[发明专利]一种共直流母线型飞机起动发电系统模拟方法和装置

说明书

本发明公开了一种共直流母线型飞机起动发电系统模拟方法和装置，其中模拟装置用于飞机起动发电系统的起动和发电过程的模拟，以及在研发和测试阶段对飞机的起动发电系统进行测试；所述模拟装置包括直流供电电源、起动发电机控制变流器、起动发电机模拟器、环流抑制电抗器、起动发电机模拟器控制系统和上位机。本发明还公开了所述共直流母线型飞机起动发电系统模拟装置的模拟方法。本发明的模拟方法和装置实现了模拟飞机起动和发电过程的功能，并且该装置的参数能够灵活地进行修改，电能损耗小，省去了庞大的冷却设备，缩短了研制周期和开发成本。

技术领域

本发明属于航空电气系统领域，更具体地，涉及一种共直流母线型飞机起动发电系统模拟方法和装置。

背景技术

随着航空工业的飞速发展，飞机正在朝着多电化和全电化的方向发展，飞机起动发电系统则是多电化和全电化的关键性设备之一。现阶段，飞机起动发电系统的测试主要利用实际的起动发电机进行测试。在起动过程中起动机所带的机械负载通常是同步发电机，通过控制同步发电机的输出功率产生起动机所需要的负载转矩，这样的测试系统具有系统复杂、可靠性差、硬件成本高、电能利用率低的特点。在发电过程中发电机所带的负载主要是阻感负载，具有不便于调节、控制精度低、电能损耗大的特点。上述测试系统的特点导致其需要庞大的冷却设备和多余的设备空间。此外，在起动发电机设计完成后其参数不能灵活改变，新系统和新设备的测试则需要重新设计和制造起动发电机，造成了额外的研发和测试费用。近些年来，有学者提出了“虚拟电机”和电力电子负载模拟装置的技术。这种技术是指利用电力电子装置模拟真实线性和非线性负载，例如电机、阻性负载、容性负载、感性负载等。利用这种技术，飞机的起动发电测试系统能够用电力电子装置替代，以缩短开发周期和降低研发成本。

专利文献CN105844993A公开了一种能量回馈型飞机电气负载模拟方法和装置，所述装置包括隔离变压器、综合电源、电气负载模拟装置；所述电气负载模拟装置包括负载模拟器、并网逆变器、负载特性控制器、电容、PWM整流电抗器和断路器；所述负载特性控制器用于模拟仿真并输出模型负载的各种电气特性；所述负载特性控制器与负载模拟器和并网逆变器连接；所述负载模拟器用于接收负载特性控制器输出的PWM控制指令，模拟电气负荷；所述并网逆变器，用于接收负载特性控制器输出的PWM指令，使其端口电流能与电网相适应以回馈给电网；所述并网逆变器一端与电容，另一端与隔离变压器的副边连接；所述PWM整流电抗器，用于实现斩波的功能；所述PWM整流电抗器，分别与负载模拟器和断路器连接；所述电容器，用于实现滤波的功能；所述断路器，用来控制三相电路的通断。该发明能够模拟阻性、容性、感性以及电机负载。

但是专利文献CN105844993A公开的一种能量回馈型飞机电气负载模拟方法和装置存在如下问题：

(1)该飞机电气负载模拟方法和装置为交流供电，无法由直流供电的变流器；

(2)该飞机电气负载模拟方法和装置只能模拟不带电机驱动器的电动机负载。对实际需要电机驱动器的起动发电系统，该方法和装置无法满足测试要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种共直流母线型飞机起动发电系统模拟方法和装置，由此解决现有技术存在无法由直流供电、只能模拟不带电机驱动器的电动机负载、无法满足测试要求的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种共直流母线型飞机起动发电系统模拟装置，所述模拟装置用于飞机起动发电系统的起动和发电过程的模拟，以及在研发和测试阶段对飞机的起动发电系统进行测试；所述模拟装置包括直流供电电源、起动发电机控制变流器、起动发电机模拟器、环流抑制电抗器、起动发电机模拟器控制系统和上位机；

所述起动发电机控制变流器与所述起动发电机模拟器在直流侧共同连接到所述直流供电电源，在交流侧通过所述环流抑制电抗器相连接，所述起动发电机模拟器控制系统与所述上位机连接；

所述直流供电电源，用于为模拟装置提供电能，补偿损耗；