Электрическая система с двойной вторичной электросетью для запуска двигателей летательных аппаратов Российский патент 2019 года по МПК B64D35/08 H02J3/38 H02J3/32 

Настоящее изобретение находится в области техники систем распределения и генерирования электрических токов. Точнее говоря, настоящее изобретение находится в области техники электрических систем летательных аппаратов.

Изобретение относится к электрической системе для летательного аппарата, содержащего две вторичные электросети, предназначенные, соответственно, для запуска силовой установки летательного аппарата и для электропитания бортового электрооборудования летательного аппарата. Эта электрическая система, в частности, предназначена для винтокрылых летательных аппаратов.

Изобретение также относится к способу управления такой электрической системой во время запуска силовой установки летательного аппарата.

Силовая установка для винтокрылого летательного аппарата содержит, как правило, главный редуктор, по меньшей мере один основной тепловой двигатель, выполненный с возможностью приведения в движение этого главного редуктора, и по меньшей мере один электростартер, позволяющий пускать в ход основной тепловой двигатель. Силовая установка может содержать стартер для каждого основного теплового двигателя.

Главный редуктор позволяет, для винтокрылого летательного аппарата, приводить во вращение, через выходной вал, по меньшей мере один несущий винт винтокрылого летательного аппарата, а при необходимости, и рулевой винт. Для этой цели, каждый основной тепловой двигатель, как правило, обладает повышенной мощностью, например, порядка 2500 лошадиных сил (2500 л.с.), т.е., примерно 1850 киловатт (1850 кВт).

Стартер механически связан с основным тепловым двигателем и, как правило, создан в виде электрической машины с реверсивным механизмом, называемой «стартером-генератором». Этот стартер-генератор обладает двумя функциями. Он позволяет, с одной стороны, в режиме запуска приводить в действие основной тепловой двигатель, с которым он связан, а с другой стороны, в режиме генератора, приводимого во вращение основным тепловым двигателем, генерировать электричество для бортовой электросети летательного аппарата. Зато этот стартер-генератор не подает никакой механической мощности на главный редуктор. Вместо и на месте стартера-генератора также можно использовать стартер переменного тока.

Летательный аппарат также содержит электрическую систему, предназначенную для снабжения с одной стороны, каждого стартера или стартер-генератор для запуска каждого основного теплового двигателя силовой установки летательного аппарата, а с другой стороны, - электрического оборудования летательного аппарата. Для определенных летательных аппаратов, такая система содержит также две электросети, т.е., первичную электросеть низкого напряжения, обозначенную аббревиатурой «LV» («Low Voltage»), и вторичную электросеть очень низкого напряжения, обозначенную аббревиатурой «VLV» («Very Low Voltage»).

Считается, что в первичной электросети низкого напряжения электрическое напряжение постоянного тока составляет 120-1500 В, тогда как электрическое напряжение переменного тока составляет 50-1000 В. Аналогично, считается, что во вторичной электросети очень низкого напряжения электрическое напряжение постоянного тока меньше или равно 120 В, тогда как электрическое напряжение переменного тока меньше или равно 50 В.

На первичную электросеть низкого напряжения, как правило, подают электроэнергию с помощью генератора переменного тока, механически приводимого в действие посредством главного редуктора, при запуске по меньшей мере одного теплового двигателя силовой установки. Что касается вторичной электросети очень низкого напряжения, то ее можно снабжать электроэнергией с помощью одного или нескольких средств аккумулирования электрического тока, принадлежащих электрической системе, посредством первичной электросети низкого напряжения, с помощью трансформатора-выпрямителя, обозначенного аббревиатурой «TRU» (от англ. «Transformer Rectifier Unit»), или же с помощью одного или нескольких стартеров-генераторов силовой установки, функционирующих в режиме генератора.

Таким образом, каждое средство аккумулирования электрического тока образует источник электропитания вторичной электросети очень низкого напряжения, и при прекращении работы каждого основного теплового двигателя силовой установки, по меньшей мере также, как как минимум одно средство аккумулирования электрического тока содержит электроэнергию. Первичная электросеть низкого напряжения составляет другой источник электропитания, с момента приведения во вращение главного редуктора, а также стартера-генератора, с момента начала функционирования основного теплового двигателя. Эта вторичная электросеть очень низкого напряжения также позволяет снабжать электроэнергией электрическое оборудование летательного аппарата, и на этом основании обозначена выражением «бортовая электросеть», или проще говоря, в дальнейшем описании, - «бортовая сеть».

Кроме того, в целях упрощения, электросеть в дальнейшем еще проще обозначена термином «сеть».

Бортовая сеть обеспечивает, например, согласно стандарту EN-2282, используемому в авиационной области, постоянный электрический ток с напряжением 28 В, а первичная сеть низкого напряжения обеспечивает трехфазный переменный электрический ток с электрическим напряжением 115 В. Средство аккумулирования может быть подзаряжаемым или не подзаряжаемым и состоять из аккумуляторной батареи, термоэлемента или любого другого устройства, способного обеспечивать электрическую мощность автономно. Другой источник электропитания, используемый для бортовой сети, в частности, когда летательный аппарат находится на земле, представляет собой агрегат наземного электроснабжения, обозначенного аббревиатурой «GPU» («Ground Power Unit»), причем этот агрегат наземного электроснабжения подключают к летательному аппарату и, в частности, к бортовой сети.

В работах согласно уровню техники имеется несколько документов, описывающих электрические системы транспортных средств, в частности, документы EP 1130737 и US 2010/0193630.

Документ EP 1130737 описывает электрическую установку, предназначенную для автомобильного транспорта, содержащую две электросети с различным электрическим напряжением, два устройства аккумулирования электроэнергии, генератор электрического тока, обратимый преобразователь и вычислительное устройство, управляющее преобразователем. Два устройства аккумулирования электроэнергии соединены между собой последовательно и установлены между двумя электросетями и между двумя выводами преобразователя. Третий вывод преобразователя подключают к электрическому соединению, связывающему эти два аккумуляторных устройства. Вычислительное устройство управляет преобразователем, с одной стороны, для оптимизации применения и зарядки двух устройства аккумулирования электроэнергии в режиме электропотребления двух электросетей, а с другой стороны, - снабжения электросети электроэнергией с помощью другой электросети.

Документ US 2010/0193630 описывает электрическую систему, предназначенную для летательного аппарата, содержащего электрораспределительные сети для нагрузок высокой мощности и электрораспределительные сети для стандартных нагрузок. Каждый канал снабжается электроэнергией специальным генератором электрического тока.

Также известен документ FR 2901431, который описывает цепь преобразования переменного тока в постоянный. Эта цепь преобразования содержит, в частности, силовой трансформатор, выпрямитель, образованный из диодов, и высокоемкостной конденсатор, подключенный между выходными выводами выпрямителя.

Кроме того, силовая установка летательного аппарата иногда содержит вспомогательный тепловой двигатель, приводящий в действие главный редуктор, который в таком случае приводит в действие генератор переменного тока. Вспомогательный тепловой двигатель образует вспомогательную силовую установку («APU», «Auxiliary Power Unit»). Такой генератор переменного тока также может быть подключен непосредственно к вспомогательному тепловому двигателю, например для самолетов. Эта вспомогательная силовая установка представляет собой источник электропитания первичной сети низкого напряжения.

Кроме того, запуск основного двигателя требует высокой механической мощности, как правило, превышающей 12 кВт, в течении периода времени, доходящего до нескольких десятков секунд. Эта мощность, как правило, обеспечивается бортовой сетью, которая подает, таким образом, электрический ток очень высокой силы, для достижения требуемого уровня мощности. Например, для того, чтобы бортовая сеть подавала постоянный электрический ток с электрическим напряжением 28 В, эта сила тока должна составлять порядка 1000 ампер (1000 A).

Такая сила тока требует впоследствии определить размеры комплекта электрической системы летательного аппарата, в частности, кабели для передачи этих электрических токов, средств аккумулирования и стартеров, влекущих за собой массу, значительную для этой электрической системы. В целях снижения этой массы, можно снабжать электроэнергией каждый стартер посредством первичной сеть низкого напряжения, для снижения силы электрического тока, необходимого для запуска теплового двигателя.

Однако, согласно такой электрической системе, стартер-генератор должен содержать преобразователи, с одной стороны, для того чтобы он снабжался электроэнергией посредством первичной сети низкого напряжения для запуска теплового двигателя, а с другой стороны, - чтобы он образовывал источник электропитания бортовой сети, причем необходимо, чтобы общая масса этих преобразователей была значительно снижена.

Уровень техники содержит несколько документов, описывающих электрические системы, предназначенные для облегчения запуска теплового двигателя летательного аппарата.

В частности, известен документ US 8089170, который описывает электрическую систему, содержащую несколько подсистем, снабженных, соответственно, стартером-генератором и преобразователем мощности. Подсистемы установлены параллельно и допускают, чтобы вращающий момент, необходимый для запуска теплового двигателя, был распределен по комплекту стартеров-генераторов, которые, таким образом, дают уменьшенный вращающий момент.

Документ US 7615892 описывает электрическую систему, содержащую множество преобразовательных модулей, установленных параллельно и управляемых независимо друг от друга. Эти преобразовательные модули позволяют с одной стороны, запускать тепловой двигатель через стартер-генератор, а с другой стороны, подавать мощность на другие приборы. В случае повреждений одного или нескольких преобразовательных модулей, можно переключать цепь на другие модули и смягчать последствия этих повреждений, не ставя под угрозу функционирование электрической системы.

Более того, документ US 8339810 описывает основной силовой агрегат для транспортного средства, такого как самолет, находящийся на земле. Этот агрегат принимает на входе большой диапазон переменных токов и подает несколько постоянных токов на выходе. Этот основной силовой агрегат содержит выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный, развязывающий высокочастотный преобразователь, и трансформатор, способный обеспечивать на выходе два постоянных электрических тока с различными напряжениями, например, для снабжения электроэнергией, с одной стороны, стартера теплового двигателя, а с другой стороны, - бортовых приборов транспортного средства.

Кроме того, документ US 5325042 описывает электрическое устройство запуска вспомогательной силовой установки, позволяющее минимизировать ухудшение качества сигнала энергоснабжения и электромагнитные помехи (EMI). Система содержит, в частности, трансформатор-выпрямитель для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный ток с различным электрическим напряжением. Трансформатор-выпрямитель содержит трехфазные первичные обмотки, две группы трехфазных вторичных обмоток, связанных, соответственно, в виде звезды и в виде треугольника, два мостовых выпрямителя, подключенных, соответственно, к группе вторичных обмоток и к конденсатору.

Наконец, известен документ US 2013/0106372, который описывает трансформатор с регулируемым электрическим напряжением, позволяющий, исходя из входного электрического напряжения, обеспечивать два выходных электрических напряжения. Этот трансформатор действует и, таким образом, потребляет энергию для регулирования выходных напряжений, причем эти две выходных напряжения являются независимыми и не связаны между собой коэффициентом умножения.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение электрической системы с двойной вторичной сетью для летательного аппарата, позволяющей избавиться от ограничений, упомянутых выше, и в частности, оптимизировать определение размеров этой электрической системы при разделении на две вторичные сети с различными стадиями запуска основных тепловых двигателей силовой установки и электроснабжения бортовой сети летательного аппарата. Объектом настоящего изобретения также является способ управления такой электрической системы с двойной вторичной сетью для запуска основного теплового двигателя.

Согласно изобретению электрическая система с двойной вторичной сетью для летательного аппарата содержит:

- две вторичные электросети, выполненные с возможностью подачи, соответственно, вторичного электрического тока с вторичным электрическим напряжением,

- один или более электрических компонентов, и

- по меньшей мере один источник электропитания, подключенный к по меньшей мере одной вторичной электросети.

Электрическая система с двойной вторичной сетью предназначена для подачи электрического тока на борт летательного аппарата и для энергоснабжения, в частности, электрического оборудования этого летательного аппарата. Источник электропитания подает электрический ток, необходимый для вторичных сетей для энергоснабжения этого оборудования. Источник электропитания может представлять собой подзаряжаемое средство аккумулирования электроэнергии, такое как аккумуляторная батарея, не подзаряжаемое средство аккумулирования электроэнергии, такое как термоэлемент, или же генератор, механически приводимый в действие посредством главного редуктора, вспомогательная силовая установка или агрегат наземного электроснабжения.

Эта электрическая система с двойной вторичной сетью примечательна тем, что общий электрический компонент электрически подключен к двум вторичным сетям, причем каждая вторичная сеть содержит контактор, позволяющий электрически подключать каждую вторичную сеть к общему электрическому компоненту, причем контакторы связаны между собой таким образом, что один контактор не может быть замкнут, пока другой контактор не разомкнут, чтобы общий электрический компонент не мог быть электрически подключен одновременно к двум вторичным сетям.

Контакторы могут быть связаны между собой механически, электрически или же электронно. Связь между контакторами делает невозможным, чтобы два контактора были замкнуты одновременно. Напротив, два контактора могут быть разомкнуты одновременно, в частности, на переходной стадии. Эта логика замыкания и размыкания контакторов также позволяет не распространять электрическое напряжение с одной вторичной сети на другую вторичную сеть. Таким образом, эта логика замыкания и размыкания контакторов позволяет выполнять основную задачу по обеспечения безопасности этих вторичных сетей, для защиты оборудования, подключенного к каждой вторичной сети с напряжением, для которого они не предназначены, и которые могут быть разрушительными для этого оборудования. Эта логика замыкания и размыкания контакторов функционирует согласно логике «или исключительное».

Электрическая система с двойной вторичной сетью согласно изобретению позволяет успешно электрически подключать один или более общих компонентов в зависимости от обстоятельств, или же применения каждого из этих компонентов, для двух вторичных сетей.

Эта функциональность особо полезна для общих компонентов, имеющих две различные стадии функционирования, например, первую стадию функционирования, очень потребляющую электрический ток, и, таким образом, требующую, чтобы электрический ток обладал высокой силой тока, и вторую стадию функционирования, потребляющую электрический ток с более слабой силой тока, или же генерирующую электрический ток.

Это, например, происходит в случае стартера-генератора, механически связанного с тепловым двигателем, который требует высокой электрической мощности для запуска теплового двигателя и функционирует в дальнейшем в режиме генератора электрического тока сразу после запуска теплового двигателя. Фактически, первая вторичная сеть этой электрической системы может быть подключена к стартеру-генератору, функционирующему в режиме генератора, вторая вторичная сеть электрической системы с двойной сетью используется для энергоснабжения стартера-генератора для запуска теплового двигателя. Эта вторая вторичная сеть, таким образом, используется, в частности, для запуска одного или нескольких тепловых двигателей летательного аппарата, тогда как первая вторичная сеть составляет бортовую сеть летательного аппарата, снабжающую электроэнергией электрическое оборудование летательного аппарата и снабжаемую, среди прочих, стартером-генератором, который, таким образом, составляет источник электропитания этой первой вторичной сети.

Кроме того, стадия запуска теплового двигателя представляет собой кратковременную стадию, порядка от нескольких секунд до нескольких десятков секунд. Впоследствии, даже если электрический ток высокой силы тока циркулирует по этой второй вторичной сети для энергоснабжения стартера-генератора, эта циркуляция кратковременная. Следовательно, определение размеров этой второй вторичной сети может быть оптимизировано, в частности, применительно к поперечному сечению электрических кабелей, по которым циркулирует электрический ток высокой силы тока, с ограничением также массы этих электрических кабелей.

Аналогично, бортовая сеть снабжает электроэнергией не стартер-генератор, а лишь электрическое оборудование летательного аппарата, при этом поперечные сечения электрических кабелей этой бортовой сети могут быть уменьшены и оптимизированы, со снижением также массы этих электрических кабелей, а, следовательно, и массы электрической системы летательного аппарата.

Кроме того, электрическое напряжение бортовой сети летательного аппарата соответствует, как правило, стандарту EN-2282 и обеспечивает постоянный электрический ток с электрическим напряжением, равным 28 В.

Фактически, согласно первой электрической системе с двойной сетью, электрические напряжения токов, подаваемых первой вторичной сетью и второй вторичной сетью, могут быть равны и соответствуют этому стандарту EN-2282. Оптимизация этой первой электрической системы с двойной вторичной сетью основывается, таким образом, в основном на периодах применения каждой из двух вторичных сетей, причем размеры и применение второй вторичной сети определяют для постоянного электрического тока с большой силой тока в течение короткого времени, а размеры и применение первой вторичной сети определяют для постоянного электрического тока с более слабой силой тока.

Согласно второй электрической системе с двойной сетью первая вторичная сеть успешно подает вторичный электрический ток с первым вторичным электрическим напряжение, отличным от второго вторичного электрического напряжения второго вторичного электрического тока, подаваемого второй вторичной сетью. Является предпочтительным, чтобы первая вторичная сеть подавала вторичный постоянный электрический ток с первым вторичным электрическим напряжением, равным 28 В согласно стандарту EN-2282, а вторая вторичная сеть подавала вторичный постоянный электрический ток со вторым напряжением, обязательно большим, чем первое вторичное электрическое напряжение, например равным удвоенному первому электрическому напряжению, т.е. 56 В. Эти две вторичные сети находятся в области сетей очень низкого напряжения.

Эти электрические напряжения являются номинальными величинами, которые могут колебаться в ходе функционирования летательного аппарата.

Впоследствии, когда второе вторичное электрическое напряжение повышают, сила вторичного электрического тока, подаваемого второй вторичной сетью, может быть понижена для подачи той же мощности. Фактически, сила вторичного электрического тока, подаваемого второй вторичной сетью, может быть разделена пополам, когда второе вторичное электрическое напряжение, например, равно удвоенному электрическому напряжению, используемому традиционно, и определяется стандартом EN-2282.

Затем, помимо размеров электрических кабелей, в соответствии со снижением силы электрического тока, также может быть оптимизирован стартер-генератор, подающий электроэнергию, что порождает уменьшение массы этого стартера-генератора и массы электрической системы с двойной вторичной сетью.

Кроме того, сеть должна содержать, или же быть подключена к источнику электропитания для подачи электрического тока. Как было упомянуто ранее, стартер-генератор представляет собой источник электропитания первой вторичной сети, т.е., бортовой сети, но лишь когда тепловой двигатель приведен в действие. Фактически, первая вторичная сеть должна содержать по меньшей мере один другой источник электропитания для подачи электрического тока, когда двигатель не приведен в действие, а летательный аппарат находится на земле. Бортовая сеть содержит, как правило, средство аккумулирования электроэнергии в качестве источника электропитания. Более того, когда летательный аппарат находится на земле, бортовая сеть летательного аппарата может быть подключена к агрегату наземного электроснабжения.

Вторая вторичная сеть также должна быть подключена к источнику электропитания для энергоснабжения стартера-генератора и обеспечения, таким образом, запуска теплового двигателя. Однако, эта потребность ограничена только этой стадией запуска. Возможны несколько вариантов воплощения для связи второй вторичной сети с источником электропитания.

Согласно первому варианту воплощения вторая вторичная сеть содержит по меньшей мере один автономный источник электропитания, такой как средство аккумулирования электроэнергии, для энергоснабжения одиночного стартера-генератора, а, следовательно, для обеспечения запуска теплового двигателя. Однако, при этом электроснабжении стартера-генератора, происходящем только во время короткого периода, масса автономного источника электропитания может быть обременительной для летательного аппарата применительно к ее коэффициенту использования. Более того, когда второе вторичное электрическое напряжение обязательно больше, чем первое вторичное электрическое напряжение, а, следовательно, отлично от электрических напряжений, предусмотренных стандартом EN-2282, такой автономный источник электропитания, как правило, не является стандартным и может быть достаточно дорогостоящим.

Согласно второму варианту воплощения вторая вторичная сеть подключена к по меньшей мере одному автономному источнику электропитания только, когда летательный аппарат находится на земле для энергоснабжения только стартера-генератора, а, следовательно, для обеспечения запуска каждого теплового двигателя. Затем, как только тепловой двигатель запускается, второй вариант воплощения не связан ни с каким источником электропитания, успешно позволяющим не оказывать негативного влияния на массу летательного аппарата в полете. Этот автономный источник электропитания представляет собой, например, средство аккумулирования электроэнергии, или же агрегат наземного электроснабжения.

Согласно третьему варианту воплощения источник электропитания второй вторичной сети также может быть образован частично из первой вторичной сети. Таким образом, электрическая система с двойной вторичной сетью содержит по меньшей мере два автономных источника электропитания, причем первый источник электропитания установлен в первой вторичной сети и подает первое вторичное электрическое напряжение в первую вторичную сеть, тогда как второй источник электропитания установлен между первой вторичной сетью и второй вторичной сетью и обеспечивает электрическое напряжение, равное разности между вторым вторичным электрическим напряжением и первым вторичным электрическим напряжением. Аналогично, два источника электропитания функционируют последовательно и совместно подают второе вторичное электрическое напряжение во вторую вторичную сеть. Фактически, вторая вторичная сеть может снабжаться электроэнергией, благодаря первому источнику электропитания и второму источнику электропитания, функционирующим совместно, стартеру-генератору, и, таким образом, обеспечивать запуск каждого теплового двигателя.

Масса, связанная конкретно с электроснабжением второй вторичной сети, успешно снижена, и образована только массой второго источника электропитания, при этом первый источник электропитания используется в сочетании, для энергоснабжения, с одной стороны, первой вторичной сети, а с другой стороны, второй вторичной сети. Этот второй источник электропитания может быть съемным и устанавливается, когда летательный аппарат находится на земле.

Является предпочтительным, чтобы если второе вторичное электрическое напряжение второй вторичной сети равно удвоенному электрическому напряжению, предусмотренному стандартом EN-2282, первый источник электропитания и второй источник электропитания могли бы быть идентичными и образованными, например, стандартными аккумуляторными батареями, подающими постоянный электрический ток с электрическим напряжением, равным 28 В. Следовательно, второй источник электропитания может при необходимости служить в качестве сменного источника электропитания для первого источника электропитания.

Согласно четвертому варианту воплощения источник электропитания второй вторичной сети также может быть образован из другой сети электрической системы с двойной вторичной сетью. На самом деле, эта электрическая система содержит, для определенных летательных аппаратов, первичную сеть, подключенную к по меньшей мере одному источнику электропитания, который подает трехфазный переменный электрический ток с первичным электрическим напряжением. Эта первичная сеть является сетью низкого напряжения и часто имеет в качестве источника электропитания генератор, механически приводимый в действие непосредственно вспомогательной силовой установкой, имеющейся на борту летательного аппарата, или же через главный редуктор.

Электрическая система с двойной вторичной сетью согласно этому четвертому варианту воплощения содержит в таком случае первичную сеть, снабженную источником электропитания и трансформатором-выпрямителем, установленным между первичной сетью и двумя вторичными сетями. Трансформатор-выпрямитель преобразует трехфазный переменный электрический ток с первичным электрическим напряжением, циркулирующим по первичной сети, в два постоянных электрических тока, соответственно, с вторичным электрическим напряжением, соответствующим потребности каждой вторичной сети. Фактически, благодаря этой первичной сети и трансформатору-выпрямителю, вторая вторичная сеть может снабжать стартер-генератор, а, следовательно, обеспечивать запуск каждого теплового двигателя. Первая вторичная сеть также снабжается этой первичной сетью и трансформатором-выпрямителем, а, следовательно, допускает энергоснабжение электрических компонентов. Такой трансформатор-выпрямитель содержит:

- трехфазные первичные обмотки, соединенные в виде звезды, или в виде треугольника и подключенные к первичной сети, и

- два вторичных агрегата, снабженных соответственно по меньшей мере одной группой трехфазных вторичных обмоток, соединенных в виде звезды, или же в виде треугольника, и выпрямительным мостом, установленным между каждой группой трехфазных вторичных обмоток и вторичной сетью, чтобы вторичный постоянный электрический ток с вторичным электрическим напряжением поступал в каждую вторичную сеть.

Трансформатор-выпрямитель содержит также элемент из ферромагнитного материала, обеспечивающий магнитную связь, а следовательно, передачу энергии между трехфазными первичными обмотками и группой трехфазных вторичных обмоток. Этот элемент из ферромагнитного материала представляет собой, например, стержень из ферромагнитного материала.

Более того, каждый вторичный агрегат образован группами трехфазных вторичных обмоток, смещенных между собой по фазе на π/(3xn), где n - целое число, равное количеству групп трехфазных вторичных обмоток, которые содержат вторичный агрегат.

Для обеспечения вторичного постоянного электрического тока, подаваемого достаточно стабильно в каждую вторичную сеть, и имеющего качество, удовлетворяющее требованиям стандарта EN-2282, число n групп трехфазных вторичных обмоток должно быть больше или равно 2.

Является предпочтительным, чтобы это число n групп трехфазных вторичных обмоток было равно 2. Таким образом, каждый вторичный агрегат содержит две группы трехфазных вторичных обмоток, смещенных между собой по фазе на π/6, связанных, соответственно, в виде звезды и в виде треугольника и подключенных к шестифазному выпрямительному мосту.

Кроме того, трансформатор-выпрямитель может содержать катушки индуктивности, называемые межфазными, установленными между выпрямительным мостом и вторичной сетью, для снижения внутримостовых циркуляционных токов.

Является предпочтительным, чтобы два вторичных агрегата трансформатора-выпрямителя были электрически подключены последовательно, причем первое вторичное электрическое напряжение первой вторичной сети представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата, тогда как второе вторичное электрическое напряжение второй вторичной сети представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата и второго вторичного агрегата. Эта последовательная компоновка успешно позволяет возложить нагрузку на первый вторичный агрегат, который используется для двух вторичных сетей, при этом второе вторичное электрическое напряжение, как было упомянуто ранее, обязательно больше, чем первое вторичное электрическое напряжение.

Однако, вторичные агрегаты могут быть соединены не последовательно, при этом вторичные электрические напряжения первых и вторых вторичных сетей, таким образом, становятся независимыми. На самом деле, первое вторичное электрическое напряжение, таким образом, представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата, тогда как второе вторичное электрическое напряжение представляет собой электрическое напряжение на выводах второго вторичного агрегата.

Кроме того, что касается варианта воплощения изобретения, к электрической системе согласно изобретению может быть добавлена одна или более вторичных сетей, например, когда требуется дополнительное конкретное электрическое напряжение.

Объектом настоящего изобретения также является способ управления электрической системой с двойной вторичной сетью для запуска теплового двигателя летательного аппарата, причем электрическая система с двойной вторичной сетью содержит:

- две вторичные сети, выполненные с возможностью подачи, соответственно, вторичного электрического тока с вторичным электрическим напряжением,

- один или более электрических компонентов, по меньшей мере один общий электрический компонент которых электрически подключен к по меньшей мере двум вторичным сетям,

- по меньшей мере один источник электропитания, подключенный к по меньшей мере одной вторичной сети, и

- по меньшей мере два контактора, установленные соответственно во вторичной сети, причем каждый контактор позволяет электрически подключать вторичную сеть, в которой он установлен, к общему электрическому компоненту, причем контакторы связаны между собой попарно таким образом, что один контактор не мог быть замкнут, пока другой контактор не разомкнут.

Способ управления электрической системой с двойной вторичной сетью для запуска теплового двигателя летательного аппарата содержит следующие этапы:

- первый этап электроснабжения второй вторичной сети,

- второй этап управления размыканием первого контактора, установленного в первой вторичной сети,

- третий этап замыкания второго контактора, установленного во второй вторичной сети,

- четвертый этап электроснабжения общего компонента посредством второй вторичной сети,

- пятый этап размыкания второго контактора,

- шестой этап замыкания первого контактора, и

- седьмой этап электрического соединения общего компонента с первой вторичной сетью.

Более того, второй этап управления размыканием первого контактора запрещает исполнение третьего этапа замыкания второго контактора, пока первый контактор не разомкнут, во избежание, таким образом, того, чтобы два контактора оказались замкнутыми одновременно.

Кроме того, общий компонент может представлять собой стартер-генератор, связанный с тепловым двигателем. Четвертый этап электроснабжения стартера-генератора, таким образом, представляет собой этап запуска теплового двигателя, а седьмой этап электрического соединения представляет собой этап генерирования электрического тока, снабжающего электроэнергией первую вторичную сеть.

Изобретение и его преимущества выявятся более подробно из описания, которое сопровождается примерами воплощения, приведенными лишь в иллюстративных целях, со ссылкой на прилагаемые Фигуры:

- Фигуры 1-3 представляют собой несколько примеры электрической системы с двойной вторичной сетью для летательного аппарата,

- Фигуры 4 и 5 представляют собой два подробных изображения двух трансформаторов-выпрямителей, и

- Фигуры 6 и 7 представляют собой две изображения связей между контакторами электрической системы с двойной вторичной сетью.

Элементы, представленные на нескольких различных Фигурах, обозначены одними и теми же номерами ссылочных обозначений.

Фигура 1 представляет первый пример электрической системы с двойной вторичной сетью 2, содержащей две вторичные электросети 2,3, подключенные к силовой установке 4.

Фигура 2 представляет второй пример электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, содержащей первичную электросеть 1 и две вторичные электросети 2,3, причем эти три сети подключены к силовой установке 4.

Фигура 3 представляет третий пример электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, содержащей две первичные электросети 1,1' и четыре вторичные электросети 2,3 и 2',3', и эти шесть сетей подключены к силовой установке 4.

Эти три примера электрической системы 8 с двойной вторичной сетью предназначены для снабжения летательного аппарата, например винтокрылого летательного аппарата.

Каждая силовая установка 4 содержит по меньшей мере один тепловой двигатель 65,66, такой газотурбинный двигатель, приводящий в действие главный редуктор 60. Каждый тепловой двигатель 65,66 механически связан со стартером-генератором 61,62, позволяющим, с одной стороны, запускать тепловой двигатель 65,66, когда стартер-генератор 61,62 снабжается электричеством, и приводить во вращение тепловой двигатель 65,66, а с другой стороны, генерировать электроэнергию, когда тепловой двигатель 65,66 запущен и приводит во вращение стартер-генератор 61,62.

В общем виде для этих примеров, вторичные сети 2,3,2',3' представляют собой сети очень низкого напряжения, причем первая вторичная сеть 2,2' подает первый вторичный электрический ток с первым вторичным электрическим напряжением US1, равным 28 В, соответствующим стандарту EN/2282, а вторая вторичная сеть 3,3' подает второй вторичный электрический ток со вторым вторичным электрическим напряжением US2, равным 56 В, соответствующим удвоенному первому вторичному электрическому напряжению US1.

Первая вторичная сеть 2,2' содержит первую аккумуляторную батарею 27 на 28 В, образующую источник электропитания. Первая вторичная сеть 2,2' содержит также входной вывод 25, предназначенный для подключения, когда летательный аппарат находится на земле, к агрегату 27' наземного электроснабжения, способному подавать электрический ток с электрическим напряжением 28 В, способному образовывать дополнительный источник электропитания. Первая вторичная сеть 2,2' составляет бортовую сеть летательного аппарата и подключена к электрическим компонентам 63,64 летательного аппарата.

Вторая вторичная сеть 3,3' также содержит входной вывод 35, предназначенный для подключения, когда летательный аппарат находится на земле, к агрегату 37' наземного электроснабжения, способному подавать электрический ток с электрическим напряжением 56 В и способному образовывать источник электропитания.

Первая вторичная сеть 2,2' содержит по меньшей мере один первый контактор 28,29, а вторая вторичная сеть 3,3' содержит по меньшей мере один второй контактор 38,39. Первый контактор 28,29 связан со вторым контактором 38,39 таким образом, что два контактора 28,29,38,39, которые связаны между собой, не могут быть замкнуты одновременно. Фактически, по меньшей мере один из двух контакторов 28,38 всегда разомкнут, чтобы между двумя вторичными сетями 2,3 не могла возникнуть цепь короткого замыкания.

Согласно первому примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, представленной на Фигуре 1, электрическая система 8 с двойной вторичной сетью содержит вторую аккумуляторную батарею 37 на 28 В, образующую источник электропитания и установленную между первой вторичной сетью 2 и второй вторичной сетью 3. Эта вторая аккумуляторная батарея 37, таким образом, функционирует последовательно с первой аккумуляторной батареей 27 первой вторичной сети 2, для подачи на эту первую аккумуляторную батарею 27 второго вторичного электрического напряжения US2, равного 56 В, для второй вторичной сети 3. Электрическая система 8 с двойной вторичной сетью содержит первый контактор 28 и второй контактор 38, связанные между собой.

Силовая установка 4 согласно этому первому примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью содержит один тепловой двигатель 65, подключенный к стартеру-генератору 61. Этот стартер-генератор 61 подключен к первой вторичной сети 2 через первый контактор 28, а ко второй вторичной сети 3 - через второй контактор 38.

Как представлено на Фигуре 1, первый контактор 28 замкнут, а первая вторичная электросеть 2 электрически подключена к стартеру-генератору 61, тогда как второй контактор 38 разомкнут, а вторая вторичная электросеть 3 не подключена электрически к стартеру-генератору 61. Это первое расположение контакторов 28,38 соответствует стадии функционирования стартера-генератора 61 в режиме генератора, который, таким образом, подает электрический ток к первой вторичной сети 2, позволяя, с одной стороны, снабжать электроэнергией электрические компоненты 63,64 первой вторичной электросети 2, а с другой стороны, подзаряжать первую аккумуляторную батарею 27 и вторую аккумуляторную батарею 37.

Наоборот, когда второй контактор 38 замкнут, вторая вторичная электросеть 3 электрически подключена к стартеру-генератору 61. Два контактора 28,38 связаны между собой, при этом, первый контактор 28 разомкнут, а первая вторичная электросеть 2 не подключена электрически к стартеру-генератору 61. Это второе расположение контакторов 28,38 соответствует стадии функционирования привода стартера-генератора 61, который снабжается вторичным электрическим током второй вторичной сети 3. Первая вторичная сеть, таким образом, функционирует на электроэнергии, обеспечиваемой первой аккумуляторной батареей 27, для электроснабжения электрических компонентов 63,64.

Более того, связь между двумя контакторами 28,38 позволяет успешно избежать того, чтобы два контактора 28,38 были замкнуты одновременно, во избежание, таким образом, с одной стороны, любого риска возникновения цепи короткого замыкания между двумя вторичными сетями 2,3, а с другой стороны, снабжения электроэнергией электрических компонентов 63,64 с неадаптированным электрическим напряжением, в случае наличия второго вторичного электрического напряжения US2. Эта связь, напротив, позволяет, чтобы эти контакторы 28,38 были разомкнуты одновременно при изменении состояния этих контакторов 28,38.

Благодаря применению этих двух контакторов 28,38, связанных между собой, вторая вторичная сеть 3 предназначена для единственной функции электроснабжения стартера-генератора 61 вторым вторичным электрическим напряжением US2. Что касается первой вторичной сети 2, то ее, таким образом, используют в качестве бортовой сети для электроснабжения электрических компонентов 63,64 летательного аппарата первым вторичным электрическим напряжением US1. Второе вторичное электрическое напряжение US2, обязательно большее, чем первое вторичное электрическое напряжение US1, которое представляет собой электрическое напряжение, используемое традиционно для энергоснабжения стартера-генератора, позволяет уменьшить силу электрического тока, подаваемого на стартер-генератор 61. Следовательно, определение размеров электрических кабелей и стартера-генератора 61 может быть адаптировано для этих условий, для снижения масс этих электрических кабелей и стартера-генератора 61.

Согласно второму примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, представленной на Фигуре 2, электрическая система 8 с двойной вторичной сетью содержит, помимо двух вторичных сетей 2,3, одну первичную сеть 1. Две вторичные сети 2,3 практически идентичны первому примеру, и разница состоит лишь в наличии двух контакторов 28,29,38,39 для каждой вторичной сети 2,3, т.е., четырех контакторов 28,29,38,39 для комплекта электрической системы 8 с двойной вторичной сетью.

Силовая установка 4 согласно этому второму примеру содержит два тепловых двигателя 65,66, подключенных соответственно к стартеру-генератору 61,62. Силовая установка 4 содержит также вспомогательную силовую установку 68 и генератор 17 переменного тока, причем вспомогательная силовая установка 68 может приводить во вращение главный редуктор 60, когда никакой тепловой двигатель 65,66 не функционирует, а генератор 17 переменного тока приводится во вращение посредством главного редуктора 60. Фактически, генератор 17 переменного тока электрически подключен к первичной сети 1 и может подавать в эту первичную сеть 1 трехфазный переменный электрический ток с первичным UP электрическим напряжением, равным 115 В, когда главный редуктор 60 приводится в действие одним, либо двумя тепловыми двигателями 65,66, либо вспомогательной силовой установкой 68.

Каждый стартер-генератор 61,62 подключен к первой вторичной сети 2 соответственно первым контактором 28,29, а ко второй вторичной сети 3, соответственно, вторым контактором 38,39. Два контактора 28,29,38,39 двух вторичных сетей 2,3, подключенных к стартеру-генератору 61,62, связаны между собой, как было упомянуто ранее для первого примера.

Функционирование двух вторичных сетей 2,3 идентично первому примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью. Два комплекта контакторов 28,29,38,39, подключенных, соответственно, к стартеру-генератору 61,62, позволяет снабжать электроэнергией попеременно каждый стартер-генератор 61,62 и, таким образом, запускать попеременно два тепловых двигателя 65,66.

Кроме того, как представлено на Фигуре 2, второй контактор 38, подключенный к первому стартеру-генератору 61, замкнут для запуска второго теплового двигателя 66, причем первый контактор 28, будучи разомкнутым, не позволяет осуществлять энергоснабжение электрических компонентов 63,64. Затем, начиная с запуска первого теплового двигателя 65, первый стартер-генератор 61 соответственно может снабжать электроэнергией первую вторичную сеть 2, при этом второй контактор 38 разомкнут, затем первый контактор 28 соответственно замыкают, позволяя, таким образом, осуществлять энергоснабжение электрических компонентов 63,64. Другие контакторы 29,39 разомкнуты, как представлено на Фигуре 2, причем второй стартер-генератор 62 не подключен ни к первой вторичной сети 2, ни ко второй вторичной сети 3.

Применение второй аккумуляторной батареи 37 для энергоснабжения второй вторичной сети 3 совместно с первой аккумуляторной батареей 27 первой вторичной сети 1 может быть необязательным. На самом деле, первичная сеть 1 может быть использована как источник электропитания первой вторичной сети 2 и второй вторичной сети 3. Для этой цели, электрическая система 8 с двойной вторичной сетью содержит трансформатор-выпрямитель 5, установленный между первичной сетью 1 и двумя вторичными сетями 2,3.

Трансформатор-выпрямитель 5 подробно представлен на Фигурах 4 и 5 и позволяет, исходя из входного переменного тока, подавать одновременно два постоянных электрических тока с различными вторичными электрическими напряжениями US1, US2. Этот трансформатор-выпрямитель 5 содержит:

- трехфазные первичные обмотки 10, связанные в виде звезды и подключенные к первичной электросети 1,

- два вторичных агрегата 40,50, снабженных, соответственно, двумя группами трехфазных вторичных обмоток 41,42,51,52, связанных соответственно в виде звезды и в виде треугольника, и шестифазным выпрямительным мостом 48,58, подключенным к двум группам трехфазных вторичных обмоток 41,42,51,52 и установленным между двумя группами трехфазных вторичных обмоток 41,42,51,52 и вторичной электросети 2,3, чтобы вторичный постоянный электрический ток с вторичным электрическим напряжением US1,US2 поступал в каждую вторичную электросеть 2,3, и

- стержень 15 из ферромагнитного материала, обеспечивающий электромагнитное связывание между трехфазными первичными обмотками 10 и группами трехфазных вторичных обмоток 41,42,51,52.

Согласно Фигуре 4 два вторичных агрегата 40,50 электрически подключены последовательно. Следовательно, первое вторичное электрическое напряжение US1 первой вторичной сети 2 представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата 40, тогда как второе вторичное электрическое напряжение US2 второй вторичной сети 3 представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата 40 и второго вторичного агрегата 50. Фактически, второе вторичное электрическое напряжение US2 является суммой электрических напряжений на выводах двух вторичных агрегатов и обязательно больше, чем первое вторичное электрическое напряжение US1.

Согласно Фигуре 5 два вторичных агрегата 40,50 не соединены последовательно. Таким образом, вторичные электрические напряжения US1,US2 первой и второй вторичных сетей 2,3 являются независимыми и равны соответственно электрическому напряжению на выводах каждого вторичного агрегата 40,50.

Среди прочего, представленный на Фигуре 4 трансформатор-выпрямитель 5 содержит катушки индуктивности, называемые межфазными соединениями 45,55, установленными соответственно между каждым шестифазным выпрямительным мостом 48,58 и каждой вторичной сетью 2,3.

Согласно третьему примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, представленной на Фигуре 3, электрическая система 8 с двойной вторичной сетью представляет собой соединение двух электрических систем, практически идентичных второму примеру и установленных симметрично. Эта электрическая система 8 с двойной вторичной сетью согласно этому третьему примеру содержит две первичные сети 1 и 1' и четыре вторичные сети 2,2' и 3,3'.

Силовая установка 4 согласно этому третьему примеру содержит два тепловых двигателя 65,66, подключенных соответственно к стартеру-генератору 61,62. Силовая установка 4 содержит также вспомогательную силовую установку 68 и два генератора 17,17' переменного тока. Каждый генератор 17,17' переменного тока приводится во вращение посредством главного редуктора 60 и электрически подключен соответственно к первичной сети 1 и 1'. Каждый генератор 17,17' переменного тока, таким образом, способен подавать трехфазный переменный электрический ток с первичным UP электрическим напряжением, равным 115 В, в первичную сеть 1 и 1', когда главный редуктор 60 приводится во вращение.

Каждая первичная сеть 1 и 1' подключена к двум вторичным сетям 2,2' и 3,3' посредством трансформатора-выпрямителя 5 и 5', как и для второго примера. Вторичные сети 2,2' и 3,3' практически идентичны второму примеру, и единственное различие состоит в наличии одного контактора 28,29,38,39 для каждой вторичной сети 2,2' и 3,3', т.е., четырех контакторов 28,29,38,39 для электрической системы 8 с двойной вторичной сетью.

Стартеры-генераторы 61,62 подключены к первой вторичной сети 2,2' соответственно через первый контактор 28,29 и ко второй вторичной сети 3,3' соответственно через второй контактор 38,39. Два контактора 28,29,38,39 двух вторичных сетей 2,2' и 3,3', подключенных к одному и тому же стартеру-генератору 61,62, связаны между собой, как было упомянуто ранее.

Фактически, каждый комплект, образованный первичной сетью 1 и 1', двумя вторичными сетями 2,2' и 3,3' и силовой установкой 4, функционирует аналогично второму примеру электрической системы 8 с двойной вторичной сетью.

Применение этих двух комплектов позволяет успешно управлять независимо друг от друга запуском каждого теплового двигателя 65,66 от второй вторичной сети 3,3' и подачи электрического тока в каждую первую вторичную сеть 2,2'. Также, каждый комплект может смягчать последствия повреждений другого комплекта и обеспечивать электроснабжение первой вторичной сети 2,2', для снабжения электроэнергией электрических компонентов 63,64 летательного аппарата.

Кроме того, соответственно между двумя первичными сетями 1 и 1', между двумя первыми вторичными сетями 2,2' и между двумя вторыми вторичными сетями 3,3' установлены необязательные соединения 71,72,73. Эти необязательные соединения 71,72,73 могут быть активированы в зависимости от повреждения, воздействующего на электрическую систему 8 с двойной вторичной сетью.

Фигуры 6 и 7 подробно представляют контакторы 28,29,38,39 электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, а также электрические соединения, соединяющие между собой эти контакторы 28,29,38,39, что позволяет осуществлять их отдельную эксплуатацию.

Контакторы 28,38 и их электрические соединения, представленные на Фигуре 6, предназначены для первого примера электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, представленной на Фигуре 1. На этой Фигуре 6, электрическая система 8 с двойной вторичной сетью представлена в упрощенном виде, и при этом лишь первая вторичная сеть 2, вторая вторичная сеть 3 и стартер-генератор 61 показаны с контакторами 28,38.

Контакторы 28,29,38,39 и их электрические соединения, представленные на Фигуре 7, предназначены для второго примера и для третьего примера электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, представленной соответственно на Фигурах 2 и 3. На этой Фигуре 7 электрическая система 8 с двойной вторичной сетью представлена в упрощенном виде, при этом лишь первая вторичная сеть 2, вторая вторичная сеть 3 и два стартера-генератора 61,62 показаны с контакторами 28,29,38,39. Для уточнения третьего примера электрической системы 8 с двойной вторичной сетью, каждая вторичная сеть 2,3 должна быть разделена, с образованием четырех различных вторичных сетей 2,2' и 3,3'.

В общем виде, на Фигурах 6 и 7 контактор 28,29, 38,39 содержит силовой выключатель 281,291,381,391, четыре вспомогательных контакта 283,293,383,393, 284,294,384,394, 285,295,385,395, 286,296,386,396, обмотку 282,292,382,392 и выводы, подключенные соответственно к вспомогательным контактам 283,293,383,393, 284,294,384,394, 285,295,385,395, 286,296, 386,396 и к обмотке 282,292,382,392.

Силовой выключатель 281,291,381,391 позволяет размыкать и замыкать электрическое соединение, к которому подключен контактор 28,29,38,39, т.е., в случае наличия электрического соединения, связывающего соответственно вторичную сеть 2,2',3,3' со стартером-генератором 61,62.

Вспомогательные контакты контактора 28,29,38,39 позволяют обеспечивать информацию о состоянии силового выключателя 281,291,381,391, т.е., если этот силовой выключатель 281,291,381,391 разомкнут или же замкнут, посредством вспомогательных выводов, к которым они подключены. Для этой цели, два первых вспомогательных контакта 283,293,383,393, 285,295,385,395 размыкают, когда силовой выключатель 281,291,381,391 разомкнут, тогда как два вторых вспомогательных контакта 284,294,384,394, 286,296,386,396 замкнуты.

Обмотка 282,292,382,392 позволяет, когда на нее подается электроэнергия, модифицировать одновременно состояние силового выключателя 281,291,381,391 и состояние каждого вспомогательного контакта. Фактически, когда на обмотку 282,292,382,392 подается электроэнергия, силовой выключатель 281,291,381,391 переходит из разомкнутого состояния в замкнутое состояние, аналогично первым вспомогательным контактам 283,293,383,393, 285,295,385,395, тогда как вторые вспомогательные контакты 284,294,384,394, 286,296,386,396 переходят из замкнутого состояния в разомкнутое состояние.

На контакторы 28,38, применяемые в первом примере электрической системы 8 с двойной вторичной сетью и представленные на Фигуре 6, электроэнергия подается соответственно через цепь управления 288,388, для управления замыканием их силового выключателя 281,381. Каждая цепь управления 288,388 контактора 28,38 подключена, с одной стороны, к выводам, снабжающим электроэнергией обмотку 282,382 этого контактора 28,38, а с другой стороны, к выводам второго 284,384 вспомогательного контакта другого контактора 28,38. Таким образом, силовой выключатель 281,381 контактора 28,38 может быть замкнут, только когда силовой выключатель 281,381 другого контактора 28,38 разомкнут, предотвращая, таким образом, вероятность того, что два контактора 28,38 будут замкнуты одновременно.

На контакторы 28,29,38,39, применяемые для второго и третьего примеров электрической системы 8 с двойной вторичной сетью и представленные на Фигуре 7, электроэнергия подается соответственно через цепь управления 288,298,388,398, для управления замыканием их силового выключателя 281,291,381,391. Каждая цепь управления 288,298,388,398 контактора 28,29,38,39 подключена, с одной стороны, к выводам, по которым электроэнергия подается на обмотку 282,292,382,392 этого контактора 28,29, 38,39, а с другой стороны, к выводам второго вспомогательного контакта 284,294,384,394 одного или двух других контакторов 28,29,38,39.

На самом деле, цепь управления 288,298, снабжающая электроэнергией контактор 28,29, предназначенный для подключения соответственно первой вторичной сети 2,2' к стартеру-генератору 61,62 в режиме генератора, подключена, с одной стороны, к выводам, по которым электроэнергия подается на обмотку 282,292 этого контактора 28,29, а с другой стороны, к выводам второго вспомогательного контакта 384,394 контактора 38,39, предназначенного для подключения соответственно второй вторичной сети 3,3' к тому же стартеру-генератору 61,62, для обеспечения электроэнергии для запуска теплового двигателя 65,66. Таким образом, силовой выключатель 281,291 такого контактора 28,29 может быть замкнут, только когда силовой выключатель 381,391 другого контактора 38,39, подключенного к тому же стартеру-генератору 61,62, разомкнут, предотвращая, таким образом, вероятность того, что контактор 28,29, подключенный к стартеру-генератору 61,62, будет замкнут, когда другой контактор 38,39, подключенный к тому же стартеру-генератору 61,62, уже замкнут.

Кроме того, цепь управления 388,398, снабжающая электроэнергией контактор 38,39, предназначенный для подключения соответственно второй вторичной сети 3,3' к стартеру-генератору 61,62, для подачи электроэнергии для запуска теплового двигателя 65,66, подключена, с одной стороны, к выводам, обеспечивающим подачу электроэнергии на обмотку 382,392 этого контактора 38,39, а с другой стороны, к выводам второго вспомогательного контакта 284,294 контактора 28,29, предназначенного для подключения соответственно первой вторичной сети 2,2' к тому же стартеру-генератору 61,62 в режиме генератора, а также к выводам другого второго вспомогательного контакта 384,394 контактора 38,39, предназначенного для подключения соответственно второй вторичной сети 3,3' к другому стартеру-генератору 61,62, для обеспечения электроэнергии для запуска другого теплового двигателя 65,66.

Таким образом, силовой выключатель 381,391 такого контактора 38,39 может быть замкнут, только когда силовой выключатель 281,291 другого контактора 28,29, подключенного к тому же стартеру-генератору 61,62, разомкнут, и когда силовой выключатель 381,391 другого контактора 38,39, подключенного к другому стартеру-генератору 61,62, разомкнут что, таким образом, препятствует, с одной стороны, тому, чтобы два контактора 28,29,38,39, подключенные к одному и тому же стартеру-генератору 61,62, были замкнуты одновременно, а с другой стороны, тому, чтобы два контактора 38,39, подключенные к двум различным стартерам-генераторам 61,62, были замкнуты одновременно, во избежание, таким образом, подачи электроэнергии одновременно на два эти стартера-генератора 61,62, а следовательно, во избежание одновременного запуска двух тепловых 65,66 двигателей.

Настоящее изобретение, что касается его воплощения, естественно предусматривает многочисленные модификации. Хотя здесь было описано несколько вариантов воплощения, следует понимать, что немыслимо исчерпывающим образом идентифицировать все возможные варианты воплощения. Безусловно, можно предусмотреть замену описываемого средства эквивалентным средством, без отступления от объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к электрической системе летательного аппарата. Система содержит первичную трехфазную электросеть, снабжающую электроэнергией трансформатор-выпрямитель, позволяющий снабжать электроэнергией две вторичные электросети постоянного тока, содержащие контактор, электрически подключенный к стартеру-генератору. Контакторы связаны между собой попарно для исключения их одновременного замыкания. Вторая вторичная сеть позволяет снабжать электроэнергией стартер-генератор для запуска теплового двигателя, а первая вторичная сеть может снабжаться электроэнергией посредством стартера-генератора для снабжения электроэнергией электрических компонентов. Вторичное электрическое напряжение второй вторичной электросети обязательно больше, чем электрическое напряжение первой вторичной электросети, что позволяет оптимизировать массу электрической системы. Энергоснабжение двух вторичных электросетей также может быть реализовано с помощью автономных источников электропитания взамен первичной сети, что позволяет осуществлять энергоснабжение стартера-генератора и электрических компонентов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электрическая система (8) с двойной вторичной сетью для летательного аппарата, содержащая:

- две вторичные электросети (2, 3), выполненные с возможностью подачи соответственно вторичного электрического тока с вторичным электрическим напряжением (US1, US2),

- один или более электрических компонентов (61-64), и

- по меньшей мере один источник (27, 37) электропитания, подключенный к по меньшей мере одной вторичной электросети (2, 3), отличающаяся тем, что общий электрический компонент (61, 62) электрически подключен к упомянутым двум вторичным электросетям (2, 3), причем каждая вторичная электросеть (2, 3) содержит контактор (28, 38), позволяющий электрически подключать каждую вторичную электросеть (2, 3) к упомянутому общему электрическому компоненту (61, 62), причем упомянутые контакторы (28, 38) соединены между собой таким образом, что один контактор (28, 38) не может быть замкнут, пока другой контактор (28, 38) не разомкнут, чтобы упомянутый общий электрический компонент (61, 62) не мог быть электрически подключен одновременно к двум упомянутым вторичным сетям (2, 3).

2. Электрическая система (8) по п. 1, отличающаяся тем, что первая вторичная электросеть (2) подает вторичный электрический ток с первым вторичным электрическим напряжением (US1), обязательно меньшим, чем второе вторичное электрическое напряжение (US2) второго вторичного электрического тока, подаваемого второй вторичной электросетью (3).

3. Электрическая система (8) по п. 2, отличающаяся тем, что упомянутая электрическая система (8) содержит по меньшей мере два источника (27, 37) электропитания, причем первый источник (27) электропитания установлен в упомянутой первой вторичной электросети (3) и выдает упомянутое первое вторичное электрическое напряжение (US1) на упомянутую первую вторичную электросеть (2), а второй источник (37) электропитания установлен между упомянутой первой вторичной электросетью (2) и упомянутой второй вторичной электросетью (3) и выдает электрическое напряжение, равное разности между упомянутым вторым вторичным электрическим напряжением (US2) и упомянутым первым вторичным электрическим напряжением (US1), так что упомянутые два источника (27, 37) электропитания функционируют последовательно и совместно выдают упомянутое второе вторичное электрическое напряжение (US2) на упомянутую вторую вторичную электросеть (3).

4. Электрическая система (8) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что общий электрический компонент (61) представляет собой стартер-генератор (61), подключенный к упомянутым двум вторичным электросетям (2, 3), и упомянутый стартер-генератор (61) снабжается электропитанием от вторичной электросети (3) для запуска теплового двигателя (65), причем упомянутый стартер-генератор (61) представляет собой источник электропитания другой вторичной электросети (2) в режиме работы генератора.

5. Электрическая система (8) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упомянутая электрическая система (8) содержит первичную электросеть (1) и трансформатор-выпрямитель (5), подключенный между упомянутой первичной электросетью (1) и упомянутыми вторичными электросетями (2, 3).

6. Электрическая система (8) по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутый трансформатор-выпрямитель (5) содержит:

- трехфазные первичные обмотки (10), подключенные к упомянутой первичной электросети (1),

- два вторичных агрегата (40, 50), снабженных соответственно по меньшей мере одной группой трехфазных вторичных обмоток (41, 42, 51, 52) и выпрямительным мостом (48, 58), установленным между упомянутой по меньшей мере одной группой трехфазных вторичных обмоток (41, 42, 51, 52) и вторичной электросетью (2, 3).

7. Электрическая система (8) по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутые вторичные агрегаты (40, 50) электрически подключены последовательно, так что упомянутое первое вторичное электрическое напряжение (US1) первой вторичной электросети (2) представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата (40), а упомянутое второе вторичное электрическое напряжение (US2) второй вторичной электросети (3) представляет собой электрическое напряжение на выводах упомянутых двух вторичных агрегатов (40, 50).

8. Электрическая система (8) по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутые вторичные агрегаты (40,50) не подключены электрически последовательно, так что упомянутое первое вторичное электрическое напряжение (US1) первой вторичной электросети (2) представляет собой электрическое напряжение на выводах первого вторичного агрегата (40), а упомянутое второе вторичное электрическое напряжение (US2) второй вторичной электросети (3) представляет собой электрическое напряжение на выводах второго вторичного агрегата (50).

9. Электрическая система (8) по п. 5, отличающаяся тем, что упомянутая первичная электросеть (1) представляет собой электросеть низкого напряжения, а упомянутые вторичные электросети (2, 3) представляют собой электросети очень низкого напряжения.

10. Электрическая система (8) по п. 9, отличающаяся тем, что упомянутая электрическая система (8) содержит первичную электросеть (1), подающую трехфазный переменный электрический ток первичного электрического напряжения с номинальной величиной, равной 115 В, и две вторичные электросети (2, 3), подающие постоянный электрический ток вторичного электрического напряжения с номинальными величинами, равными соответственно 28 В и 56 В.

11. Электрическая система (8) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что источник (17, 27, 27', 37, 37') электропитания представляет собой подзаряжаемое средство аккумулирования электроэнергии, неподзаряжаемое средство аккумулирования электроэнергии, стартер-генератор (61, 62), приводимый в действие тепловым двигателем (65, 66), или же генератор, механически приводимый в действие главным редуктором (60), вспомогательная силовая установка или агрегат наземного электроснабжения.

12. Электрическая система (8) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упомянутая электрическая система (8) содержит по меньшей мере одну дополнительную вторичную сеть.

13. Электрическая система (8) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что упомянутые контакторы (28, 38) соединены между собой электрическими соединениями.

14. Электрическая система (8) по п. 13, отличающаяся тем, что каждый контактор (28, 38) содержит силовой выключатель (281, 381), четыре вспомогательных контакта (283, 383, 284, 384, 285, 385, 286, 386) и обмотку (282, 382), упомянутый силовой выключатель (281, 381) позволяет размыкать и замыкать электрическое соединение между упомянутым общим электрическим компонентом (61, 62) и вторичной электросетью (2, 3), упомянутые вспомогательные контакты (283, 383, 284, 384, 285, 385, 286, 386) обеспечивают информацию о состоянии силового выключателя (281, 381).

15. Способ управления электрической системой с двойной вторичной сетью для запуска теплового двигателя (65, 66) летательного аппарата, причем упомянутая электрическая система (8) с двойной вторичной сетью содержит:

- две вторичные электросети (2, 3), выполненные с возможностью подачи соответственно вторичного электрического тока с вторичным электрическим напряжением (US1, US2),

- один или более электрических компонентов (61-64), из которых по меньшей мере один общий электрический компонент (61, 62) электрически подключен к вторичным электросетям (2,3),

- по меньшей мере один источник (17, 27, 37) электропитания, подключенный к по меньшей мере одной вторичной электросети (2, 3), и

- по меньшей мере два контактора (28, 38), установленных соответственно во вторичной электросети (2, 3), причем каждый контактор (28, 38) позволяет электрически соединять вторичную электросеть (2, 3) с общим электрическим компонентом (61, 62), причем упомянутые контакторы (28, 38) соединены между собой таким образом, что один контактор (28, 38) не может быть замкнут, пока другой контактор (28, 38) не разомкнут, чтобы упомянутый общий электрический компонент (61, 62) не мог быть электрически подключен одновременно к двум упомянутым вторичным сетям (2, 3), отличающийся тем, что упомянутый способ содержит следующие этапы:

- первый этап электроснабжения второй вторичной электросети (3),

- второй этап управления размыканием первого контактора (28), установленного в первой вторичной электросети (2),

- третий этап замыкания второго контактора (38), установленного в упомянутой второй вторичной электросети (3),

- четвертый этап электроснабжения упомянутого общего компонента (61) посредством упомянутой второй вторичной электросети (3),

- пятый этап размыкания упомянутого второго контактора (38),

- шестой этап замыкания упомянутого первого контактора (28), и

- седьмой этап электрического соединения упомянутого общего компонента (61) с упомянутой первой вторичной электросетью (2).

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что упомянутый второй этап управления размыканием первого контактора (28, 38) запрещает исполнение упомянутого третьего этапа замыкания второго контактора, пока упомянутый первый контактор (28) не разомкнут, во избежание того, чтобы два упомянутых контактора (28, 38) были замкнуты одновременно.

17. Способ по любому из пп. 15-16, отличающийся тем, что упомянутый общий компонент (61, 62) представляет собой стартер-генератор, соединенный с тепловым двигателем (65, 66), упомянутый четвертый этап энергоснабжения представляет собой этап запуска упомянутого теплового двигателя (65, 66), а упомянутый седьмой этап электрического соединения представляет собой этап генерирования электрического тока для первой вторичной электросети (2).