一種適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及航空地面電源領(lǐng)域，具體是一種適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化 電源。
【背景技術(shù)】
[0002] 在航空業(yè)，各種地面保障設(shè)備要為飛機(jī)提供電力和壓縮空氣。飛機(jī)可以通過(guò)使用 飛機(jī)發(fā)電機(jī)供電，然而，由于用飛機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電會(huì)消耗燃料，而且更重要的是考慮到地面人 員的安全，所以一般飛機(jī)在地面的任何時(shí)候啟動(dòng)都禁用飛機(jī)發(fā)電機(jī)。
[0003] 這樣，飛機(jī)在地面通電、檢修或啟動(dòng)時(shí)需外部提供電源，雷達(dá)、導(dǎo)彈等設(shè)備也需提 供地面電源保障，其所用電源統(tǒng)稱為航空地面電源（ground power unit),簡(jiǎn)稱GPU。
[0004] 但是，并不是所有飛機(jī)都設(shè)計(jì)成具有相同特性的供電源。例如，一些飛機(jī)使用交流 電源，而有一些使用直流電源，還有一些同時(shí)使用交流電源和直流電源。因而，航空地面靜 態(tài)電源一般分為交流靜態(tài)電源和直流靜態(tài)電源。
[0005] 目前，大多數(shù)的民航飛機(jī)都要求地面提供交流400Hz、115V/200V的交流電源，交 流靜態(tài)電源的作用是將市電（50Hz、380V)變換為400Hz、115V/200V的交流電源；一些小型 的商務(wù)機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)等飛機(jī)還要求地面提供28V的直流電源，直流靜態(tài)電源的作用是 將市電（50Hz、380V)變換為28V的直流電源。我國(guó)有些型號(hào)的戰(zhàn)斗機(jī)要求地面同時(shí)提供 400Hz交流電源和28V直流電源。
[0006] 此外，即使兩架飛機(jī)使用具有相同特性的GPU時(shí)，兩架飛機(jī)也可以具有彼此不同 的特性。因此，目前別無(wú)選擇，只能設(shè)計(jì)、制造一種滿足可能遇到的每架飛機(jī)供電標(biāo)準(zhǔn)的地 面電源。
[0007] GPU的供電來(lái)源通常分為兩類(lèi)：一類(lèi)是通過(guò)柴油發(fā)電車(chē)發(fā)電獲得，一類(lèi)通過(guò)設(shè)置 在停機(jī)坪的動(dòng)力電源供電。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中紅外探測(cè)、制導(dǎo)武器性能不斷地提高，軍事裝備 的戰(zhàn)場(chǎng)生存環(huán)境日趨惡劣。導(dǎo)彈攻擊戰(zhàn)斗車(chē)輛等地面目標(biāo)主要運(yùn)用的是紅外制導(dǎo)技術(shù)，所 以有內(nèi)熱源的電源車(chē)的紅外隱身性能變得非常重要。能夠用后備電池作為供電來(lái)源、代替 柴油發(fā)電車(chē)，去掉內(nèi)熱源，會(huì)提高戰(zhàn)場(chǎng)生存率。將后備電池組和靜變GPU進(jìn)行機(jī)載機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn) 場(chǎng)，戰(zhàn)斗機(jī)在非機(jī)場(chǎng)的地方起降，在軍事上也有極高的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提出一種適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化電源，以解決現(xiàn)有技術(shù)中不 同機(jī)種需要配備不同的電源設(shè)備的問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] -種適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化電源，包括三相中頻靜變電源電路、直 流靜變電源電路、電網(wǎng)電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路、串并聯(lián)控制電路和原邊繞組串并 聯(lián)切換電路；
[0011] 所述三相中頻靜變電源電路包括：整流橋DBl，用于將接入的三相交流電轉(zhuǎn)換為 直流電；由三個(gè)H橋逆變器組成的組合式三相逆變器；每個(gè)H橋逆變器后接一變壓器；所述 整流橋DBl經(jīng)電感Ll后接有交流輸入開(kāi)關(guān)Kl ;
[0012] 所述直流靜變電源電路包括：整流橋DB2,用于將接入的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流 電；一個(gè)H橋逆變器；H橋逆變器后接一變壓器；所述整流橋DB2經(jīng)電感L2后接交流輸入開(kāi) 關(guān)Kl ;
[0013] 各變壓器的原邊包括兩個(gè)繞組，每個(gè)變壓器的兩個(gè)繞組經(jīng)原邊繞組串并聯(lián)切換電 路后與所述H橋逆變器連接；
[0014] 所述電網(wǎng)電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路和串并聯(lián)控制電路依次連接，電網(wǎng)電 壓采樣電路采集接入的三相交流電的信息并輸送給電壓區(qū)間判斷電路，電壓區(qū)間判斷電 路根據(jù)預(yù)設(shè)的值對(duì)該信息進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果輸送給串并聯(lián)控制電路，串并聯(lián)控制電 路根據(jù)該判斷結(jié)果控制原邊繞組串并聯(lián)切換電路實(shí)現(xiàn)變壓器的原邊兩個(gè)繞組的串并聯(lián)切 換；
[0015] 所述三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路的直流母線經(jīng)電感L5后連接有 直流輸入開(kāi)關(guān)K2。
[0016] 進(jìn)一步地，所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路通過(guò)接觸器切換電路連接的方式實(shí)現(xiàn)串 并聯(lián)切換。
[0017] 進(jìn)一步地，當(dāng)所述電網(wǎng)電壓采樣電路采集到的電壓信息為200V、208V、220V、230V 或240V時(shí)，所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路切換為使兩個(gè)繞組并聯(lián)；
[0018] 當(dāng)所述電網(wǎng)電壓采樣電路采集到的電壓信息為380V、400V、410V、440V或460V時(shí)， 所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路切換為使兩個(gè)繞組串聯(lián)。
[0019] 進(jìn)一步地，所述直流輸入開(kāi)關(guān)K2與三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路 的直流母線間設(shè)有防反接二極管。
[0020] 進(jìn)一步地，還包括帶有滾輪的電源外殼。
[0021] 本發(fā)明的有益效果為：
[0022] 1、提供一種既可單獨(dú)提供交流電源或直流電源，又可同時(shí)提供交流電源和直流電 源的交直流航空地面靜態(tài)電源，全面覆蓋現(xiàn)役飛機(jī)，一機(jī)多用，節(jié)省投資，方便使用。
[0023] 2、多種供電方式：可采用世界各國(guó)的商用交流電源或采用交流發(fā)電機(jī)供電，可滿 足現(xiàn)役飛機(jī)在國(guó)內(nèi)外自己供電；又可以采用電池組供電，方便野外或軍事應(yīng)用。
[0024] 3、小型化：電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備整體小型化，設(shè)計(jì)成帶有滾輪的車(chē)型外殼，方 便機(jī)載機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)場(chǎng)，在軍事上有極高的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明主電路圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明一個(gè)原邊繞組串并聯(lián)切換電路的電路圖；
[0029] 圖4是單極性SPffM倍頻式控制波形圖；
[0030] 圖5是有限雙極性ZVZCS控制波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0032] 如圖1所示，本實(shí)施例中的一種適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化電源，包括 三相中頻靜變電源電路、直流靜變電源電路、電網(wǎng)電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路、串并 聯(lián)控制電路和原邊繞組串并聯(lián)切換電路；
[0033] 所述三相中頻靜變電源電路包括：整流橋DBl，用于將接入的三相交流電轉(zhuǎn)換為 直流電；由三個(gè)H橋逆變器組成的組合式三相逆變器；每個(gè)H橋逆變器后接一變壓器；所述 整流橋DBl經(jīng)電感Ll后接有交流輸入開(kāi)關(guān)Kl ;
[0034] 所述直流靜變電源電路包括：整流橋DB2,用于將接入的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流 電；一個(gè)H橋逆變器；H橋逆變器后接一變壓器；所述整流橋DB2經(jīng)電感L2后接交流輸入開(kāi) 關(guān)Kl ;
[0035] 各變壓器的原邊包括兩個(gè)繞組，每個(gè)變壓器的兩個(gè)繞組經(jīng)原邊繞組串并聯(lián)切換電 路后與所述H橋逆變器連接；
[0036] 所述電網(wǎng)電壓采樣電路、電壓區(qū)間判斷電路和串并聯(lián)控制電路依次連接，電網(wǎng)電 壓采樣電路采集接入的三相交流電的信息并輸送給電壓區(qū)間判斷電路，電壓區(qū)間判斷電 路根據(jù)預(yù)設(shè)的值對(duì)該信息進(jìn)行判斷，并將判斷結(jié)果輸送給串并聯(lián)控制電路，串并聯(lián)控制電 路根據(jù)該判斷結(jié)果控制原邊繞組串并聯(lián)切換電路實(shí)現(xiàn)變壓器的原邊兩個(gè)繞組的串并聯(lián)切 換；
[0037] 所述三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電路的直流母線經(jīng)電感L5后連接有 直流輸入開(kāi)關(guān)K2。
[0038] 本實(shí)施例中，所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路通過(guò)接觸器切換電路連接的方式實(shí)現(xiàn) 串并聯(lián)切換。
[0039] 本實(shí)施例中，當(dāng)所述電網(wǎng)電壓采樣電路采集到的電壓信息為200V、208V、220V、 230V或240V時(shí)，所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路切換為使兩個(gè)繞組并聯(lián)；
[0040] 當(dāng)所述電網(wǎng)電壓采樣電路采集到的電壓信息為380V、400V、410V、440V或460V時(shí)， 所述原邊繞組串并聯(lián)切換電路切換為使兩個(gè)繞組串聯(lián)。
[0041] 本實(shí)施例中，所述直流輸入開(kāi)關(guān)K2與三相中頻靜變電源電路和直流靜變電源電 路的直流母線間設(shè)有防反接二極管。
[0042] 本實(shí)施例中，還包括帶有滾輪的電源外殼。
[0043] 本實(shí)施例的設(shè)計(jì)思路如下：
[0044] -、為了既可單獨(dú)提供交流電源或直流電源，又可同時(shí)提供交流電源和直流電源， 全面覆蓋現(xiàn)役飛機(jī)，所采用的技術(shù)方案是：將一套完整的115/200V、400HZ三相中頻靜變電 源電路和一套完整的28V直流靜變電源電路整合在一起，并設(shè)于帶有滾輪的外殼內(nèi)，組成 航空地面交直流電源車(chē)（即本發(fā)明的適應(yīng)多種供電方式的飛機(jī)地面小型化電源），可牽引， 可移動(dòng)。見(jiàn)圖1中的#1小車(chē)。兩套電源各自獨(dú)立控制，可以獨(dú)立使用。
[0045] 二、為了實(shí)現(xiàn)多種供電方式
[0046] 要能適應(yīng)較寬的電壓范圍和頻率范圍的交流電和備用電池組的直流電源，需要有 合適的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)完成，是本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0047] 第一種供電方式，GPU可以駁接目前世界各國(guó)飛機(jī)場(chǎng)的三相交流電網(wǎng)，在世界各地 均可使用。由此可見(jiàn)，要能接受交流輸入電壓頻率50HZ、60HZ或400HZ。
[0048] 第二種供電方式，要可以接交流發(fā)電機(jī)，一般發(fā)電機(jī)輸出的電壓和頻率都符合商 用交流電源的標(biāo)準(zhǔn)或400HZ柴油三相中頻發(fā)電機(jī)車(chē)，對(duì)此項(xiàng)不用特別設(shè)計(jì)。
[0049] 第三種供電方式，接備用電池組，主要針對(duì)電網(wǎng)停電、野外狀況下對(duì)飛機(jī)啟動(dòng)或通 電檢查提供電源。將后備電池組和靜變型GPU進(jìn)行野外應(yīng)用，在軍事上有極高的應(yīng)用價(jià)值。
[0050] 針對(duì)第一種供電方式：
[0051] GPU可用的電網(wǎng)供電一般為該飛機(jī)機(jī)場(chǎng)的國(guó)家所用的商用電網(wǎng)供電。全球機(jī)場(chǎng)三