CN115376843A - 发电机保护装置及战斗机发电储电系统 - Google Patents

Abstract

一种发电机保护装置及战斗机发电储电系统，发电机保护装置，包括：极化衔铁，极化衔铁上缠绕有极化器主线圈；极化器主线圈使极化衔铁磁化产生磁性，极化器主线圈的一端与发电机相连，极化器主线圈的另一端分别与供电系统和蓄电池相连；磁性驱动组件，极化器触头具有触发位置以及关闭位置；磁性驱动组件用于驱动磁化的极化衔铁以固定支点为中心转动，实现触发位置和关闭位置之间的切换动作；电磁波屏蔽壳体，将极化衔铁和磁性驱动组件罩住以阻挡电磁波对其二者造成干扰。通过上述结构可以有效地解决现有技术中的发电机保护装置缺乏抗电磁干扰能力，且无法同时保证结构小型化和可靠性的问题。

Description

发电机保护装置及战斗机发电储电系统

技术领域

本发明涉及发电机保护技术领域，具体涉及一种发电机保护装置及战斗机发电储电系统。

背景技术

直流发电机与蓄电池并联供电是工业自动化系统中的常见供电模式。该模式通过发电机保证长期供电，并通过蓄电池保证在发电机断电情况下实现应急供电。现有技术中经常采用二极管阻止发电机故障时或者发电机电压低于蓄电池电压时，蓄电池向发电机供电烧毁发电机的问题。但是，二极管在军用飞机电子对抗中，或者在具有较强电磁干扰的复杂环境下非常容易受到电磁影响失效。而且，二极管也无法完全阻挡从蓄电池流向发电机的反向电流，仍旧会有一定低电流穿过二极管反向流入直流发电机，进而损伤直流发电机。所以，现有的二极管无法满足军用电子对抗要求以及复杂电磁环境的工作要求。

为了减小电磁干扰的影响，本领域技术人员想到利用固态开关控制发电储电系统的电路通断从而替代二极管的方案。但是，固态开关还需要设置独立的控制机控制固态开关工作，控制机需要占用较大的空间不利于战斗机等高端设备的内部空间布局，且控制机容易受到电磁干扰的影响。所以，本领域技术人员需要一种抗电磁干扰能力强、结构简单可靠，占用空间小的发电机保护装置。

发明内容

本发明旨在提供一种发电机保护装置及战斗机发电储电系统，以解决现有技术中的发电机保护装置缺乏抗电磁干扰能力，且无法同时保证结构小型化和可靠性的问题。为此，本发明提供一种发电机保护装置，包括：

极化衔铁，铰接设置固定支点上，所述极化衔铁上缠绕有极化器主线圈；所述极化器主线圈使所述极化衔铁磁化产生磁性，所述极化器主线圈的一端与发电机相连，所述极化器主线圈的另一端分别与供电系统和蓄电池相连；

磁性驱动组件，所述极化衔铁的其中一端设置有极化器触头，所述极化器触头具有与所述发电机相连通并为所述供电系统供电的触发位置；以及，所述极化器触头还具有与所述发电机相断开从而停止向所述供电系统供电的关闭位置；所述磁性驱动组件用于驱动磁化的所述极化衔铁以所述固定支点为中心转动，实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作；

电磁波屏蔽壳体，将所述极化衔铁和所述磁性驱动组件罩住以阻挡电磁波对其二者造成干扰。

可选的，发电机保护装置，还包括：

接触器，所述接触器用于控制所述发电机和所述蓄电池二者之间的通断动作；当所述发电机和所述蓄电池相连通时，所述发电机为所述蓄电池充电；当所述发电机和所述蓄电池断开时，阻止所述蓄电池产生的电流流向所述发电机；

在所述触发位置，所述发电机为所述接触器供电，所述接触器连通所述发电机和所述蓄电池，所述发电机为所述蓄电池充电；

在所述关闭位置，所述接触器断电，所述发电机和所述蓄电池断开。

可选的，发电机保护装置，还包括：

发电机故障警告部件，所述接触器在断电状态下连通所述蓄电池和所述发电机故障警告部件，所述蓄电池为所述发电机故障警告部件供电。

可选的，所述磁性驱动组件包括：分别设置在所述极化衔铁一组相对侧，且磁性相反的第一磁性件和第二磁性件。

可选的，所述发电机通过连接触点与所述极化器触头相连；

所述第一磁性件为设置在靠近所述连接触点一侧的S极磁性件，所述第二磁性件为远离所述连接触点一侧的N极磁性件；

当所述发电机的电压高于所述蓄电池的电压时，所述极化衔铁的极化器触头朝向所述第一磁性件转动，以使所述接触器通电；

当所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，所述极化衔铁的极化器触头朝向所述第二磁性件转动，以使所述接触器断电。

可选的，所述发电机通过电池供电线路与所述蓄电池相连通，为所述蓄电池供电；

所述电池供电线路上具有绕置在所述极化衔铁上的极化器次线圈；

当所述发电机为所述蓄电池充电，所述发电机产生的电流在所述极化器次线圈上产生磁场与所述极化器主线圈共同作用，使所述极化衔铁磁化产生磁性，驱动所述极化器触头移动至所述触发位置；

当所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，所述蓄电池产生的电流在所述极化器次线圈上产生磁场与所述极化器主线圈共同作用，使所述极化衔铁磁化产生磁性，驱动所述极化器触头移动至所述关闭位置。

可选的，所述电磁波屏蔽壳体内还设置有所述接触器。

可选的，发电机保护装置，还包括：发电机供电开关，设置在所述发电机的系统供电路径上，用于控制所述发电机供电开关是否向所述供电系统供电。

可选的，所述发电机故障警告部件为警告灯。

一种战斗机发电储电系统，包括：发电机和蓄电池；以及，上述发电机保护装置。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的发电机保护装置，包括：

极化衔铁，铰接设置固定支点上，所述极化衔铁上缠绕有极化器主线圈；所述极化器主线圈使所述极化衔铁磁化产生磁性，所述极化器主线圈的一端与发电机相连，所述极化器主线圈的另一端分别与供电系统和蓄电池相连；

磁性驱动组件，所述极化衔铁的其中一端设置有极化器触头，所述极化器触头具有与所述发电机相连通并为所述供电系统供电的触发位置；以及，所述极化器触头还具有与所述发电机相断开从而停止向所述供电系统供电的关闭位置；所述磁性驱动组件用于驱动磁化的所述极化衔铁以所述固定支点为中心转动，实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作；

电磁波屏蔽壳体，将所述极化衔铁和所述磁性驱动组件罩住以阻挡电磁波对其二者造成干扰。

在本发明中，当所述发电机的电压高于所述蓄电池的电压时，发电机产生的电流经过极化器主线圈将极化衔铁磁化，极化衔铁在磁性驱动组件的作用下以所述固定支点为中心逆时针转动，实现极化衔铁端部的极化器触头与所述发电机相连通从而实现为所述供电系统供电。

另外，当所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，蓄电池产生的电流经过极化器主线圈将极化衔铁磁化，极化衔铁在磁性驱动组件的作用下以所述固定支点为中心顺时针转动，实现极化衔铁端部的极化器触头与所述发电机相互断开从而实现发电机分别与供电系统和蓄电池相断开。

上述结构简单可靠，而且各个部件的集成度高使得电磁波屏蔽壳体可以不占用较大空间即可将极化衔铁和磁性驱动组件罩在其内部，进而使发电机保护装置不会受到电磁干扰的影响。

2.本发明提供的发电机保护装置，还包括：接触器，所述接触器用于控制所述发电机和所述蓄电池二者之间的通断动作；当所述发电机和所述蓄电池相连通时，所述发电机为所述蓄电池充电；当所述发电机和所述蓄电池断开时，阻止所述蓄电池产生的电流流向所述发电机；

在所述触发位置，所述发电机为所述接触器供电，所述接触器连通所述发电机和所述蓄电池，所述发电机为所述蓄电池充电；在所述关闭位置，所述接触器断电，所述发电机和所述蓄电池断开。

在本发明中，通过接触器从而控制所述发电机和所述蓄电池二者之间的通断动作，不但可以实现通过发电机为蓄电池充电，而且还可以在所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，及时关闭发电机和蓄电池之间的通路，保证发电机的安全。

3.本发明提供的发电机保护装置，还包括：发电机故障警告部件，所述接触器在断电状态下连通所述蓄电池和所述发电机故障警告部件，所述蓄电池为所述发电机故障警告部件供电。

在本发明中，通过在接触器的断电通路上设置发电机故障警告部件，当发电机的电压低于蓄电池的电压时，接触器阻断蓄电池和蓄电池，并同时为发电机故障警告部件供电以提醒操作人员已经出现发电机的电压低于蓄电池电压的问题。

4.本发明提供的发电机保护装置，所述磁性驱动组件包括：分别设置在所述极化衔铁一组相对侧，且磁性相反的第一磁性件和第二磁性件。

所述发电机通过连接触点与所述极化器触头相连；所述第一磁性件为设置在靠近所述连接触点一侧的S极磁性件，所述第二磁性件为远离所述连接触点一侧的N极磁性件；当所述发电机的电压高于所述蓄电池的电压时，所述极化衔铁的极化器触头朝向所述第一磁性件转动，以使所述接触器通电；当所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，所述极化衔铁的极化器触头朝向所述第二磁性件转动，以使所述接触器断电。

在本发明中，第一磁性件和第二磁性件分别为S极磁性件和N极磁性件，极化衔铁上的极化器主线圈会在电流作用下让极化衔铁的极化器触头产生不同磁极的磁场，该磁场分别与第一磁性件以及第二磁性件相互作用，以驱动极化衔铁转动位置，进而实现极化器触头与连接触点通断动作。上述结构不仅可以有效地将发电机保护装置各个磁性部件设置在一起、结构紧凑，方便通过设置电磁波屏蔽壳体从而实现防电磁干扰。而且，上述结构还具有结构简单可靠的优点。

5.本发明提供的发电机保护装置，所述发电机通过电池供电线路与所述蓄电池相连通，为所述蓄电池供电；所述电池供电线路上具有绕置在所述极化衔铁上的极化器次线圈；

当所述发电机为所述蓄电池充电，所述发电机产生的电流在所述极化器次线圈上产生磁场与所述极化器主线圈共同作用，使所述极化衔铁磁化产生磁性，驱动所述极化器触头移动至所述触发位置；当所述发电机的电压低于所述蓄电池的电压时，所述蓄电池产生的电流在所述极化器次线圈上产生磁场与所述极化器主线圈共同作用，使所述极化衔铁磁化产生磁性，驱动所述极化器触头移动至所述关闭位置。

在本发明中，电池供电线路上还具有绕置在极化衔铁上的极化器次线圈，上述极化器次线圈产生的磁场方向与极化器主线圈的磁场方向相同。所以，极化器次线圈可以与极化器主线圈共同作用从而提高极化衔铁的磁性，保证该极化衔铁在第一磁性件和第二磁性件的作用下以固定支点为中心转动，有效地实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作，避免极化衔铁磁性不足、无法实现极化衔铁转动的问题。

6.本发明提供的战斗机发电储电系统，战斗机在执行飞行任务时经常会遇到电子对抗，为了防止电磁干扰影响，通过本发明中的发电机保护装置不仅可以有效地提高飞机的抗电磁干扰能力，而且还具有结构简单可靠和占用空间小的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的发电机保护装置结构示意图。

附图标记说明：

1-极化衔铁；2-固支点；3-极化器主线圈；4-发电机；5-供电系统；6-蓄电池；7-极化器触头；8-接触器；9-发电机故障警告部件；10-第一磁性件；11-第二磁性件；12-连接触点；13-电池供电线路；14-极化器次线圈；15-发电机供电开关；16-系统供电路径。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

记载了一种发电机保护装置，如图1，包括：

极化衔铁1，铰接设置固定支点2上，所述极化衔铁1上缠绕有极化器主线圈3；所述极化器主线圈3使所述极化衔铁1磁化产生磁性，所述极化器主线圈3的一端与发电机4相连，所述极化器主线圈3的另一端分别与供电系统5和蓄电池6相连；

磁性驱动组件，所述极化衔铁1的其中一端设置有极化器触头7，所述极化器触头7具有与所述发电机4相连通并为所述供电系统5供电的触发位置；以及，所述极化器触头7还具有与所述发电机4相断开从而停止向所述供电系统5供电的关闭位置；所述磁性驱动组件用于驱动磁化的所述极化衔铁1以所述固定支点2为中心转动，实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作；

接触器8，所述接触器8用于控制所述发电机4和所述蓄电池6二者之间的通断动作；当所述发电机4和所述蓄电池6相连通时，所述发电机4为所述蓄电池6充电；当所述发电机4和所述蓄电池6断开时，阻止所述蓄电池6产生的电流流向所述发电机4；在所述触发位置，所述发电机4为所述接触器8供电，所述接触器8连通所述发电机4和所述蓄电池6，所述发电机4为所述蓄电池6充电；在所述关闭位置，所述接触器8断电，所述发电机4和所述蓄电池6断开；

电磁波屏蔽壳体，将所述极化衔铁1、所述磁性驱动组件以及接触器8罩住以阻挡电磁波对其二者造成干扰；

发电机故障警告部件9，所述接触器8在断电状态下连通所述蓄电池6和所述发电机故障警告部件9，所述蓄电池6为所述发电机故障警告部件9供电。在本实施例中的发电机故障警告部件9为警告灯，警告灯亮从而提醒操作人员对发电机进行故障排除工作；

发电机供电开关15，设置在所述发电机4的系统供电路径16上，用于控制所述发电机供电开关15是否向所述供电系统5供电。

在本实施例中，如图1所示的磁性驱动组件包括：分别设置在所述极化衔铁1一组相对侧，且磁性相反的第一磁性件10和第二磁性件11。且所述发电机4通过连接触点12与所述极化器触头7配合相连；所述第一磁性件10为设置在靠近所述连接触点12一侧的S极磁性件，所述第二磁性件11为远离所述连接触点12一侧的N极磁性件；

当所述发电机4的电压高于所述蓄电池6的电压时，所述极化衔铁1的极化器触头7朝向所述第一磁性件10转动，以使所述接触器8通电；

当所述发电机4的电压低于所述蓄电池6的电压时，所述极化衔铁1的极化器触头7朝向所述第二磁性件11转动，以使所述接触器8断电。

另外，在本实施例中，为了持续可靠地通过发电机4为蓄电池6供电，所述发电机4通过电池供电线路13与所述蓄电池6相连通，为所述蓄电池6供电；所述电池供电线路13上具有绕置在所述极化衔铁1上的极化器次线圈14；

当所述发电机4为所述蓄电池6充电，所述发电机4产生的电流在所述极化器次线圈14上产生磁场与所述极化器主线圈3共同作用，使所述极化衔铁1磁化产生磁性，驱动所述极化器触头7移动至所述触发位置；

当所述发电机4的电压低于所述蓄电池6的电压时，所述蓄电池6产生的电流在所述极化器次线圈14上产生磁场与所述极化器主线圈3共同作用，使所述极化衔铁1磁化产生磁性，驱动所述极化器触头7移动至所述关闭位置。

上述极化器次线圈14产生的磁场方向与极化器主线圈3的磁场方向相同。所以，极化器次线圈14可以与极化器主线圈3共同作用从而提高极化衔铁1的磁性，保证该极化衔铁1在第一磁性件10和第二磁性件11的作用下以固定支点2为中心转动，有效地实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作，避免极化衔铁1磁性不足、无法实现极化衔铁1转动的问题。

在本实施例中极化衔铁1的动作过程如下：

当所述发电机4的电压高于所述蓄电池6的电压，且发电机供电开关15闭合状态下，发电机4发电，电流I₁通过极化器主线圈3从而将该极化衔铁1磁化，使极化衔铁1的极化器触头7磁化为N极。极化器触头7在磁性为S极的第一磁性件10吸引作用以及磁性为N极的第二磁性件11排斥作用下，逆时针转动从而与连接触点12接触相连。极化器触头7和连接触点12接触相连，从而为接触器8供电使电池供电线路13导通为蓄电池6供电。发电机4的电流I₃流经极化器次线圈14时，极化器次线圈14与极化器主线圈3共同作用从而使极化衔铁1保持位置，保证发电机4为供电系统5和蓄电池6供电。

当所述发电机4的电压低于所述蓄电池6的电压，蓄电池6产生的电流经过极化器主线圈3将极化衔铁1磁化，极化器触头7磁化为S极。极化器触头7在磁性为N极的第二磁性件11吸引作用以及磁性为S极的第一磁性件10排斥作用下，顺时针转动从而与连接触点12相断开。接触器8断电，进而使发电机4和蓄电池6相断开，避免电流从蓄电池6流入发电机4，对发电机造成损坏。并且，蓄电池6为所述发电机故障警告部件9供电，提醒操作人员注意。此时，蓄电池6的电流I₄流经极化器次线圈14，极化器次线圈14与极化器主线圈3共同作用从而使极化衔铁1保持位置，保证极化器触头7和连接触点12处于断开状态。

在本实施例中，对磁性驱动组件的结构不做具体限定，在其它实施例中，磁性驱动组件还可以为通过电磁场产生的磁场，从而吸引极化衔铁1完成位置转动。

在本实施例中，是否设置接触器8不做具体限定，在其它实施例中，发电机保护装置不设置接触器8以及电池供电线路13。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种发电机保护装置，其特征在于，包括：

极化衔铁(1)，铰接设置固定支点(2)上，所述极化衔铁(1)上缠绕有极化器主线圈(3)；所述极化器主线圈(3)使所述极化衔铁(1)磁化产生磁性，所述极化器主线圈(3)的一端与发电机(4)相连，所述极化器主线圈(3)的另一端分别与供电系统(5)和蓄电池(6)相连；

磁性驱动组件，所述极化衔铁(1)的其中一端设置有极化器触头(7)，所述极化器触头(7)具有与所述发电机(4)相连通并为所述供电系统(5)供电的触发位置；以及，所述极化器触头(7)还具有与所述发电机(4)相断开从而停止向所述供电系统(5)供电的关闭位置；所述磁性驱动组件用于驱动磁化的所述极化衔铁(1)以所述固定支点(2)为中心转动，实现所述触发位置和所述关闭位置之间的切换动作；

电磁波屏蔽壳体，将所述极化衔铁(1)和所述磁性驱动组件罩住以阻挡电磁波对其二者造成干扰。

2.根据权利要求1所述的发电机保护装置，其特征在于，还包括：

接触器(8)，所述接触器(8)用于控制所述发电机(4)和所述蓄电池(6)二者之间的通断动作；当所述发电机(4)和所述蓄电池(6)相连通时，所述发电机(4)为所述蓄电池(6)充电；当所述发电机(4)和所述蓄电池(6)断开时，阻止所述蓄电池(6)产生的电流流向所述发电机(4)；

在所述触发位置，所述发电机(4)为所述接触器(8)供电，所述接触器(8)连通所述发电机(4)和所述蓄电池(6)，所述发电机(4)为所述蓄电池(6)充电；

在所述关闭位置，所述接触器(8)断电，所述发电机(4)和所述蓄电池(6)断开。

3.根据权利要求2所述的发电机保护装置，其特征在于，还包括：

发电机故障警告部件(9)，所述接触器(8)在断电状态下连通所述蓄电池(6)和所述发电机故障警告部件(9)，所述蓄电池(6)为所述发电机故障警告部件(9)供电。

4.根据权利要求2所述的发电机保护装置，其特征在于，所述磁性驱动组件包括：分别设置在所述极化衔铁(1)一组相对侧，且磁性相反的第一磁性件(10)和第二磁性件(11)。

5.根据权利要求4所述的发电机保护装置，其特征在于，所述发电机(4)通过连接触点(12)与所述极化器触头(7)相连；

所述第一磁性件(10)为设置在靠近所述连接触点(12)一侧的S极磁性件，所述第二磁性件(11)为远离所述连接触点(12)一侧的N极磁性件；

当所述发电机(4)的电压高于所述蓄电池(6)的电压时，所述极化衔铁(1)的极化器触头(7)朝向所述第一磁性件(10)转动，以使所述接触器(8)通电；

当所述发电机(4)的电压低于所述蓄电池(6)的电压时，所述极化衔铁(1)的极化器触头(7)朝向所述第二磁性件(11)转动，以使所述接触器(8)断电。

6.根据权利要求2所述的发电机保护装置，其特征在于，所述发电机(4)通过电池供电线路(13)与所述蓄电池(6)相连通，为所述蓄电池(6)供电；

所述电池供电线路(13)上具有绕置在所述极化衔铁(1)上的极化器次线圈(14)；

当所述发电机(4)为所述蓄电池(6)充电，所述发电机(4)产生的电流在所述极化器次线圈(14)上产生磁场与所述极化器主线圈(3)共同作用，使所述极化衔铁(1)磁化产生磁性，驱动所述极化器触头(7)移动至所述触发位置；

当所述发电机(4)的电压低于所述蓄电池(6)的电压时，所述蓄电池(6)产生的电流在所述极化器次线圈(14)上产生磁场与所述极化器主线圈(3)共同作用，使所述极化衔铁(1)磁化产生磁性，驱动所述极化器触头(7)移动至所述关闭位置。

7.根据权利要求2所述的发电机保护装置，其特征在于，所述电磁波屏蔽壳体内还设置有所述接触器(8)。

8.根据权利要求1所述的发电机保护装置，其特征在于，还包括：

发电机供电开关(15)，设置在所述发电机(4)的系统供电路径(16)上，用于控制所述发电机供电开关(15)是否向所述供电系统(5)供电。

9.根据权利要求3所述的发电机保护装置，其特征在于，所述发电机故障警告部件(9)为警告灯。

10.一种战斗机发电储电系统，其特征在于，包括：

发电机(4)和蓄电池(6)；以及，

权利要求1至9中任一项所述的发电机保护装置。

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