专利名称：包括可逆的旋转电机的飞行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括可逆的旋转电机的飞行器，该可逆的旋转电机具体地在其电动机模式下操作为风扇。
背景技术：
已知飞行器包括许多消耗电能的机载装备，甚至越来越多。在飞行器的正常操作中，当飞行器处于飞行阶段中、在起飞和落地阶段中，必需产生足量的电能，而且在紧急情况下，也就是说在被称为紧急操作的情况下，也是如此。为此，已知要调整由联接至飞行器的发动机的轴驱动的电流发生器的规格。该发生器，也称为“辅助动力单元”(APU)，是供应有飞行器的燃料的涡轮机，其作用是供应电能并且也供应用于启动发动机或用于飞行器的空调或加压的高温压缩空气。专用于紧急操作的发生器通常安装在飞行器中，并且可以调整其规格。能量存储模块进一步安装于飞行器中，通常连接至飞行器的电分配网络。这些模块例如由电池和/或电容形成。这些发生器和模块使得可以将所需量的电能供应给飞行器的消耗器件。
发明内容
本发明的目的在于提供能够简单、方便并且经济地产生足量电能的飞行器。为此，本发明涉及一种飞行器，包括-至少一个旋转电机；-用于使空气流运动的至少一个轮，连接至所述至少一个旋转电机；-至少一个用于冷却的系统；-构造为将空气供应给所述轮的至少一个第一通风管道；-电分配网络；-连接至所述至少一个旋转电机和所述电分配网络的至少一个电力变换器；以及-构造为控制所述至少一个电力变换器的至少一个控制电路；所述至少一个旋转电机是可逆的，并且所述至少一个电力变换器是可逆的，所述至少一个控制电路构造为控制可逆的所述至少一个电力变换器，以便于在可逆的所述至少一个旋转电机的第一电动机操作模式下，从所述电分配网络取得供应电流以向可逆的所述旋转电机供电，并因此驱动用于使空气流运动的所述至少一个轮，由此，所述至少一个用于冷却的系统被冷却；并且在可逆的所述至少一个旋转电机的第二交流发电机操作模式下，其中空气流在所述至少一个第一通风管道内流动，并且使所述至少一个轮运动，将供应电力提供给所述电分配网络，该电力由被所述轮驱动的可逆的所述旋转电机产生。借助于本发明，附加电能被接收，而不必增大发生器规格和/或添加能量存储模块。
有利地，不同于将更多电能供应给分配网络，对于供应给网络的同样量的电能来说，可以减小该发生器的规格和/或取消能量存储模块。借助于本发明，甚至可以取消专用于紧急操作的发生器。进一步，使用存在于飞行器中的旋转电机使得能够非常经济地产生电能，当然，前提是那些电机不具有等于1的使用系数(也就是说，假如在按照本发明不考虑电能产生的阶段的情况下，电机并未一直处于电动机模式)。这些旋转电机(也就是说，作为例如仅仅在起飞、着陆以及低海拔飞行的阶段中用于冷却用于冷却的系统的风扇)在电动机模式下操作，换句话说，当进入其中安装有该系统的通风管道的空气流量不足以使该系统在没有风扇的协助下能够冷却时。其余时间， 那些旋转电机可以操作为交流发电机，以便向分配网络供应电能。按照一个优选的特征，所述至少一个第一通风管道包括用于调节进入该第一管道的空气流的流量的调节装置。第一管道有利地使得空气能够直接供应给轮，该空气处于足够的压力下以驱动可逆的旋转电机，并因此产生电能。按照另一个优选特征，所述飞行器包括构造为控制用于调节进入所述第一管道的空气流的流量的所述调节装置的控制模块，由此，所述调节装置能够在电动机模式下使空气流量最小化，并且根据网络中对能量的需要在交流发电机模式下调整空气流量或者甚至使空气流量最大化。有利地，该调节装置使得可以调整或者甚至最大化在第一管道内通过并且供应给轮的空气流量。这样，旋转电机产生的电力可以简单地并且方便地被调整或者甚至被最大化。按照本发明的飞行器的优选特征是简单、方便并且经济的-所述飞行器包括至少一个第二通风管道，在该至少一个第二通风管道中设置有可逆的所述至少一个旋转电机并且至少部分地设置有所述至少一个用于冷却的系统；并且-所述第一通风管道抵靠着所述第二通风管道并置，并且包括空气入口和相对的空气出口，该空气出口排入至所述第二通风管道内。有利地，供应给轮的空气由第一通风管道和第二通风管道传送。按照另一个优选特征，飞行器包括电连接至所述电分配网络的至少一个能量存储模块。这样，可逆的旋转电机产生的电能直接传送给电分配网络，或者直接传送给能量存储模块。按照本发明的飞行器的其它优选特征是简单、方便并且经济的-至少一个控制电路构造为借助于调整通过至少一个可逆变换器的电流而控制可逆的所述至少一个旋转电机输送的电力；-至少一个控制电路构造为控制至少一个可逆变换器供应给所述电分配网络的电压；-至少一个控制电路构造为控制至少一个可逆变换器供应给所述电分配网络的电流，由此，所述至少一个旋转电机用作电流源；-飞行器包括设置在第一可逆变换器和第二可逆变换器之间的DC/DC类型的电能联接装置，所述第一可逆变换器连接至所述至少一个可逆的旋转电机，并且所述第二可逆变换器连接至所述分配网络，所述至少一个控制电路构造为控制所述DC/DC类型的电能联接装置供应给所述第二可逆变换器的电压；-飞行器包括连接至分配网络和所述至少一个可逆变换器的至少一个能量存储模块，以及构造为检测所述至少一个控制电路的检测单元，所述检测单元还构造为检测所述至少一个能量存储模块的端子处的电压。-所述检测单元构造为检测进入和离开所述至少一个能量存储模块的电流的量; 并且-所述分配网络运送交流或直流电能。控制电路和检测单元适于按照不同能量管理策略控制和/或检测例如可逆电力变换器。按照另一个优选特征，至少一个可逆的旋转电机在所述飞行器处于被称为“紧急操作”的情况下时在交流发电机模式下操作。在该紧急操作中，一个或更多个可逆的旋转电机可以产生并供应部分或全部所需要的电能。如果仅仅供应部分能量，所需要能量的其余部分可以例如由一个或更多个能量存储模块供应。这样，可以降低专用于紧急操作的发生器的规格，或者甚至取消它。按照另一个优选特征，所述用于冷却的系统是热交换器。该热交换器用于冷却在集成至飞行器中的冷却系统中流动的流体(空气或液体)，该系统适于与飞行器的空调协同操作，或者用于冷却电力消耗器件。
现在将结合示例实施例的说明继续本发明的公开，下面参考附图给出示例性和非限定性的示例，其中图1是飞行器的示意性透视图；图2是主通风管道的透视图；图3是专用通风管道抵靠主通风管道并置的透视图；图4是按照本发明的第一示例实施例的飞行器的电路的示意图；以及图5-8是按照本发明的另外五个示例实施例的飞行器的电路的示意图。
具体实施例方式图1示出了飞行器1，该飞行器设置有机身6、机翼4以及两个发动机5，所述机身具有前部2和后部3，每一个机翼在机身的中部附接至机身6，这些发动机5中的每一个附接至相应机翼4的下壁并从相应机翼4平行于机身6朝向飞行器1的前部2延伸。该飞行器1进一步在其机身6的后部3中包括主通风管道10和抵靠着主通风管道并置的专用通风管道15。在其机身6的后部3中，飞行器1进一步包括用于冷却适于供应至例如飞行器1 的空调系统和/或适于冷却电消耗器件的流体的集成系统20。该集成冷却系统20部分地布置在主通风管道10内。
飞行器1进一步包括设置在集成冷却系统20的附近的热交换器25，并且其适于借助于使流体循环通过该热交换器25而冷却在该冷却系统20中经过的流体。热交换器25设置在所述主通风管道10内。飞行器1进一步包括设置于所述热交换器25附近并且设置在所述主通风管道10 内的可逆的旋转电机30。该可逆的旋转电机30包括能够绕纵向轴线旋转以便驱动输出轴34(图4-9)的转子(未示出)，以及绕该转子安装的定子(未示出)。纵向轴线构成输出轴和所述可逆的旋转电机30的转子的旋转轴线。飞行器1进一步包括用于使空气流运动的轮35，该轮安装在可逆的旋转电机30的输出轴34的外部上。轮35具有一组叶片，其自由端基本上与所述主通风管道10的内表面的轮廓相符。因此，这里提到的轮35设置在该主通风管道10内。由可旋转的电机30和用于使空气流运动的轮35形成的组件形成风扇，适于沿热交换器25的方向输送冷空气(通过抽取或鼓风)以便冷却该热交换器。在这种情况下，可逆的旋转电机30接收电力供应并且驱动轮35以便使空气流运动。除了以旋转方式驱动轮35使空气流沿热交换器25的方向运动(电动机模式)夕卜， 可逆的旋转电机30能够由轮35以旋转方式驱动以产生电能(交流发电机模式)，该轮自身由在专用通风管道25中经过的空气流驱动。为此，飞行器1进一步包括连接至可逆的旋转电机30的电分配网络70。飞行器1还包括检测单元60、控制电路50以及可逆电力变换器40。可逆电力变换器40连接至旋转电机30、控制电路50以及电分配网络70。控制电路50进一步连接至检测单元60。检测单元60进一步连接至电分配网络70。飞行器1进一步包括连接至检测单元60、并且还连接至电分配网络70的能量存储模块65。这些能量存储模块65包括例如供电电池(镍镉类型)和/或用于形成至少一个超级电容器，或者甚至形成并联的多个超级电容器的多个电容单元。专用通风管道15具有用于调节进入该管道15的空气流量的装置。飞行器1进一步包括适于控制管道15的调节装置17的控制模块55。控制模块55连接至检测单元60。这里，检测单元60形成飞行器1的主检测单元的一部分。图2单独示出了主通风管道10，其内部具有热交换器25、可逆的旋转电机30和轮 (在该图中不可见)。该主通风管道10包括空气入口 11和空气出口 12，空气入口和空气出口形成在飞行器1的机身6中，该空气入口 11朝向下部2指向，并且空气出口 12朝向后部3指向。主通风管道10的空气入口 11具有弯曲的形式，其朝向主管道10的内部偏斜，众所周知其称为NACA型空气入口。该主通风管道10具有从空气入口 11延伸的第一部分13，该第一部分具有向上至第二部分14的展开形状，第二部分14相对于第一部分13变宽。热交换器25设置在该第二部分14中。该主通风管道10进一步具有相对于第二部分14收窄的第三部分18，可逆的旋转电机30和轮35设置在该第三部分18中。主通风管道10具有从第三部分18延伸至空气出口 12的第四部分19，该第四部分相对于第三部分再次收窄，并且还弯曲。图3示出另外具有专用通风管道15的同一主通风管道10，该专用通风管道15抵靠着该主通风管道10并置。该专用通风管道15具有空气入口 16和空气出口(未示出)，该空气出口在第二部分14和第三部分18之间的结合点处(换句话说，在轮35连接至可逆的旋转电机30的轴 34的位置处)直接排入主通风管道10。专用通风管道15具有平的并且设置成面向主通风管道10的第一和第二部分13、 14的第一壁22，该第一壁22在该专用通风管道15的空气入口 16和空气出口(未示出) 之间延伸。专用通风管道15还具有第二壁21，该第二壁弯曲离开第一壁22并且在专用管道 15的空气入口 16和空气出口(未示出)之间延伸。专用通风管道15还具有彼此面对并且连接第一壁22和第二壁21的第三壁23和第四壁M，其第三壁23和第四壁M是平的。专用通风管道15进一步在其空气入口 16的位置处包括可移动的门17。该可移动的门17在空气入口 16的位置处连接至第二壁21的一端，并且连接至平坦的第三壁23和第四壁M。门17是可移动的，以便调节通过该空气入口 16进入的空气流的流量。图4示意性地并且部分地示出了飞行器1的电路的第一示例实施例。可逆的旋转电机30通过轴34机械地连接至轮35。可逆的旋转电机30属于三相类型，每一相电连接至可逆电力变换器40。该可逆变换器40能够操作为整流器，也就是将交流类型的电能变换为直流类型的电能(AC/DC)，以及作为逆变器，也就是将直流类型的电能转换为交流类型的电能(DC/ AC)。如已经指出的，该可逆变换器40电连接至飞行器1的电分配网络70。电分配网络70电连接至检测单元60，其还电连接至适于控制专用通风管道15的可移动的门17的控制模块55。检测单元60和变换器40均电连接至控制电路50。控制电路50还电连接至可逆的旋转电机30。检测单元60将信息发送给分配网络70、控制电路50的控制模块55以及飞行器1 的主检测单元(未示出)，并从分配网络70、控制电路50的控制模块55以及飞行器1的主检测单元接收信息。控制模块55将信息发送给检测单元60，并从其接收信息，并且将信息发送给可移动的门17以便其运动，从而调节通过专用通风管道15的空气入口 16进入的空气流量。控制单元50分别从检测单元60、可逆变换器40和可逆的旋转电机30接收信息，并分别向检测单元60、可逆变换器40和可逆的旋转电机30发送信息。可逆变换器40适于通过变换而在可逆的旋转电机30和分配网络70之间借助电力传送能量。如在先指出的，可逆的旋转电机30适于由电分配网络70通过可逆变换器40供电，以便以旋转方式驱动其轴34并因此以旋转方式驱动轮35。在合适的情况下，可逆的旋转电机30以电动机模式操作。该可逆的旋转电机30还适于由其轴34驱动，该轴首先由轮35驱动。在合适的情况下，可逆的旋转电机30在交流发电机模式下操作，也就是说，其在那三相上产生交流电能，该交流电能由可逆变换器40变换为直流电能，然后被传送给电分配网络70，该网络将直流电能传送给消耗器件和/或能量存储模块65。控制模块适于根据可逆的旋转电机30施行的操作模式控制可逆电力变换器40。控制电路50接收来自检测单元60的命令。控制模块55自身适于控制可移动的门17的运动。控制模块55接收来自检测单元60的命令。参考图3，现在将根据可逆的旋转电机30的操作模式给出通过主通风管道10和专用通风管道15的空气流的路径的说明。通常，并且尤其当飞行器1处于高海拔飞行阶段时，空气流通过空气入口 11进入主通风管道10，该空气流使得热交换器25能够被直接冷却。在这种情况下，可逆的旋转电机30在其交流发电机模式操作，可移动的门17被移动以产生由空气入口 16进入并经过专用通风管道15到达空气出口(未示出)的具有充足流量的空气流，以最终供应给轮35以使其转动。在合适的情况下，轮35以机械方式驱动可逆的旋转电机30，其产生供应给电分配网络70的附加电能。门17由控制模块55操作，以便在可逆的旋转电机30在交流发电机模式下操作时调整空气流量或甚至使空气流量最大化，并且在可逆的旋转电机30在电动机模式下操作时使空气流量最小化或甚至消除空气流量。为了精确起见，根据进入专用通风管道15并且由此供应给轮35的空气流量，可由可逆的旋转电机30产生的电力发生变化。当然，空气流量越高，能够产生的电力越多，并且反之亦然。因此，根据对电分配网络70的电能的需求(也就是说由该网络70吸收的电力)， 检测单元60发送命令至控制模块55，该控制模块将该命令转换为数据以使可移动的门17 移动。当然，由可逆的旋转电机30产生的电力借助于该电机30的控制而能够直接调节， 此时门17具有两个模式，称为全模式或零模式，也就是说，门打开或闭合。在被称为紧急操作模式的情况下，还必需使可逆的旋转电机30在其交流发电机操作模式下操作。此外，借助于可逆的旋转电机30产生的电能，可以减小主发生器的规格和/或紧急发生器的规格和/或取消安装在飞行器1中的能量存储模块。当飞行器处于低海拔飞行阶段中时，换句话说，在飞行器所处的海拔不可能使在主通风管道70内流动的空气流具有充足流量以冷却空气经过的热交换器25时，并且当飞行器1在起飞或着陆阶段中时，热交换器25还必须由与在电动机模式下操作的可逆的旋转电机30相关联的轮35形成的风扇冷却。在合适的情况下，可逆的旋转电机30以旋转方式驱动轮35，该轮使得主通风管道 10内的空气流运动，空气流被朝向热交换器25导引，以使热交换器25被冷却。现在将参考图4说明在可逆的旋转电机30以交流发电机模式操作的特定情况下， 实现对提供给电分配网络70的能量的管理。该可逆的旋转电机30操作为交流发电机，并且因此被认为是电能量源。然而，在飞行器1内，通常具有同时操作的其它电能量源(主和/或紧急能量源)。优选针对单一能量源检测电分配网络70上的电压水平，对其它能量源进行电力调节(也就是说，采用电流环)。也可以是，当飞行器1的所有能量源同时操作时，检测单元60适于监测所有这些能量源，该检测单元60将在合适的情况下检测电分配网络70上的电压水平。当电分配网络70输送直流电能时，在该网络70上的电压幅度已经由主电力源 (例如通过检测单元60)调节的情况下，控制电路50适于经由控制环执行操作为整流器的可逆变换器40的电流控制，使得可以控制可逆的旋转电机30的(或转子的，或轮35的) 轴34的扭矩或者轴34的速度，或者直接控制由可逆的旋转电机30输送的电力。当除了以交流发电机模式操作的可逆的旋转电机30以外，没有主能量源检测电分配网络70上的电压幅度时，则控制电路50适于经由外部控制环控制由操作为整流器的可逆变换器40输送的、在电分配网络70上的电压幅度。图5示出了飞行器1的电路的第二个示意性示例。在该示例中，可逆的旋转电机30直接连接至适于传输交流电能的电分配网络70。在网络70和电机30之间的电力变换器不是必需的。在合适的情况下，可逆的旋转电机30用作直接连接至网络70的电流源。图6示出了飞行器1的电路的第三个示意性示例。图6的示意性电路相对于图4的示意性电路的区别在于电分配网络70现在传输交流电能而非直流电能这一事实。进一步，图4中由可逆变换器40形成的电力阶段现在由两个可逆变换器40和45 以及一个形成DC/DC类型的可逆变换器的电能联接装置形成。可逆的旋转电机30现在连接至第一可逆变换器40，该可逆变换器电连接至装置 42。电分配网络70现在连接至第二可逆变换器45，该可逆变换器还电连接至装置42。可逆电力变换器40和45能够操作为整流器和逆变器。装置42包括低通类型的滤波器，并且使得在由相应可逆变换器40、45输送的直流电能之间实现传输，并且供应给相应可逆变换器45、40。在该示例中，控制电路50电连接至每个变换器40、45以及装置42。控制电路50适于同时控制可逆变换器40、可逆变换器50和装置42。现在将说明该电路的操作。当交流电压的幅度和频率在电分配网络70上受到主电力源控制时，调节将由可逆的旋转电机30供应的交流电能变换为在分配网络70中由可逆变换器45输送的交流电能的电力阶段的功率、扭矩或速度。为此，控制电路50适于经由简单的控制环执行操作为整流器的可逆变换器40的电流控制，以便控制输送的电力(也就是说，轴34的扭矩或速度，或者直接由电机30输送的功率)。控制电路50还适于经由外部控制环执行装置45的电压控制。控制电路50还适于经由内部控制环执行操作为逆变器的可逆变换器45的电流控制。当电分配网络上的交流电压的幅度和频率不是由主能量源调节时，控制电路50 适于以与上文相同的方式控制可逆变换器40和装置42。控制电路50还适于经由内部控制环执行操作为逆变器的可逆变换器45的电流控制，并且控制电路50适于经由外部控制环控制由该可逆变换器45输送的交流电压的幅度和频率。图7示出了飞行器1的电路的第四个示例实施例，其中能量存储模块65并行电连接在电分配网络70和可逆变换器40之间。这是与图4示出的第一示例的电路相比仅有的区别，因为电分配网络70也传输直流电能。该能量存储模块65包括电池，还有一个或更多个超级电容器。在该第四个示例中，在可逆的旋转电机30的交流发电机操作模式下，可逆变换器 40直接将直流电能输送至电分配网络70。现在将给出在没有其它主能量源控制电分配网络70上的电压的幅度的情况下对该电路的操作的说明。由可逆的旋转电机30和并行的能量存储模块65产生的电能的管理取决于被电分配网络70吸收的电力。借助于电压测量和/或其它有助于能量管理的电流测量，被吸收的电力的量可以直接在网络70上被测量。当网络70上吸收的电力大于可逆的旋转电机30所能供应的最大电力而能量存储模块65用作电压源时，根据实际吸收的电力量，采用两个能量管理策略是可能的。如果网络70上实际吸收的电力小于可逆的旋转电机30所能产生的最大电力，则电机30单独产生网络70需要的电能，不需要来自能量存储模块65的协助。这样，可逆的旋转电机30和变换器40 —起用作电压源。在合适的情况下，控制电路50适于经由内部控制环执行用作为整流器的可逆变换器40的电流控制以便控制轴34上的扭矩，并且控制电路50也适于经由外部控制环控制可逆变换器40输送至网络70的电压幅度。如果网络70实际吸收的电力大于可逆的旋转电机30所能产生的最大电力，则电机30产生其最大电力，并且能量存储模块65供应达到网络70实际吸收的电力所需要的电力的其余部分。在合适的情况下，可逆的旋转电机30用作电流源，并且控制电路50适于经由单一控制环执行可逆变换器40的电流控制。该调节事实上对应于将电机30调节至其最大电力值。能量存储模块65进一步用作电压源。
在合适的情况下，检测单元60适于经由控制环控制供应给分配网络70的电压幅度，并且检测单元60可选地适于检测进入和离开能量存储模块65的电流量以便监测其充电状态。在该第四实施例中，能量存储模块65也可以连续地用作电压源，并且随后可以根据分配网络上实际吸收的电力设想两个策略。如果在网络70上实际被吸收的电力少于可逆的旋转电机30所能产生的最大电力，则能量存储模块65用作该电机30输送的电力通过其进行传送的部件。在合适的情况下，检测单元60适于检测能量存储模块65的端子处的电压幅度，该电压输送至电分配网络70。可选地，检测单元60进一步适于检测进入和离开能量存储模块65的端子的电流量，以便检测其充电状态。如果电分配网络70上实际吸收的电力大于可逆的旋转电机30所能产生的最大电力，则除了电机30产生的电力之外，能量存储模块65供应分配网络70上所需要的电力的其余部分。以同样的方式，检测单元60适于检测能量存储模块65输送至电分配网络70的电压幅度，并且，可选地检测进入和离开能量存储模块65的端子的电流量，以便检测其充电状态。图8示出了飞行器1的电路的第五示例实施例。相对于图4中示出的电路的第一示例实施例，图9中示出的电路包括经由附加的轴34与附加的轮35相关联的附加的可逆的旋转电机30。进一步，附加的旋转电机30电连接至附加的可逆变换器40，其并行电连接在电分配网络70和可逆变换器40之间。在这种情况下，由此存在两个并行设置的能量源，一个是基准源，另一个是附加源。然后，控制电路50电连接至两个可逆变换器40。控制电路从每个可逆变换器40接受信息并将信息发送给每个可逆变换器。现在将说明该电路的操作。第一和第二可逆的旋转电机30的并行的操作取决于电分配网络70实际吸收的电力量。考虑将两个可逆的旋转电机30中的一个作为基准。如果网络70上实际吸收的电力少于可逆的基准旋转电机30所能产生的最大电力，该电机30自身产生用于供应该网络70的实际吸收的电力，而不需要因此由控制电路50 控制以便供应任何能量的另一个可逆的旋转电机30的协助。可逆的基准旋转电机30因此用作电压源。在可能的情况下，控制电路50适于提供与该基准电机30相关联的可逆变换器40 的电流控制，以便控制该电机30的轴34的扭矩或速度，或者该电机的电力。进一步，控制电路50适于经由外部控制环控制与可逆的基准旋转电机30相关联的该可逆变换器40输送的电压幅度。如果分配网络70上实际吸收的电力大于可逆的基准旋转电机30所能产生的最大电力，则可逆的旋转电机30供应其最大电力，并且所需要电力的其余部分由另一个可逆的旋转电机30供应。这样，可逆的基准旋转电机30用作电流源，并且在合适的情况下，控制电路50适于经由单一控制环提供与基准电机30相关联的可逆变换器40的电流控制，该控制环事实上使得基准电机30能够设定为其最大电力值。这样，另一个可逆的旋转电机30用作电压源，并且在合适的情况下，控制电路50 适于经由内部控制环提供与该另一个电机30相关联的可逆变换器40的电流控制，以便控制电机的轴；34上的扭矩。进一步，控制电路50适于经由外部控制环控制由与另一个电机30相关联的可逆变换器40输送至网络70的电压幅度。为了测量电分配网络70的电压幅度，可以在该网络70上进行电压的直接测量和 /或进行附加的电流测量。已经结合相关联的能量管理策略说明了飞行器1的电路的一定数量的示例实施例。当然，可以采用其它能量管理策略，或将这些策略结合，例如当超过两个可逆的旋转电机30以交流发电机模式同时操作、并且具有或不具有相关联的能量存储模块时。在未示出的变形例中，飞行器包括与已经说明的通风管道相同类型的其它专用通风管道，其每一个抵靠着相应主通风管道并置或不并置，这些专用通风管道专用于可逆的旋转电机的空气供应。例如，那些其它的专用管道和/或主管道安装在飞行器的腹部导流罩内，在机翼的附近、机翼的前方或后方，或者，那些其它的管道安装在飞行器的前起落架的区域内。在未示出的变形例中，主通风管道和专用通风管道合并。换句话说，不具有分离的专用管道15，而由主管道单独向轮35供应空气。作为合适的情况，主管道包括或不包括如为专用管道15说明的调节装置，该调节装置如前所述由控制模块控制或不予控制。在未示出的变形例中，DC/DC类型的电能联接装置除滤波器之外还包括涌波限制器和/或电力耗散单元。在未示出的变形例中，电能联接装置包括经由静态变换器连接的能量存储系统， 或单独地包括一组电容。在所有情况下，该装置是滤波部件，对形成由可逆变换器40和可选地由可逆变换器45处理的电能起作用。在未示出的变形例中，当与轮相关联的可逆的旋转电机操作为风扇时，其例如使得非加压区域能够通风以避免燃料蒸汽的积累。仍然在另一个未示出的变形例中，使得专用管道中存在的调节装置能够起作用的控制模块集成至检测单元中，和/或使得可逆电力变换器能够被控制的控制电路集成至检测单元中。仍然在另一个未示出的变形例中，飞行器包括专用于飞行器的紧急操作的电能控制系统，其在紧急操作被触发时进行对控制电路以及控制模块的检测电路的控制，以便使得实现该操作所需要的所有功能可用。仍然在另一个未示出的变形例中，管道15的空气入口 16关闭，并且在合适的情况下，电机30被控制以利用管道10供应的空气产生电力结余，或者电机30被控制以不供应电力，或者轮35被机械地锁定。
当然，旋转电机30和/或轮35和/或管道10和/或管道15的几何尺寸可以改变以改善空气动力学性能。应当更通常地注意到，本发明不限于所说明和所提出的示例。
权利要求
1.一种飞行器，包括-至少一个旋转电机(30)；-用于使空气流运动的至少一个轮(35)，所述轮连接至所述至少一个旋转电机(30)；-至少一个用于冷却的系统05)；-构造为将空气供应给所述轮(35)的至少一个第一通风管道(10，15)；-电分配网络(70)；-连接至所述至少一个旋转电机(30)和所述电分配网络(70)的至少一个电力变换器 (40，45)；以及-构造为控制所述至少一个电力变换器G0，45)的至少一个控制电路(50)；其中，所述至少一个旋转电机(30)是可逆的，并且所述至少一个电力变换器(40，45) 是可逆的，所述至少一个控制电路(50)构造为控制可逆的所述至少一个电力变换器00， 45)，以用于在可逆的所述至少一个旋转电机(30)的第一电动机操作模式下，从所述电分配网络 (70)取得供应电流以向可逆的所述旋转电机(30)供电，并因此驱动用于使空气流运动的所述至少一个轮(35)，由此，所述至少一个用于冷却的系统05)被冷却；并且在可逆的所述至少一个旋转电机(30)的第二交流发电机操作模式下，其中空气流在所述至少一个第一通风管道(10,1 中流动，并且使所述至少一个轮(3 运动，将供应电力提供给所述电分配网络(70)，该电力由被所述轮(3 驱动的可逆的所述旋转电机(30) 产生。
2.如权利要求1所述的飞行器，其中，所述至少一个第一通风管道(10，15)包括用于调节进入该第一通风管道(10,1 的空气流的流量的调节装置(17)。
3.如权利要求2所述的飞行器，包括构造为用于控制用于调节进入所述第一通风管道 (10，15)的空气流的流量的所述调节装置(17)的控制模块(55)，由此，所述调节装置(17) 能够在电动机模式下使空气流量最小化，并且根据所述网络中对能量的需要而在交流发电机模式下调整空气流量或者甚至使空气流量最大化。
4.如权利要求1所述的飞行器，包括至少一个第二通风管道(10)，在所述至少一个第二通风管道中设置有可逆的所述至少一个旋转电机(30)并且至少部分地设置有所述至少一个用于冷却的系统05)。
5.如权利要求4所述的飞行器，其中，所述第一通风管道(1 抵靠着所述第二通风管道(10)并置，并且包括空气入口(16)和相对的空气出口，该空气出口排入至所述第二通风管道(10)中。
6.如权利要求1所述的飞行器，包括电连接至所述电分配网络(70)的至少一个能量存储模块(65)。
7.如权利要求1所述的飞行器，其中，至少一个控制电路(50)构造为用于借助于调整通过可逆的至少一个电力变换器G0，45)的电流来控制可逆的所述至少一个旋转电机 (30)输送的电力。
8.如权利要求1所述的飞行器，其中，至少一个控制电路(50)构造为用于控制由可逆的至少一个电力变换器(40,4 供应给所述电分配网络(70)的电压。
9.如权利要求1所述的飞行器，其中，至少一个控制电路(50)构造为用于控制由可逆的至少一个电力变换器(40,4 供应给所述电分配网络(70)的电流，由此，所述至少一个旋转电机(30)用作电流源。
10.如权利要求1所述的飞行器，包括设置在可逆的第一变换器GO)和可逆的第二变换器0 之间的DC/DC类型的电能联接装置(42)，所述可逆的第一变换器00)连接至可逆的所述至少一个旋转电机(30)，并且所述可逆的第二变换器0 连接至所述电分配网络(70)，所述至少一个控制电路(50)构造为用于控制由所述DC/DC类型的电能联接装置 (42)供应给所述可逆的第二变换器0 的电压。
11.如权利要求1所述的飞行器，包括连接至所述电分配网络(70)和可逆的所述至少一个变换器G0，45)的至少一个能量存储模块(65)，以及构造为用于检测所述至少一个控制电路(50)的检测单元(60)，所述检测单元(60)还构造为用于检测所述至少一个能量存储模块的端子处的电压。
12.如权利要求11所述的飞行器，其中，所述检测单元(60)构造为用于检测进入和离开所述至少一个能量存储模块的电流的量。
13.如权利要求1所述的飞行器，其中，所述电分配网络(70)运送交流电能或直流电能。
14.如权利要求1所述的飞行器，其中，可逆的所述至少一个旋转电机(30)在所述飞行器处于被称作“紧急操作”的情况下时以交流发电机模式操作。
15.如权利要求1所述的飞行器，其中，所述用于冷却的系统05)是热交换器。
全文摘要
本发明涉及一种飞行器，其包括可逆的旋转电机，连接至所述电机、用于使空气流运动的轮，构造为将空气供应给所述轮的第一通风管道，电分配网络，连接至所述电机和所述网络的可逆电力变换器，以及控制电路，该控制电路构造为控制所述变换器，以用于在所述电机的电动机操作模式下从所述网络取得供应电流以供应所述电机和驱动所述轮；以及在所述电机的交流发电机操作模式下为所述网络提供由被所述轮驱动的所述电机产生的供应电力，在该交流发电机操作模式下空气流在所述第一通风管道中流动并且使所述轮运动。
文档编号B64D47/00GK102556353SQ20111041292
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月13日 优先权日2010年12月14日
发明者E·福熙, J·巴尔科斯基, J·马维埃尔, J-L·兰多, X·罗鲍姆 申请人:空中客车运营有限公司, 空中客车运营简化股份公司