点5-2直接接地。二次卸载接触器8线圈的接地线经过二次卸载开关6的触点6-1和6-2后，再经左发电机主接触器3的辅助触点3-2或右发电机主接触器4的辅助触点4-3接地(辅助触点3-2和辅助触点4-3是并联电路，即一路接地有效时二次卸载接触器8的线圈便可接地)；并可通过二次卸载开关6“超控通”档位的触点6-2直接接地。
40.两台起动发电机1和2均接入机上电网时，两个发电机主接触器3和4的辅助触点3-2、3-3、4-2、4-3均处于接通状态。两个卸载接触器7和8的线圈可通过两个发电机主接触器3和4的辅助触点接地，并形成回路使触点吸合。此时，全机各汇流条均能得到供电。
41.任意一台起动发电机与机上电网断开时，其对应的主接触器3(或4)断开，其辅助触点3-2、3-3(或4-2、4-3)相应处于断开位置。首次卸载接触器7线圈的接地回路因辅助触点3-3(或4-2)的断开而断开，使得线圈失去接地。首次卸载接触器7的触点释放，首次卸载汇流条失去供电，首次卸载指示灯9相应燃亮。
42.两台起动发电机与机上电网断开时，主接触器3和4均断开，辅助触点3-2、3-3、4-2、4-3也都处于断开位置。二次卸载接触器8线圈的接地回路因辅助触点3-2及4-3的断开而断开，使得线圈失去接地。二次卸载接触器8的触点释放，二次卸载汇流条失去供电，二次卸载指示灯10相应燃亮。
43.除自动控制功能，驾驶员可根据飞行需要，通过将首次卸载开关5和二次卸载开关6置于“超控通”档位使卸载接触器7、8恢复工作状态，被卸载的设备将恢复供电，首次卸载指示灯9和二次卸载指示灯10则相应熄灭；也可在发电系统未出现故障时将两个卸载开关置于“超控断”使卸载接触器7、8停止工作，卸载部分用电设备，首次卸载指示灯9和二次卸载指示灯10则相应燃亮。操作卸载开关5、6需先打开卸载开关保护盖，可防止驾驶员误操作引起不必要的卸载或加载。
44.实施例一：
45.某型直升机配电系统中设计了该自动控制配电电路。
46.系统构型及相关器件安装位置说明：
47.左发电机主接触器安装于左发电机配电盒，右发电机主接触器安装于右发电机配电盒。
48.首次卸载开关和二次卸载开关安装于仪表板下部的电源开关板上，开关标识及档位标识在导光板上，易于驾驶员夜间识别。
49.因某型直升机配电系统由左、右两套系统组成，首次卸载接触器和二次卸载接触器在左发电机配电盒和右发电机配电盒中各有一套。首次卸载和二次卸载并非对应左发电机或右发电机的工作状态，而是与一台发电机或两台发电机参与供电相关。
50.首次卸载指示灯9和二次卸载指示灯10在综显中以琥珀色cas信息“shed 1”和“shed 2”的形式出现。“首次卸载”和“二次卸载”两个卸载状态均有效时，综显将两个琥珀色cas信息“shed 1”和“shed 2”整合为一个琥珀色cas信息“shed 1 2”，以提高综显页面上cas信息区域利用效率。
51.配电系统工作状态说明：
52.电源系统正常工作时，两台发电机均接入电网。对应的两个主接触器处于吸合状态，辅助触点也处于吸合状态，两个卸载接触器线圈经过主接触器的辅助触点接地，卸载接触器的主触点吸合，全机设备均得到供电。综显上不会出现与电源系统相关的cas信息。
53.一台发电机断开时，其对应的主接触器释放，辅助触点同步释放。首次卸载接触器的线圈因主接触器辅助触点断开而失去接地，首次卸载接触器释放，相应的首次卸载自动触发。综显上出现琥珀色cas信息“l de gen”(或“r de gen”)及“shed 1”。根据飞行需要，驾驶员可通过操作卸载开关“首次卸载”至“超控通”位置使被卸载的设备重新得到供电。
54.第二台发电机断开时，其对应的主接触器释放，辅助触点同步释放。此时，两个主接触器均停止工作，二次卸载接触器的线圈因两个接地点均无效而停止工作，二次卸载接触器释放，相应的二次卸载自动触发。因之前已有一台发电机断开，即cas信息“l de gen”(或“r de gen”)和“shed 1”已存在，综显上将出现两个整合后的信息：红色cas信息“l r de gen”和琥珀色cas信息“shed 1 2”。根据飞行需要，驾驶员可通过操作卸载开关“首次卸载”和“二次卸载”至“超控通”位置使被卸载的设备重新得到供电。