专利名称：执行器和用于从电网供电的系统的组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括执行器和用于向执行器供电的系统的组件。籍助于实例，这类组 件适用于飞机所使用，以便于执行飞行控制。
背景技术：
众所周知，在飞机上，使用液压执行器，通过管道线路将其与液压泵连接，该泵连 接着机上的电力电网。这类泵的能耗是相当高的，管道线路十分笨重和体积庞大，安装在飞 机上十分困难。几年来，已经研发了电力执行器的使用，它可以连接着飞机上的电力电网，该电网 可以传输三相交流电(AC)。这就有可能简化飞机的结构，尤其涉及使用的电缆，从而改善能 源预算，还能简化维护的操作。发明目的本发明目的是提供一种可以进一步简化与使用电力电源的执行器相关组件的结 构的方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种包括执行器和从三相AC电力电网为执行器 供电的电源系统的组件，其中，电源系统包括将执行器与电网相连接以及与执行器控制系 统相连接的输入单元，该输入单元含有设置成将三相AC变换成高电压直流(DC)并将其连 接着双向电源线路的变换部件，在双向电源线路上串联连接着至少一个保护开关、一个通 讯接口和至少一个执行器，通讯接口设置和连接着中央单元且连接着控制系统，以便通过 电源线路与至少一个执行器的信号通讯接口交换信号；输入单元还包括充电/放电单元， 用于将电源蓄电池与电源线路相连接；各个执行器包括连接着为其供电和控制的通讯接口 的可逆电机。于是，电源线路既用于传输可提供有关执行器工作状态信息的信号，又用于以高 电压DC方式供电，从而有可能减少执行器使用的电缆数量和减少部件的数量，以及减少诸 如控制信号的信号数量。当执行器用于移动一个元件时，例如，移动飞行控制界面时，它本 身就承受着倾向于使之返回至松弛位置的外力，因此当所述元件需要返回至松弛位置时就 有可能重新获得能量。此时，执行器的可逆电机就能作为发电机使用，并将所产生的电能存 储于蓄电池。采用这种方式所存储的电源可以在耗能峰值时使用，使得三相电力电网的尺 寸不再需要满足这种耗能峰值容量或者至少不是所有这种耗能峰值的需要。在本发明的一个特殊实施例中，逆变器串联连接在输入单元的保护开关和通讯接 口之间，用于向执行器的电机提供AC电源线路的电能。这就有可能使得执行器变得十分简单并能与输入单元中的控制部件组合在一起， 在这种环境下，输入单元所承受的外部应力会小于执行器所承受的外部应力。在另一实施例中，逆变器串联连接在执行器的通讯接口和电机之间。
因此，根据本发明的组件的元件分布在执行器和输入单元之间的更大范围内。在两个实施例中，输入单元较为有利地包括多个保护开关和多个通讯接口，电源 线路分配成多个分支并各自连接着一个执行器，各个分支都各自串联连接着一个保护开关 和一个通讯接口。在另外一个实施例中，保护开关和逆变器串联连接在通讯接口和各个执行器的电 机之间，并且较为有利的是，电源线路连接着执行器并形成总线。因此，将执行器连接输入单元就特别简单并且仅需要少量的设备。较佳的是，设置充电/放电单元，用于响应能量蓄电池中的充电电平来控制连接 着耗能负载的电源线路的部件。耗能负载可以是专用耗能的负载，或者它可以是具有一些其它功能的元件但在操 作时会消耗相当的能量。当本发明的组件安装在飞机的机上，就有可能例如设想到使用除 冰电阻器来作为耗能的负载。本发明的其它特性和优点将通过阅读下列描述，特别是本发明非限制性的实施例 变得更加清晰。
参考下列附图，其中图1图示显示了构成本发明第一实施例的组件；以及图2和图3图示显示了类似于图1适用于两个其它实施例的组件。
具体实施例方式
参考附图，本发明的组件用于将执行器1连接着电力电网2和控制系统3。本发明 以航空应用为背景进行讨论。执行器1试图移动副翼、气动刹车、着陆阻力板和其它控制表 面；电力电网2传输由飞机的一台喷气涡轮机所驱动至少一台交流发电机所产生的三相交 流电，控制系统3设置在飞机的设备舱中。在飞机上，出于安全的原因，各个部件一般都以较高的冗余度来提供。特别是，如 果控制表面的移动是由两个执行器来驱动的话，该表面的各个执行器属于两个分别独立的 组件。根据本发明的组件包括执行器1和用于由电网2电力启动执行器的系统。先对三个实施例中的相同部分进行讨论。电源系统包括输入单元4，用于将执行器1连接着电网2和控制系统3。输入单元4包括变换部件5，用于设置成将三相AC变换成高电压的直流(DC)，该 部件连接着双向的电源线路6。在该实施例中的变换部件5是功率因子校正(PFC)类型的。 电源线路6为MOV的电压电位。电源线路6串联连接在至少一个保护开关7和连接着中央单元13的通讯接口 8 之间且中央单元连接着控制系统3。中央单元13是一个计算机单元，它包括处理器和储存 器，用于执行在控制系统3和执行器1之间的数据收集和交换的程序和检测电力电源参数 (例如，用于检测浪涌和短路等等)的程序，以便于据此来控制保护开关。输入单元4还包括充电/放电单元9，将电源蓄电池10 (即电池)连接着保护开关7上游的电源线路6。充电/放电单元9设置成响应电源蓄电池10的充电电平来控制各个 部件，这里包括开关11，用于将电源线路6连接着负载12以便消耗能源。负载12可以是专 用于消耗能源的负载，例如，简单的电阻器，但它也可以是具有一些其它功能的元件，只要 在操作时也消耗足够的能源，例如，飞机的除冰电阻器。各个执行器1包括至少一个通讯接口 100，电机101和检测系统102。图中仅仅只 显示了一个执行器，以便于避免附图的过于繁琐。通讯接口 8和100设置成通过电源线路6来交换信号。通讯接口 8设置成将来自 控制系统3的控制信号通过中央单元13发送至各个执行器1的通讯接口 100。通讯接口 100设置成提取来自电源线路6的信号并用于控制电机101。通讯接口 100也设置成将来 自检测模块102的信息信号(电机的状态、移动控制表面的位置、温度，等等)和用于传输 的信息信号发送至通讯接口 8。通讯接口 8设置成提取来自电源线路6的信号并将其转发 至中央单元13并由其中继至控制系统3。电源线路6因此同时用于传输给执行器的电源线 路供电的电能以及在通讯接口之间传输信号。举例说明，执行器1控制各个被控制表面在松弛位置和延伸位置之间的移动。当 被控制的表面处于其松弛位置时，它与飞机运动所产生的气流平行延伸，而当它处于延伸 位置时，控制表面就会承受来自空气的压力。因此，就需要给各个执行器1供电以使控制表 面从松弛位置移动到延伸位置并能使控制表面顶着来自空气的压力而保持处于延伸位置。 为了使得控制表面从其延伸位置回到其松弛位置，就要关闭提供给电机101的电源，并且 空气的压力使控制表面返回至其松弛位置。电机101因此成为发电机并将所产生的电能通 过电源线路6返回至电能蓄电池10和充电/放电单元9。如果在电能蓄电池10中已经达 到了充电的最大电平，则开关11就控制将所产生的电能传输至负载12。在另一变化实施例 中，所产生的电能可以传输至电网2。当控制执行器1达到消耗电能的峰值时，电能不仅可 以来自电网2而且还可以通过充电/放电单元来自电能蓄电池10。电源线路6是双向的，S卩，它能以两个方向来传输电能和信号。参考图1，以及在第一实施例中，输入单元4只具有一个保护开关7和一个通讯接 口 8，且安装在电源线路6的一个单一分支中。所有的执行器1都连接着该分支，这就构成 了向执行器1传输电能的总线和在执行器1和输入单元4之间的通讯总线。各个执行器1都包括串联连接在通讯接口 100和电机101之间的一个保护开关 103和一个逆变器104。参考附图2，以及在第二实施例中，输入单元4具有多个保护开关7和多个通讯接 Π 8。电源线路6根据组件中所存在的执行器1的数量而细分成许多分支6. i (其中i 可以从1变化到执行器的数目)，使得各个分支6. i都各自连接着一个执行器1。各个分支6. i都串联连接在一个保护开关7和一个通讯接口 8之间。各个执行器1都包括一个串联连接在通讯接口 100和电机101之间的逆变器104。参考图3，以及在第三实施例中，输入单元4具有多个保护开关7和多个通讯接口 8。电源线路6根据组件中所存在的执行器数目细分成许多分支6. i (i从1变化至执 行器的数目)，使得各个分支6. i都连接着一个执行器1。
各个分支6. i都串联连接着一个保护开关7、一个逆变器14和一个通讯接口 8。逆 变器设置成将AC电源传输至为连接着所述分支6. i的执行器1电机101上电的分支6. i。很显然，本发明并不限制于所讨论的实施例且覆盖权利要求所定义的发明范围内 的任何变化实施例。尤其是所讨论的实施例可以相互组合。
权利要求
1.一种包括执行器(1)和电源系统的组件，所述电源系统从三相AC电力电网(2)为执 行器供电，其中，所述电源系统包括输入单元G)，用于将执行器与电网相连接以及与执行 器控制系统C3)相连接，该输入单元含有变换部件(5)，该变换部件( 被设置成将三相AC 变换成高电压直流(DC)并且该变换部件(5)连接着双向电源线路(6)，在双向电源线路上 串联连接着至少一个保护开关(7)、通讯接口(8)和至少一个执行器，所述通讯接口被设置 和连接着中央单元(1 且中央单元(1 连接着控制系统，以便通过电源线路与至少一个 执行器的信号通讯接口(100)交换信号；输入单元还包括充电/放电单元(9)，用于将电源 蓄电池(10)与电源线路相连接；各个执行器包括可逆电机(101)，可逆电机(101)连接着 要被供电且由此被控制的通讯接口。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，逆变器(14)串联连接在输入单元(4)的 保护开关(7)和通讯接口(8)之间以提供具有AC的电源线路(6)从而向执行器(1)的电 机供电。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，逆变器(104)串联连接在执行器(1)的通 讯接口 (100)和电机(101)之间。
4.根据权利要求2或3所述的组件，其特征在于，所述输入单元(4)包括多个保护开关 (7)和多个通讯接口(8)，电源线路(6)被细分成多个分支(6. i)且各自连接着一个执行器(I)，各个分支串联连接着一个保护开关和一个通讯接口。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，保护开关(103)和逆变器(104)串联连接 在每个执行器(1)的通讯接口(100)和电机(101)之间。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述电源线路(6)连接着执行器(1)以构 成总线。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述充电/放电单元(9)被设置成响应于 在电能蓄电池(10)中的充电电平来控制用于将电源线路(6)连接着耗能负载(12)的部件(II)。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述变换部件( 是PFC。
9.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述电源线路(6)是在540伏的电位处。
全文摘要
一种包括执行器(1)和电力电源系统的组件，该组件包括将执行器与三相交流电电力电网(2)相连接以及与控制系统(3)相连接的输入单元，该输入单元含有设置成将AC变换成高电压直流(DC)并将其连接着双向电源线路(6)上的变换部件，双向电源线路具有串联连接着至少一个保护开关(7)、一个通讯接口(8)和至少一个执行器，通讯接口(8)设置和连接着中央单元(13)且连接着控制系统，以便通过电源线路与至少一个执行器的信号通讯接口(100)交换信号；输入单元还包括充电/放电单元，用于将电源蓄电池(10)与电源线路相连接。
文档编号B64D41/00GK102105356SQ200980129212
公开日2011年6月22日 申请日期2009年7月21日 优先权日2008年7月23日
发明者F·吉约, J-F·韦贝尔, R·卡西米尔 申请人:萨甘安全防护公司