專利名稱：用于配電的配電設備和用于配電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于配電的配電設備和用于配電的方法。盡管本發(fā)明可以應用于任意領(lǐng)域，但是結(jié)合飛機或客機更詳細地描述本發(fā)明。
背景技術(shù)：
常規(guī)的配電設備或配電網(wǎng)絡可以劃分成三個主要的組。第一，已知具有恒定線頻率的交流電壓網(wǎng)絡。第二，已知具有可變頻率的交流電壓網(wǎng)絡，以及第三，已知直流電壓網(wǎng)絡。以上所描述的第一種方式，即恒定頻率的交流電壓網(wǎng)絡，相對于具有可變頻率的交流電壓網(wǎng)絡的具體優(yōu)勢在于，在飛機飛行期間需要以恒定電壓和速度運行的所有負載可以直接連接到配電網(wǎng)絡。這些負載包括例如燃料泵、液壓泵或風扇。這些負載被設計為以恒定速度運行。當這些負載被直接連接到恒定頻率網(wǎng)絡時， 自動就是這種情況?？勺冾l率網(wǎng)絡的劣勢在于需要使用轉(zhuǎn)換器。這降低了效率，同時也增加了技術(shù)復雜性且增加了飛機的成本和總重量。為了設立恒定頻率網(wǎng)絡，傳統(tǒng)上使用被稱之為集成驅(qū)動發(fā)電機(IDG)的設備，集成驅(qū)動發(fā)電機基本上由發(fā)電機和恒定速度的齒輪單元構(gòu)成。在該系統(tǒng)中，在發(fā)電機的機械輸入側(cè)進行從可變速度到恒定速度的轉(zhuǎn)換。為了滿足當前和未來的需求，在飛行期間具有可用于飛機的不同電能源也很重要。只有一個發(fā)動機驅(qū)動型發(fā)電機是不行的，需要結(jié)合其它能源。在諸如Airbus A380 (空中客車A380)之類的更近期的新設備中，IDG已被不具有恒定速度的齒輪單元的發(fā)電機(所謂的可變頻率發(fā)電機(VFG))取代，這種發(fā)電機能夠覆蓋所需的速度范圍，例如因子2，并建立具有可變頻率的對應網(wǎng)絡。誠然，這的確節(jié)省了 IDG的費用，但是很多負載也需要使用轉(zhuǎn)換器，這再次對初始成本、服務成本、總重量和運行可靠性具有有害的影響。如以上提及的那樣，直流電壓網(wǎng)絡是對交流電壓網(wǎng)絡的替代。然而，由于無論是直流電壓馬達還是具有換向器的直流電壓發(fā)電機都不應當用在商用飛機中(因為它們需要使用碳刷，而這些碳刷的維護非常密集，因而成本密集)，因此使用無刷直流電壓技術(shù)。在這種情況下，發(fā)電機或馬達以交流電壓運行，而該交流電壓由來自直流電壓網(wǎng)絡(例如270V)的特定馬達控制設備產(chǎn)生。在一側(cè)的直流電壓網(wǎng)絡和交流電壓發(fā)電機以及在另一側(cè)的無刷直流電壓馬達的結(jié)合得到被稱之為多電力轉(zhuǎn)換的設備。最初借助于整流器從交流電壓發(fā)電機產(chǎn)生直流電壓，然后相應地將該電壓分配給相關(guān)部件的馬達控制設備。然而，該多轉(zhuǎn)換的劣勢在于其產(chǎn)生了額外的能量損失，并且需要更多的技術(shù)費用，而這會不利地招致更多的初始和服務成本以及額外的重量。然后，這些馬達控制設備產(chǎn)生單獨的交流電壓以驅(qū)動并控制馬達本身。在任何情況下，這種直流電壓網(wǎng)絡具有在切換操作期間可能會發(fā)生電弧的劣勢，該電弧不會自動熄滅，而是需要復雜的切換元件來抑制它。額外需要的這些切換元件不利地招致更多的初始和服務成本，并且還會帶來額外的重量。此外，這些必要的切換單元還不能完全用在航空領(lǐng)域，因為它們尚未達到在航空業(yè)使用的必要服務系列成熟水平。文獻US 5，977，645A、US 7，116，003B2 和 US 7，210，653B2 描述了以上提及的網(wǎng)絡的結(jié)合。文獻US 3，571，693A、US 5，627，744A和US 7，045，925B2也描述了在發(fā)電機的電
輸出側(cè)進行可變到恒定頻率的轉(zhuǎn)換的恒定頻率網(wǎng)絡。文獻US 4，357，524例示了用于熱控制飛機窗戶的電動熱控制設備。文獻DE 19821952C2進一步描述了在飛機上的供電單元。

發(fā)明內(nèi)容
總體來說，本發(fā)明的目的在于提供一種更高效的在飛機上的配電。相應地，提出一種用于具體在飛機中配電的配電設備，包括m個轉(zhuǎn)換設備，包括各個級聯(lián)發(fā)電機，并且包括各個頻率轉(zhuǎn)換器，所述級聯(lián)發(fā)電機用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力， 所述頻率轉(zhuǎn)換器用于提供作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力；N2條恒定頻率總線，用于分別向N3個負載傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備供應的恒定頻率的電力，所述N3個負載包括至少N4個要對其功耗進行控制的負載；以及N4個控制設備，其中各個控制設備連接在待控制的各個負載與所述恒定頻率總線之間，并且被設計為控制待控制的所述負載的功耗。進一步提出一種包括配電網(wǎng)絡的飛機，該配電網(wǎng)絡包括如上所述的配電設備。進一步提出一種用于具體在飛機中配電的方法，所述方法包括以下步驟a)提供W個轉(zhuǎn)換設備，所述轉(zhuǎn)換設備包括各個級聯(lián)發(fā)電機，并且包括各個頻率轉(zhuǎn)換器，所述級聯(lián)發(fā)電機用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力，所述頻率轉(zhuǎn)換器用于提供作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力；b)提供N2條恒定頻率總線，所述N2條恒定頻率總線用于分別向N3個負載傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備供應的恒定頻率的電力，所述N3個負載包括N4個要對其功耗進行控制的負載；c)將各個控制設備布置在待控制的各個負載與所述恒定頻率總線之間；并且d)借助于所布置的控制設備來控制待控制的所述負載的功耗。本發(fā)明的一個優(yōu)勢在于，根據(jù)本發(fā)明的配電設備和根據(jù)本發(fā)明的用于配電的方法將恒定頻率網(wǎng)絡的優(yōu)勢與不具有恒定速度齒輪單元的發(fā)電機的優(yōu)勢結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明，還可以將作為附加能源的燃料電池連接到根據(jù)本發(fā)明的配電設備。本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于，在根據(jù)本發(fā)明的配電設備中，只有一種單網(wǎng)絡類型(即恒定線頻率的交流電壓網(wǎng)絡)用于配電，因而不需要進行電力網(wǎng)絡之間的轉(zhuǎn)換。這有利地使得根據(jù)本發(fā)明的配電網(wǎng)絡和根據(jù)本發(fā)明的配電設備中的能量損失顯著減少。與提供的總電力相比大幅降低且必須經(jīng)由轉(zhuǎn)換器饋送的電力作為進一步的優(yōu)勢從根據(jù)本發(fā)明的配電設備的架構(gòu)中顯露出。因此，這些轉(zhuǎn)換器也可以被配置得對應地較小， 這使得可以進一步減少能量損失。這有利地最小化了冷卻措施所需的成本，并最終也減輕了飛機的總重量，因而降低了與其相關(guān)聯(lián)的成本。如下面更詳細地說明的那樣，供電設備也可以將一個以上燃料電池并入其網(wǎng)絡架構(gòu)中，這使得可以靈活地調(diào)整供應給各條總線的電力，以滿足相關(guān)聯(lián)的負載的電力需求。這使得可用電力的利用率得到提高，并使得冗余增加。使用三相系統(tǒng)(例如根據(jù)本發(fā)明的恒定頻率的AC網(wǎng)絡)作為唯一網(wǎng)絡類型進一步使得可以無需提供特定轉(zhuǎn)換器就能提供三個不同的電壓系統(tǒng)。因此可以實現(xiàn)比在例如直流電壓網(wǎng)絡中更高效地適應相關(guān)聯(lián)的負載的需求。因此，總體上，所提出的本發(fā)明的配電設備的架構(gòu)使得可以降低飛機的供電網(wǎng)絡的復雜性。根據(jù)本發(fā)明，為每個待控制的負載提供獨立的控制設備或控制裝置，并針對該負載精確地形成獨立的控制設備或控制裝置的尺寸。這使得開發(fā)成本降低，并且可以獨立設計各個控制設備。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的設備中，所使用的“級聯(lián)發(fā)電機”基于在FrSger, Carsten publication “Neuartige Kaskadenmaschine fiir biirstenloseDrehzahlstell antriebe mit geringem Stromrichteraufwand，，Dusseldorf，VDI，1995(卡斯騰·傅蘭格爾；公布“具有較小變流器成本的用于空載轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的新型級聯(lián)機”;杜塞爾多夫；德國工程師協(xié)會；19卯)中和在文獻US 7，045，925B2中描述的發(fā)動機設計，并且在 Frager, Carsten “ Kaskadengenerator fiirffindenergieanlagen", Drive and Circuit Engineering, vol. S2/2006, Berlin, VDI (卡斯騰·傅蘭格爾；“用于風能設備的級聯(lián)發(fā)生器”；驅(qū)動和電路工程 ’第S2/2006期；柏林；德國工程師協(xié)會)中示出其用作發(fā)電機的可能性。這種裝置的優(yōu)勢在于，發(fā)電機的主電力被直接饋送到與發(fā)電機的頻率同步的網(wǎng)絡中，發(fā)電機的軸連接到飛機發(fā)動機，并且僅僅差分電力必須經(jīng)由頻率轉(zhuǎn)換器進行饋送。這意味著頻率轉(zhuǎn)換器可以被設計得相當小，從而降低熱損失并減輕待安裝的重量。在這種情況下，發(fā)動機、發(fā)電機以及連接在發(fā)動機和發(fā)電機兩者之間的齒輪單元優(yōu)選地被設計為使得當發(fā)動機以巡航速度運行時發(fā)電機以同步速度被驅(qū)動。針對總線(即恒定頻率總線)提出根據(jù)本發(fā)明的恒定頻率的AC網(wǎng)絡，這是因為 該網(wǎng)絡非常適合于負載(例如馬達或級聯(lián)馬達)的運行，并且還提供無需轉(zhuǎn)換的三種不同的電壓系統(tǒng)。這些電壓系統(tǒng)優(yōu)選為全三相系統(tǒng)、具有相位間電壓的單相交流電壓系統(tǒng)和具有小了 1/々倍的電壓的類似系統(tǒng)。優(yōu)選地，可以自由調(diào)整總線的電壓電平，但是建議 230/400伏的網(wǎng)絡電壓，以便實現(xiàn)與傳統(tǒng)的115/200伏網(wǎng)絡相比更低的電流，從而實現(xiàn)減輕的電纜重量。這提供了各種電壓系統(tǒng)以供各個負載使用不同的電壓。相應地，每個負載可以被供應最適合于它的電壓，從而使得該系統(tǒng)總體上能夠得到進一步優(yōu)化。除了恒定頻率總線，還提出具有觀伏的優(yōu)選電壓的至少一個低壓直流電壓網(wǎng)絡的連接器，以供應例如航空電子設備以及其它電控制和監(jiān)控單元。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利配置和改進。根據(jù)優(yōu)選的發(fā)展，提供具有多個分別供應恒定頻率的電力的供電單元的供電設備，其中各個供電單元被設計作為W個轉(zhuǎn)換設備之一和/或N5個燃料電池之一和/或N6個用于連接外部電源以供應恒定頻率的電力的連接器之一。有利地，不需要為用于連接一個以上外部電源的連接器提供轉(zhuǎn)換器，因為根據(jù)本發(fā)明的方式規(guī)定與外部供應有關(guān)的任何轉(zhuǎn)換在對應的地面供電單元中在地面上發(fā)生。這具有如下優(yōu)勢僅在地面上需要的部件不會隨飛行的飛機一起行進，因此不會不必要地增加飛機的燃料消耗或?qū)е嘛w機的開發(fā)和維護成本增加。這對于遠程飛機特別有利，并且由于樞紐機場的數(shù)目相比較少而容易實現(xiàn)。如以上所提及的那樣并入一個以上燃料電池幫助滿足第二獨立能源的需求。那么，這可以優(yōu)選地接任緊急供應的角色，并且如果進行了相應設計，還可以接任輔助電力單元的角色。作為普遍原理，燃料電池供應直流電壓，在這種情況下需要進行轉(zhuǎn)換以便饋送給指定的恒定頻率的AC網(wǎng)絡。優(yōu)選地，燃料電池被設計為使得所供應的電壓可以單獨通過逆變轉(zhuǎn)換成所選的網(wǎng)絡電壓，并且不需要變壓器。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，提供可控切換設備，所述可控切換設備被設計為將各個供電單元切換到所述N2條恒定頻率總線中的相應一條。作為根據(jù)本發(fā)明的切換設備或切換邏輯的結(jié)果，可以從供電設備中的每個源供應給可用的總線中的各條總線。然而，在這種情況下，兩個發(fā)動機驅(qū)動型發(fā)電機不應當同時饋送給相同的總線或者連接到外部供應，因為這會需要實際電壓和相位的同步以避免損壞部件。然而，可能需要進一步的技術(shù)措施來保證這種同步，同時保證對增加的重量、成本和電力損耗的對應影響。因此，本發(fā)明在此區(qū)域中不連接網(wǎng)絡。然而，通過相應地構(gòu)造燃料電池逆變器，既可以單獨從燃料電池堆供應給總線，也可以從與其它源之一結(jié)合的燃料電池堆供應給總線。在這種情況下，優(yōu)選地，逆變器在第一種情形下作為自換向逆變器運行，而在與另一源結(jié)合的第二種情形下作為外部換向逆變器運行。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，所述N4個要對其功耗進行控制的負載具有第一數(shù)量Ul 個待控制的級聯(lián)馬達和第二數(shù)量U2個待控制的負載，所述級聯(lián)馬達和所述負載可以被控制在其功耗的0%至100%的范圍內(nèi)。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，連接在各個恒定頻率總線與各個級聯(lián)馬達之間的各個控制設備被配置作為頻率轉(zhuǎn)換器。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，連接在各個恒定頻率總線與第二數(shù)量U2個待控制的負載中的相應一個負載之間的各個控制設備被配置作為相位控制器。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，所述N3個負載包括N4個要對其功耗進行控制的負載和 N7個未受控的負載。三個不同的原理被應用于不同負載的連接，其中待應用的各個原理取決于如何控制各個負載。僅僅被接通和關(guān)斷的未受控負載可以直接連接到相應的總線。由于所連接的馬達由恒定頻率網(wǎng)絡直接供電，因此這些馬達作為示例性負載以恒定速度運行。所有其它未受控的負載也可以被供應恒定電壓和恒定頻率。待控制的負載在不同的運行點內(nèi)被控制。這些需要借助于對應的控制設備進行轉(zhuǎn)換，控制設備的結(jié)構(gòu)取決于所需要的控制范圍的大小。如果馬達所需要的最小速度與最大速度之間的因子小于或等于2，則使用以上所描述的級聯(lián)馬達方式。因此，待轉(zhuǎn)換的電力可以顯著減少，并且轉(zhuǎn)換器可以相應地被設計得較小。對于那些待控制在寬速度范圍(例如從0%至100%)內(nèi)的負載，使用相位控制，這使得可以實現(xiàn)從總線的交流電壓到相應控制狀態(tài)下所需的電壓的相對高效的轉(zhuǎn)換。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，所述N2條恒定頻率總線包括第一數(shù)量Ml條主要總線和第二數(shù)量M2條緊急總線。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，所述可控切換設備根據(jù)所建立的負載分配，將各個供電單元切換到所述N2條恒定頻率總線中的相應一條。相應地，通過選擇燃料電池逆變器，優(yōu)選地，既可以單獨從燃料電池堆供應給總線，也可以從與另一源結(jié)合的燃料電池堆供應給總線。在這種情況下，逆變器在第一種情形下作為自換向逆變器運行，而在與另一源結(jié)合的第二種情形下作為外部換向逆變器運行。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，提供N5個燃料電池，各個燃料電池借助于逆變器連接到所述切換設備。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，各個逆變器被設計作為外部換向逆變器。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，提供至少一個變壓器-整流器設備，所述至少一個變壓器-整流器設備將所述N2條恒定頻率總線中的一條連接到低壓直流電壓網(wǎng)絡。優(yōu)選地，所述變壓器-整流器設備的數(shù)目等于N2。根據(jù)進一步優(yōu)選的發(fā)展，提供至少一個機械供應設備，所述機械供應設備用于供應機械能并且優(yōu)選包括飛機發(fā)動機。


以下將參照附圖基于實施例更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中圖1是用于在飛機中配電的配電設備的實施例的示意性框圖；以及圖2是用于在飛機中配電的方法的實施例的示意性流程圖。在圖中，除非另有指示，否則相同的附圖標記指代相同或功能相同的部件。
具體實施例方式配電設備1具有m個轉(zhuǎn)換設備2、N2條恒定頻率總線5、6和N4個控制設備13、 14。轉(zhuǎn)換設備2具有級聯(lián)發(fā)電機3和連接到級聯(lián)發(fā)電機3的頻率轉(zhuǎn)換器4。級聯(lián)發(fā)電機3被設計為用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換(具體是直接轉(zhuǎn)換) 成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的電力II。頻率轉(zhuǎn)換器4被設計為以補償輸入軸的速度與同步速度的偏差的這種方式，供應作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力12。作為根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)換設備2的起動電力的電力13被賦予第一電力Il與第二電力12之和。各條恒定頻率總線5、6被設計為將由至少一個轉(zhuǎn)換設備2供應的恒定頻率的電力 13傳送到N3個負載7-12，所述N3個負載7_12包括至少N4個要對其功耗進行控制的負載 11、12。各個控制設備13、14連接在待控制的各個負載11、12與各條恒定頻率總線5、6之間。在這種情形下，控制設備13、14被設計為控制待控制的負載11、12的功耗。優(yōu)選地，配電設備1具有包括多個供電單元2、16_19的供電設備15。各個供電單元2、16-19例如為轉(zhuǎn)換設備2、燃料電池16、17或用于連接供應恒定頻率的電力的外部電源的連接器18、19。優(yōu)選地，配電設備1還包括可控切換設備20，該可控切換設備20被設計為將各個供應單元2、16-19切換到N2條恒定頻率總線5、6中的相應一條。優(yōu)選地，可控切換設備20 根據(jù)網(wǎng)絡內(nèi)的特定或建立的負載分配進行切換。N4個要對其功耗進行控制的負載11、12具有第一數(shù)量Ul個待控制的級聯(lián)馬達11 和第二數(shù)量U2個待控制的負載12，這些負載可以被控制或?qū)⒈豢刂圃谄涔牡?至100% 的范圍內(nèi)。連接在各個恒定頻率總線5、6與各個級聯(lián)馬達11之間的各個控制單元13被配置作為頻率轉(zhuǎn)換器13。對照來說，連接在各個恒定頻率總線5、6與第二數(shù)量U2個待控制的負載12中的相應一個之間的各個控制設備14被配置作為相位控制器14。N3個負載7-12具有N4個要對其功耗進行控制的負載11、12和N7個未受控的負載7-10。未受控的負載7-10包括例如燃料泵或液壓泵。N2條恒定頻率總線5、6包括第一數(shù)量Ml條主要總線5和第二數(shù)量M2條緊急總線 6。不失一般性地，從圖1可見的各個數(shù)目m-N8、數(shù)量M1、M2以及數(shù)量Ul、U2僅僅為示例性的，并不限制本發(fā)明。配電設備1進一步具有N8個燃料電池16、17，其中燃料電池16、17分別借助于逆變器21、22連接到切換設備20。優(yōu)選地，各個逆變器21、22被設計作為外部換向逆變器。優(yōu)選地，配電設備1可以進一步包括若干個變壓器-整流器設備23-25，其中變壓器-整流器設備23-25分別將N2條恒定頻率總線5、6中的一條連接到至少一個低壓直流電壓網(wǎng)絡26。優(yōu)選地，低壓直流電壓網(wǎng)絡沈包括直流電壓總線27、電池四和對應的負載，例如航空電子設備28。具體來說，用于配電設備1的機械能由若干個飛機發(fā)動機以連接的方式提供。優(yōu)選地，該連接經(jīng)由機械軸形成在發(fā)動機之一與m個轉(zhuǎn)換單元中的至少相應一個轉(zhuǎn)換單元之間。圖2示出用于在飛機內(nèi)配電的實施例的示意性流程圖。下面將參照圖1中的框圖在圖2中的框圖的幫助下說明根據(jù)本發(fā)明的方法。如圖 2所示的根據(jù)本發(fā)明的方法具有以下方法步驟Sl至S5 方法步驟Sl 提供m個轉(zhuǎn)換設備2。各個轉(zhuǎn)換設備2具有級聯(lián)發(fā)電機3，級聯(lián)發(fā)電機3用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力II，并且各個轉(zhuǎn)換設備2還包括各個頻率轉(zhuǎn)換器4，頻率轉(zhuǎn)換器4用于以補償輸入軸的速度與同步速度的偏差的這種方式，供應作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力12。方法步驟S2 提供N2條恒定頻率總線5、6，其中各條恒定頻率總線5、6被設計為向N3個負載 7-12傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備2供應的恒定頻率的電力13 (13 = 11+12)。N3個負載7_12 包括至少N4個要對其功耗進行控制的負載11、12。方法步驟S3
優(yōu)選地，提供可控切換設備20，可控切換設備20被設計為將各個轉(zhuǎn)換設備2切換 到各條恒定頻率總線5、6。優(yōu)選地，進一步提供具有多個用于分別供應恒定頻率的電力13的供電單元2、 16-19的供電設備15，各個供電単元被設計作為m個轉(zhuǎn)換設備2之一和/-NS個燃料電 池16、17之一和/或N6個用于連接外部電源以供應恒定頻率的電力的連接器18、19之一。 優(yōu)選地，可控切換設備或切換邏輯被設計為將各個配電單元2、16-19切換到N2條恒定頻率 總線5、6中的相應一條。作為根據(jù)本發(fā)明的切換設備20或切換邏輯的結(jié)果，可以由供電單 元2、16-19中的鋒個源向可用的總線5、6中的鋒一條供應。方法步驟S4 將各個控制設備13、14布置在待控制的各個負載11、12與各條恒定頻率總線5、6 之間。方法步驟S5 ；借助于所布置的控制設備13、14來控制待控制的負載11、12的功耗。盡管已基于優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，而是可以以許多不 同的方式進行修改。附圖標記列表1配電設備2轉(zhuǎn)換設備3級聯(lián)發(fā)電機4頻率轉(zhuǎn)換器5、6恒定頻率總線7-10 未受控負載11、12 受控負載13、14 控制設備15供電設備16、17 燃料電池18、19 (外部)連接器20切換設備21、22 逆變器23-25 變壓器-整流器設備26低壓直流電壓網(wǎng)絡27直流電壓總線28計算機電子設備，特別是航空電子設備29電池
權(quán)利要求
1.一種用于具體在飛機中配電的配電設備(1)，包括a)Nl個轉(zhuǎn)換設備( ，包括各個級聯(lián)發(fā)電機( ，并且包括各個頻率轉(zhuǎn)換器(4)，所述級聯(lián)發(fā)電機C3)用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力(II)，所述頻率轉(zhuǎn)換器(4)用于供應作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力(12)；b)N2條恒定頻率總線(5、6)，用于分別向N3個負載(7-12)傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備 ⑵供應的恒定頻率的電力(13)，所述N3個負載(7-12)包括至少N4個要對其功耗進行控制的負載(11、12)；以及c)N4個控制設備(13、14)，各個控制設備(13、14)連接在待控制的各個負載(11、12) 與所述恒定頻率總線(5、6)之間，并且被設計為控制待控制的所述負載(11、12)的功耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電設備，其特征在于，提供具有多個用于分別供應恒定頻率的所述電力(13)的供電單元(2、16-19)的供電設備(15)，各個供電單元被設計作為m 個轉(zhuǎn)換設備⑵之一和/或N5個燃料電池(16、17)之一和/或N6個用于連接外部電源以供應恒定頻率的電力的連接器(18、19)之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的配電設備，其特征在于，提供可控切換設備(20)，所述可控切換設備00)被設計為將各個供電單元(2、16-19)切換到所述N2條恒定頻率總線(5、 6)中的相應一條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項所述的配電設備，其特征在于，所述N4個要對其功耗進行控制的負載(11、1幻具有第一數(shù)量Ul個待控制的級聯(lián)馬達(11)和/或第二數(shù)量U2 個待控制的負載(12)，所述級聯(lián)馬達(11)和/或所述負載(1 可以被控制在其功耗的0% 到100%的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電設備，其特征在于，連接在各條恒定頻率總線(5、6)與各個級聯(lián)馬達(11)之間的各個控制設備(1 被配置作為頻率轉(zhuǎn)換器(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電設備，其特征在于，連接在各條恒定頻率總線(5、6)與所述第二數(shù)量U2個待控制的負載(1 中的相應一個負載之間的各個控制設備(14)被配置作為相位控制器(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6中任一項所述的配電設備，其特征在于，所述N3個負載 (7-12)包括N4個要對其功耗進行控制的負載(11、12)和N7個未受控的負載(7_10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2至7中任一項所述的配電設備，其特征在于，所述N2 條恒定頻率總線(5、6)包括第一數(shù)量Ml條主要總線(5)和第二數(shù)量M2條緊急總線(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4至8中任一項所述的配電設備，其特征在于，所述可控切換設備00)根據(jù)所建立的負載分配，將各個供電單元(2、16-19)切換到所述N2條恒定頻率總線(5、6)中的相應一條。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3至9中任一項所述的配電設備，其特征在于，提供N8 個燃料電池(16、17)，各個燃料電池(16、17)借助于優(yōu)選地被配置為自換向逆變器的逆變器(21、22)連接到所述切換設備(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的配電設備，其特征在于，各個逆變器(21、2幻被配置為外部換向逆變器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2至11中任一項所述的配電設備，其特征在于，提供至少一個變壓器-整流器設備03-25)，所述至少一個變壓器-整流器設備(23-2 將所述 N2條恒定頻率總線(5、6)中的一條連接到至少一個低壓直流電壓網(wǎng)絡06)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2至12中任一項所述的配電設備，其特征在于，提供至少一個機械供應設備(XT)用于供應所述機械能，并且所述機械供應設備(XT)優(yōu)選地包括飛機發(fā)動機。
14.一種具有配電網(wǎng)絡的飛機，該配電網(wǎng)絡具有根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2至13中任一項所述的配電設備(1)。
15.一種用于具體在飛機中配電的方法，所述方法包括以下步驟a)提供m個轉(zhuǎn)換設備O)，所述轉(zhuǎn)換設備( 包括各個級聯(lián)發(fā)電機(3)，并且包括各個頻率轉(zhuǎn)換器G)，所述級聯(lián)發(fā)電機C3)用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力(II)，所述頻率轉(zhuǎn)換器(4)用于供應作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第二電力(12)；b)提供N2條恒定頻率總線(5、6)，所述N2條恒定頻率總線(5、6)用于分別向N3個負載(7-1 傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備( 供應的恒定頻率的電力(13)，所述N3個負載 (7-12)包括至少N4個要對其功耗進行控制的負載(11、12)；c)將各個控制設備(13、14)布置為連接在待控制的各個負載(11、1幻與所述恒定頻率總線(5、6)之間；并且d)借助于所布置的控制設備(13、14)來控制待控制的所述負載(11、12)的功耗。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于配電的配電設備和用于配電的方法。用于具體在飛機中配電的配電設備包括N1個轉(zhuǎn)換設備，所述N1個轉(zhuǎn)換設備中的每個具有級聯(lián)發(fā)電機和各個頻率轉(zhuǎn)換器，所述級聯(lián)發(fā)電機用于將提供的機械能的第一部分轉(zhuǎn)換成具有恒定振幅和恒定頻率的交流電壓的第一電力，所述頻率轉(zhuǎn)換器用于供應作為所提供的機械能的第二部分的函數(shù)的、具有恒定振幅和恒定頻率的所述交流電壓的第二電力；N2條恒定頻率總線，用于分別向N3個負載傳輸由至少一個轉(zhuǎn)換設備提供的恒定頻率的電力，所述N3個負載包括N4個要對其功耗進行控制的負載；以及N4個控制設備，其中各個控制設備以連接的方式設置在待控制的各個負載與所述恒定頻率總線之間，并且適于控制待控制的所述負載的功耗。
文檔編號B64D41/00GK102210094SQ200980144898
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者卡斯滕·克彭, 塞巴斯蒂安·蒂爾 申請人:空中客車作業(yè)有限公司