專利名稱：執(zhí)行器和用于從電網(wǎng)供電的系統(tǒng)的組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括執(zhí)行器和用于向執(zhí)行器供電的系統(tǒng)的組件。籍助于實例，這類組 件適用于飛機所使用，以便于執(zhí)行飛行控制。
背景技術：
眾所周知，在飛機上，使用液壓執(zhí)行器，通過管道線路將其與液壓泵連接，該泵連 接著機上的電力電網(wǎng)。這類泵的能耗是相當高的，管道線路十分笨重和體積龐大，安裝在飛 機上十分困難。幾年來，已經(jīng)研發(fā)了電力執(zhí)行器的使用，它可以連接著飛機上的電力電網(wǎng)，該電網(wǎng) 可以傳輸三相交流電(AC)。這就有可能簡化飛機的結構，尤其涉及使用的電纜，從而改善能 源預算，還能簡化維護的操作。發(fā)明目的本發(fā)明目的是提供一種可以進一步簡化與使用電力電源的執(zhí)行器相關組件的結 構的方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種包括執(zhí)行器和從三相AC電力電網(wǎng)為執(zhí)行器 供電的電源系統(tǒng)的組件，其中，電源系統(tǒng)包括將執(zhí)行器與電網(wǎng)相連接以及與執(zhí)行器控制系 統(tǒng)相連接的輸入單元，該輸入單元含有設置成將三相AC變換成高電壓直流(DC)并將其連 接著雙向電源線路的變換部件，在雙向電源線路上串聯(lián)連接著至少一個保護開關、一個通 訊接口和至少一個執(zhí)行器，通訊接口設置和連接著中央單元且連接著控制系統(tǒng)，以便通過 電源線路與至少一個執(zhí)行器的信號通訊接口交換信號；輸入單元還包括充電/放電單元， 用于將電源蓄電池與電源線路相連接；各個執(zhí)行器包括連接著為其供電和控制的通訊接口 的可逆電機。于是，電源線路既用于傳輸可提供有關執(zhí)行器工作狀態(tài)信息的信號，又用于以高 電壓DC方式供電，從而有可能減少執(zhí)行器使用的電纜數(shù)量和減少部件的數(shù)量，以及減少諸 如控制信號的信號數(shù)量。當執(zhí)行器用于移動一個元件時，例如，移動飛行控制界面時，它本 身就承受著傾向于使之返回至松弛位置的外力，因此當所述元件需要返回至松弛位置時就 有可能重新獲得能量。此時，執(zhí)行器的可逆電機就能作為發(fā)電機使用，并將所產(chǎn)生的電能存 儲于蓄電池。采用這種方式所存儲的電源可以在耗能峰值時使用，使得三相電力電網(wǎng)的尺 寸不再需要滿足這種耗能峰值容量或者至少不是所有這種耗能峰值的需要。在本發(fā)明的一個特殊實施例中，逆變器串聯(lián)連接在輸入單元的保護開關和通訊接 口之間，用于向執(zhí)行器的電機提供AC電源線路的電能。這就有可能使得執(zhí)行器變得十分簡單并能與輸入單元中的控制部件組合在一起， 在這種環(huán)境下，輸入單元所承受的外部應力會小于執(zhí)行器所承受的外部應力。在另一實施例中，逆變器串聯(lián)連接在執(zhí)行器的通訊接口和電機之間。
因此，根據(jù)本發(fā)明的組件的元件分布在執(zhí)行器和輸入單元之間的更大范圍內(nèi)。在兩個實施例中，輸入單元較為有利地包括多個保護開關和多個通訊接口，電源 線路分配成多個分支并各自連接著一個執(zhí)行器，各個分支都各自串聯(lián)連接著一個保護開關 和一個通訊接口。在另外一個實施例中，保護開關和逆變器串聯(lián)連接在通訊接口和各個執(zhí)行器的電 機之間，并且較為有利的是，電源線路連接著執(zhí)行器并形成總線。因此，將執(zhí)行器連接輸入單元就特別簡單并且僅需要少量的設備。較佳的是，設置充電/放電單元，用于響應能量蓄電池中的充電電平來控制連接 著耗能負載的電源線路的部件。耗能負載可以是專用耗能的負載，或者它可以是具有一些其它功能的元件但在操 作時會消耗相當?shù)哪芰?。當本發(fā)明的組件安裝在飛機的機上，就有可能例如設想到使用除 冰電阻器來作為耗能的負載。本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將通過閱讀下列描述，特別是本發(fā)明非限制性的實施例 變得更加清晰。


參考下列附圖，其中圖1圖示顯示了構成本發(fā)明第一實施例的組件；以及圖2和圖3圖示顯示了類似于圖1適用于兩個其它實施例的組件。
具體實施例方式
參考附圖，本發(fā)明的組件用于將執(zhí)行器1連接著電力電網(wǎng)2和控制系統(tǒng)3。本發(fā)明 以航空應用為背景進行討論。執(zhí)行器1試圖移動副翼、氣動剎車、著陸阻力板和其它控制表 面；電力電網(wǎng)2傳輸由飛機的一臺噴氣渦輪機所驅動至少一臺交流發(fā)電機所產(chǎn)生的三相交 流電，控制系統(tǒng)3設置在飛機的設備艙中。在飛機上，出于安全的原因，各個部件一般都以較高的冗余度來提供。特別是，如 果控制表面的移動是由兩個執(zhí)行器來驅動的話，該表面的各個執(zhí)行器屬于兩個分別獨立的 組件。根據(jù)本發(fā)明的組件包括執(zhí)行器1和用于由電網(wǎng)2電力啟動執(zhí)行器的系統(tǒng)。先對三個實施例中的相同部分進行討論。電源系統(tǒng)包括輸入單元4，用于將執(zhí)行器1連接著電網(wǎng)2和控制系統(tǒng)3。輸入單元4包括變換部件5，用于設置成將三相AC變換成高電壓的直流(DC)，該 部件連接著雙向的電源線路6。在該實施例中的變換部件5是功率因子校正(PFC)類型的。 電源線路6為MOV的電壓電位。電源線路6串聯(lián)連接在至少一個保護開關7和連接著中央單元13的通訊接口 8 之間且中央單元連接著控制系統(tǒng)3。中央單元13是一個計算機單元，它包括處理器和儲存 器，用于執(zhí)行在控制系統(tǒng)3和執(zhí)行器1之間的數(shù)據(jù)收集和交換的程序和檢測電力電源參數(shù) (例如，用于檢測浪涌和短路等等)的程序，以便于據(jù)此來控制保護開關。輸入單元4還包括充電/放電單元9，將電源蓄電池10 (即電池)連接著保護開關7上游的電源線路6。充電/放電單元9設置成響應電源蓄電池10的充電電平來控制各個 部件，這里包括開關11，用于將電源線路6連接著負載12以便消耗能源。負載12可以是專 用于消耗能源的負載，例如，簡單的電阻器，但它也可以是具有一些其它功能的元件，只要 在操作時也消耗足夠的能源，例如，飛機的除冰電阻器。各個執(zhí)行器1包括至少一個通訊接口 100，電機101和檢測系統(tǒng)102。圖中僅僅只 顯示了一個執(zhí)行器，以便于避免附圖的過于繁瑣。通訊接口 8和100設置成通過電源線路6來交換信號。通訊接口 8設置成將來自 控制系統(tǒng)3的控制信號通過中央單元13發(fā)送至各個執(zhí)行器1的通訊接口 100。通訊接口 100設置成提取來自電源線路6的信號并用于控制電機101。通訊接口 100也設置成將來 自檢測模塊102的信息信號(電機的狀態(tài)、移動控制表面的位置、溫度，等等)和用于傳輸 的信息信號發(fā)送至通訊接口 8。通訊接口 8設置成提取來自電源線路6的信號并將其轉發(fā) 至中央單元13并由其中繼至控制系統(tǒng)3。電源線路6因此同時用于傳輸給執(zhí)行器的電源線 路供電的電能以及在通訊接口之間傳輸信號。舉例說明，執(zhí)行器1控制各個被控制表面在松弛位置和延伸位置之間的移動。當 被控制的表面處于其松弛位置時，它與飛機運動所產(chǎn)生的氣流平行延伸，而當它處于延伸 位置時，控制表面就會承受來自空氣的壓力。因此，就需要給各個執(zhí)行器1供電以使控制表 面從松弛位置移動到延伸位置并能使控制表面頂著來自空氣的壓力而保持處于延伸位置。 為了使得控制表面從其延伸位置回到其松弛位置，就要關閉提供給電機101的電源，并且 空氣的壓力使控制表面返回至其松弛位置。電機101因此成為發(fā)電機并將所產(chǎn)生的電能通 過電源線路6返回至電能蓄電池10和充電/放電單元9。如果在電能蓄電池10中已經(jīng)達 到了充電的最大電平，則開關11就控制將所產(chǎn)生的電能傳輸至負載12。在另一變化實施例 中，所產(chǎn)生的電能可以傳輸至電網(wǎng)2。當控制執(zhí)行器1達到消耗電能的峰值時，電能不僅可 以來自電網(wǎng)2而且還可以通過充電/放電單元來自電能蓄電池10。電源線路6是雙向的，S卩，它能以兩個方向來傳輸電能和信號。參考圖1，以及在第一實施例中，輸入單元4只具有一個保護開關7和一個通訊接 口 8，且安裝在電源線路6的一個單一分支中。所有的執(zhí)行器1都連接著該分支，這就構成 了向執(zhí)行器1傳輸電能的總線和在執(zhí)行器1和輸入單元4之間的通訊總線。各個執(zhí)行器1都包括串聯(lián)連接在通訊接口 100和電機101之間的一個保護開關 103和一個逆變器104。參考附圖2，以及在第二實施例中，輸入單元4具有多個保護開關7和多個通訊接 Π 8。電源線路6根據(jù)組件中所存在的執(zhí)行器1的數(shù)量而細分成許多分支6. i (其中i 可以從1變化到執(zhí)行器的數(shù)目)，使得各個分支6. i都各自連接著一個執(zhí)行器1。各個分支6. i都串聯(lián)連接在一個保護開關7和一個通訊接口 8之間。各個執(zhí)行器1都包括一個串聯(lián)連接在通訊接口 100和電機101之間的逆變器104。參考圖3，以及在第三實施例中，輸入單元4具有多個保護開關7和多個通訊接口 8。電源線路6根據(jù)組件中所存在的執(zhí)行器數(shù)目細分成許多分支6. i (i從1變化至執(zhí) 行器的數(shù)目)，使得各個分支6. i都連接著一個執(zhí)行器1。
各個分支6. i都串聯(lián)連接著一個保護開關7、一個逆變器14和一個通訊接口 8。逆 變器設置成將AC電源傳輸至為連接著所述分支6. i的執(zhí)行器1電機101上電的分支6. i。很顯然，本發(fā)明并不限制于所討論的實施例且覆蓋權利要求所定義的發(fā)明范圍內(nèi) 的任何變化實施例。尤其是所討論的實施例可以相互組合。
權利要求
1.一種包括執(zhí)行器(1)和電源系統(tǒng)的組件，所述電源系統(tǒng)從三相AC電力電網(wǎng)(2)為執(zhí) 行器供電，其中，所述電源系統(tǒng)包括輸入單元G)，用于將執(zhí)行器與電網(wǎng)相連接以及與執(zhí)行 器控制系統(tǒng)C3)相連接，該輸入單元含有變換部件(5)，該變換部件( 被設置成將三相AC 變換成高電壓直流(DC)并且該變換部件(5)連接著雙向電源線路(6)，在雙向電源線路上 串聯(lián)連接著至少一個保護開關(7)、通訊接口(8)和至少一個執(zhí)行器，所述通訊接口被設置 和連接著中央單元(1 且中央單元(1 連接著控制系統(tǒng)，以便通過電源線路與至少一個 執(zhí)行器的信號通訊接口(100)交換信號；輸入單元還包括充電/放電單元(9)，用于將電源 蓄電池(10)與電源線路相連接；各個執(zhí)行器包括可逆電機(101)，可逆電機(101)連接著 要被供電且由此被控制的通訊接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，逆變器(14)串聯(lián)連接在輸入單元(4)的 保護開關(7)和通訊接口(8)之間以提供具有AC的電源線路(6)從而向執(zhí)行器(1)的電 機供電。
3.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，逆變器(104)串聯(lián)連接在執(zhí)行器(1)的通 訊接口 (100)和電機(101)之間。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的組件，其特征在于，所述輸入單元(4)包括多個保護開關 (7)和多個通訊接口(8)，電源線路(6)被細分成多個分支(6. i)且各自連接著一個執(zhí)行器(I)，各個分支串聯(lián)連接著一個保護開關和一個通訊接口。
5.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，保護開關(103)和逆變器(104)串聯(lián)連接 在每個執(zhí)行器(1)的通訊接口(100)和電機(101)之間。
6.根據(jù)權利要求5所述的組件，其特征在于，所述電源線路(6)連接著執(zhí)行器(1)以構 成總線。
7.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，所述充電/放電單元(9)被設置成響應于 在電能蓄電池(10)中的充電電平來控制用于將電源線路(6)連接著耗能負載(12)的部件(II)。
8.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，所述變換部件( 是PFC。
9.根據(jù)權利要求1所述的組件，其特征在于，所述電源線路(6)是在540伏的電位處。
全文摘要
一種包括執(zhí)行器(1)和電力電源系統(tǒng)的組件，該組件包括將執(zhí)行器與三相交流電電力電網(wǎng)(2)相連接以及與控制系統(tǒng)(3)相連接的輸入單元，該輸入單元含有設置成將AC變換成高電壓直流(DC)并將其連接著雙向電源線路(6)上的變換部件，雙向電源線路具有串聯(lián)連接著至少一個保護開關(7)、一個通訊接口(8)和至少一個執(zhí)行器，通訊接口(8)設置和連接著中央單元(13)且連接著控制系統(tǒng)，以便通過電源線路與至少一個執(zhí)行器的信號通訊接口(100)交換信號；輸入單元還包括充電/放電單元，用于將電源蓄電池(10)與電源線路相連接。
文檔編號B64D41/00GK102105356SQ200980129212
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權日2008年7月23日
發(fā)明者F·吉約, J-F·韋貝爾, R·卡西米爾 申請人:薩甘安全防護公司