[实用新型]航空发动机地面智能调节起动电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种航空发动机地面智能调节起动电源，实现了航空发动机地面起动电源的智能调节和起动的最优化，属于发动机控制技术领域。

背景技术

航空发动机转速由零增至慢车转速的过程称之为起动过程。发动机的起动工作十分曲折，需要各个组成部分(起动电源、点火、供油、起动电机等)需要相互配合才行。其中起动电源十分重要，它为起动电机提供电力，带动发动机由转速零逐步升速到慢车状态，它对整个起动过程的平稳、可靠性能都有重要的影响。

传统的起动电源构成如图2所示，它由AC-DC(交流-直流)开关电源(简称电源)和起动箱组成。起动箱内包含时序控制继电器、接触器K1和K2及限流电阻R。电源将交流电变频整流为直流28V提供给起动箱；起动箱跨接在电源和起动电机中间，它接收起动系统发出的起动信号后，时序控制继电器开始工作。首先它闭合K1接触器，将电阻R串接在电源和起动电机之间，其作用是限制电机的起动电流；几秒钟后接触器K2闭合，随后K1打开并将起动电阻R被切除。这时电源28V电压全部加在电机上，加快了起动过程。但此时因发动机转速不高，起动电机反电动势很小，起动电机电枢会出现很大的尖峰电流；大约十秒钟后，发动机供油、点火，燃气产生的能量与起动电机一起拖动发动 机升速；几十秒钟后，当达到一定的转速后，时序继电器动作将K2打开，切断了电源与电机联系，只有燃气推动发动机继续加速，待转速达到慢车状态时起动过程结束。

上面的起动方式由于切除电阻R产生尖峰电流，会对发动机齿轮传动系统带来很大的冲击载荷；起动系统按照时序顺序控制，没有电流、转速反馈，属于开环控制，不能保障起动过程转速的平稳，起动容易失败。尤其当环境变化时，它不能调整升速曲线，使得起动特性变坏，不能实现最优化起动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种航空发动机地面智能调节起动电源，本实用新型采用使用电源控制器控制的AC-DC连续调压电源作为起动电源，能消除原起动电源由于切除串联电阻R出现尖峰电流对发动机齿轮传动系统冲击的损害；另外引入转速和电流双闭环反馈机制，它能够有效地保证起动过程的平稳性；同时加入环境参数(温度、湿度、海拔高度等)对发动机起动的影响，自动计算并修正最佳升速曲线，使得起动过程可靠，提升发动机起动的成功率。

本实用新型的技术方案具体如下：一种航空发动机地面智能调节起动电源，由电源控制器、AC-DC可调压电源、电流传感器及转速传感器组成，其中电源控制器是本设备的核心，它完成起动电源的控制流程的实现。

电源控制器采用ARM内核的片上系统(SOC，System on Chip)作为核心控制单元。SOC上有丰富的接口，它的输入DI接收外部发出的起动控制信号和停车控制信号、输出DO控制继电器输出进而接通或切断起动电机的供电、模拟输入AD将反馈的电流和电压信号转换成数字信号供电源控制器判断和控制、模拟输出DA则是输出电压信号以控制可调电源输出可变化的电压、脉冲 计数输入则接收转速的脉冲信号、串行通信接口COM则接收外部提供的温度、海拔高度和湿度信息，来调整起动过程。所述的SOC上还包括继电器。所述的电源控制器与可调压电源相连，可调压电源进一步通过接触器与起动电机相连；电流传感器及转速传感器分别与发动机和电源控制器相连；电源控制器接收起动控制信号，按照控制规律，输出DA模拟量送到可调压电源作为它的输入，可调压电源按照这个控制输入，输出可变的电压提供给起动电机，带动发动机起动；同时经过电流传感器和转速传感器，将发动机的转速和起动电流信号采集回来作为反馈，SOC将自动调节输出的电压；在起动过程中，引入电流反馈，起动电流将始终被限制在某个数值下，不会出现尖峰电流；转速反馈可以使起动的转速平稳上升，起动过程转速始终处在良好状态，有利于发动机的起动成功。电源控制器接收外部传感器给出的环境参数(温度、湿度和海拔高度)对起动过程有直接的影响，使用环境参数修正过的起动曲线，可实现最佳起动。电源控制器中的光电隔离电路起到阻隔电源控制器与外部起动停车控制、环境参数的输入信号和电流/电压输出信号的电气连接，增强抗干扰能力。信号调理电路将则将电流传感器反馈信号变换成SOC能够识别和采集的模拟量，同时信号调理电路将电压输出信号经过电路调理到0～10V范围，提供给可变电源作为控制输入。继电器则接受起动命令，当继电器闭合时，接触器线圈通电接触器闭合，起动开始；当继电器打开时，接触器线圈断电接触器打开，起动结束。

本实用新型的优点