用于运载器的电负载控制的系统和方法与流程

1.本公开大体涉及用于控制运载器的混合电力系统的系统和方法。


背景技术：

2.运载器(诸如飞行器)在提高操作效率、减少燃料消耗以及减少或消除排放方面受到越来越多的挑战。飞行器尤其面临着越来越多的电气化以驱动各种飞行器系统和子系统的挑战。利用混合电力系统，通过从推进系统提取电力来提供电能以驱动电驱动装置可以提供一个或多个这样的益处。然而，本公开的发明人已经发现负载需求和能量输出的变化可能对推进系统或电驱动装置的操作产生不利影响，例如导致过电压、超速或其他不期望的过载状况。
3.此外，运载器(诸如飞行器)在混合电力系统的各个部件之间的通信联接、感测和测量的数量方面受到限制。例如，增加的通信联接需要增加的通信通道、增加的存储器和存储装置、以及增加的处理，这可能不利地增加运载器的复杂性、性能、成本和可操作性。
4.因此，需要用于控制混合电力系统的改进的系统和方法。
附图说明
5.在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
6.图1是根据本公开的各种示例性实施例的飞行器的俯视图；
7.图2是图1的示例性飞行器的左舷侧视图；
8.图3是可安装到图1的示例性飞行器的燃气涡轮发动机的示意横截面视图；
9.图4是根据本公开的示例性实施例的后发动机的示意横截面视图；
10.图5是描绘根据本公开的方面的用于控制和操作负载装置的系统的示意图；
11.图6是根据本公开的方面的扭矩与电压的示例性曲线图；
12.图7是根据本公开的方面的扭矩与操作参数的示例性曲线图；
13.图8是描绘根据本公开的其他方面的用于控制和操作负载装置的系统的示意图；
14.图9是描绘根据本公开的又一方面的用于控制和操作负载装置的系统的示意图；和
15.图10是概述根据本公开的方面的操作运载器的方法的示例性步骤的流程图。
16.在本说明书和附图中重复使用的附图标记旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
17.现在将详细参考本公开的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是通过对本公开的解释而不是对本公开的限制来提供的。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可以对本公开进行各种修改和
变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的这些修改和变化。
18.如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
19.术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体向其流动的方向。
20.此外，除非另有说明，否则术语“低”、“高”或它们各自的比较级(例如，更低、更高，如果适用)均指的是发动机内的相对速度。例如，“低压涡轮”在通常低于“高压涡轮”的压力下操作。或者，除非另有说明，否则上述术语可以理解为它们的最高级。例如，“低压涡轮”可以指涡轮区段内的最低最大压力涡轮，并且“高压涡轮”可以指涡轮区段内的最高最大压力涡轮。
21.提供了运载器、电力总线系统和操作方法的实施例。本文描绘和描述的方法和系统的实施例提供了配电系统(例如混合电力系统)的控制和操作。本文提供的系统和方法的实施例可以减轻或消除过载条件，或者进一步限制混合电力系统的部件之间的通信联接，从而允许提高效率并降低复杂性。在特定实施例中，该系统包括运载器，例如具有发动机(例如推进系统，或者特别是燃气涡轮发动机推进系统)的飞行器。电机(诸如发电机或电动发电机系统)可操作地连接到发动机以提取动力(power)，并将电力分配给负载装置。负载装置的各种实施例可以是电驱动装置，例如推力生成系统(例如，电驱动推进系统、边界层吸入(bli)风扇、旋翼装置、升力或倾斜转子系统等)、泵、压缩机、热系统(例如，环境控制系统(ecs))、热管理系统(tms)、加热元件(例如，防冰系统)、雷达、激光雷达、航空电子设备、通信装置、定向能量系统、电动机或运载器上的其他电气系统。
22.本文提供的系统和方法包括可操作地联接以控制发动机和电机的计算系统。计算系统被构造为执行命令发动机生成扭矩并且让电机从发动机提取扭矩的操作。计算系统可以包括用于在发动机的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制内操作发动机的安排、曲线图、图表、查找表、曲线或其他预定设置。预定设置还可以包括发动机限制，或者特别是命令的扭矩提取被限制在其内的所有期望的发动机限制。负载装置(例如电动推进发动机或与发动机分离的电动机)经由电总线接收从电机提供的电力。
23.第一电力电子装置(例如电机处的第一逆变器)控制从发动机的扭矩提取。计算系统例如通过减小、增加或维持扭矩提取来控制由电机的扭矩提取，并进一步限制到负载装置的电力输出以防止电总线处的过电压。计算系统向发动机和第一电力电子装置提供控制命令，以将总线电压维持在期望水平，例如维持在电压限制内。因此，从发动机提取以生成到负载装置的电力的扭矩量由计算系统控制。第一电力电子装置或被构造为向第一电力电子装置发送和接收控制命令的计算系统被构造为动力或扭矩控制模式。第一电力电子装置与计算系统通信以交换操作参数，例如汲取的总电力、总线电压、电流等。因此，由电机提取的扭矩量以及随后输出到负载装置的电力量由计算系统和第一电力电子装置调节，以将发动机维持在期望的操作限制内。在系统的操作和方法的执行期间，发动机由计算系统(例如，fadec或其他发动机控制器)根据发动机处的操作参数和操作限制(例如但不限于失速裕度、喘振裕度、转子速度、温度(例如，排气温度)、扭矩输出、推力输出、压力比，或相对于
其的相关联的最小和最大限制，或任何其他可操作性限制、性能限制、健康状况/安全限制，或发动机的任何其他适当的控制限制)来控制。
24.电总线可操作地将第一电力电子装置联接到第二电力电子装置，例如可操作地联接到负载装置的第二逆变器。第二电力电子装置被构造为电压控制模式，以控制在负载装置处接收的电力。因此，在系统的操作和方法的执行期间，第二电力电子装置相对于与负载装置相关联的预定操作限制来控制负载装置。当第二电力电子装置接近或超过操作限制时，在负载装置处接收的电力受到限制。负载装置操作限制可以对应于电动推进发动机旋转速度限制、电动推进发动机处的失速裕度、电动推进发动机处的喘振裕度、负载装置处的电力输出限制、负载装置处的温度限制、负载装置处的流动限制，或负载装置处的任何其他可操作性、性能、健康状况或安全限制。附加地或替代地，第二电力电子装置可以相对于与电总线相关联的电压(例如电总线的电压限制)来控制负载装置。当电总线接近或超过电压限制时，可以修改在负载装置处接收的电力以降低电总线内的电压。
25.在操作的示例性实施例中，计算系统命令发动机操作，例如以生成要由电机提取的扭矩，从而生成到负载装置的输出电力。可以根据预定设置、安排、图表、曲线图、表等来进行发动机的操作。在特定实施例中，发动机的操作包括根据预定设置、安排、图表、曲线图、表等来生成和提供到负载装置的输出电力。计算系统命令第一电力电子装置和电机从发动机提取扭矩，并通过将第一电力电子装置连接到第二电力电子装置的总线向负载装置输出电力。第二电力电子装置从第一电力电子装置接收电力并将输出电力提供给负载装置。第二电力电子装置允许负载装置通过总线接收电力，直到负载装置达到期望的操作模式(例如，负载装置处的额定速度、旋转速度、流率、动力或推力输出、温度、压力、压力比等)。第二电力电子装置根据负载装置操作限制(并且附加地或替代地，电总线电压)来限制提供给负载装置的电力量。在各种实施例中，第二电力电子装置包括对应于电压限制的预定设置、安排、功能、曲线图、图表、表等。
26.在操作期间，第二电力电子装置将根据负载装置操作限制来限制电力输出。例如，当负载装置处于或高于负载装置操作限制时，第二电力电子装置可以限制到负载装置的电流。在负载装置是电动推进发动机的实施例中，负载装置操作限制可以对应于电动推进发动机旋转速度限制、流动限制、温度限制、动力输出限制或与电动推进发动机相关联的其他限制。因此，在接近超限区时，第二电力电子装置通过减小负载装置处的可允许扭矩来实施超限保护。由于到负载装置的电力输出受到第二电力电子装置的限制，因此第一电子装置感测、测量或以其他方式检测电总线处的电压增加。第一电力电子装置命令、控制或以其他方式调控电机，以减少从发动机提取的扭矩或电力量，从而将电总线处的电压维持在电压限制内。因此，减小的扭矩提取减小了从电机到负载装置的电力输出，并且进一步调控总线电压以返回或维持在电压限制内。因此，该系统和方法允许发动机和电机命令或“推动”到负载装置的电力，而不是负载装置命令或“拉动”来自发动机和电机的电力。这样的实施例允许发动机和电机基于发动机的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制来操作，同时减轻可能由命令电力要求的负载装置引起的冲突、波动或干扰，这些电力要求可能会不利地影响发动机处的一个或多个限制。
27.本文提供的系统和方法允许将电力分配给一个或多个负载装置，而不需要发动机或电机之间的通信联接。如果运载器处的第一发动机处的第一电机发生故障，则第二发动
机处的第二电机将不需要增加提取的扭矩或动力。此外，本文提供的实施例允许负载装置的操作和控制，而无需电机和负载装置之间的直接通信联接。此外，本文提供的实施例允许操作限制保护(例如电动推进发动机超速保护)，而不需要负载装置和计算系统之间的直接通信联接。
28.现在参考附图，其中相同的数字在所有附图中表示相同的元件，图1提供了可结合本公开的各种实施例的示例性运载器10的俯视图。图2提供了如图1所示的运载器10的左舷侧视图。如图1-2共同所示，运载器10限定延伸通过其中的纵向中心线14、竖直方向v、横向方向l、前端16和后端18。此外，运载器10限定在运载器10的前端16和后端18之间延伸的中线15。如本文所用，“中线”是指在不考虑运载器10的附属物(例如下文讨论的机翼20和稳定器)的情况下，沿运载器10的长度延伸的中点线。
29.此外，运载器10包括机身12和一对机翼20，机身12从运载器10的前端16朝向运载器10的后端18纵向延伸。如本文所用，术语“机身”通常包括运载器10的全部本体，例如运载器10的尾翼。这种机翼20中的第一个从机身12的左舷侧22相对于纵向中心线14横向向外延伸，并且这种机翼20中的第二个从机身12的右舷侧24相对于纵向中心线14横向向外延伸。所示示例性实施例的机翼20中的每一个包括一个或多个前缘襟翼26和一个或多个后缘襟翼28。运载器10还包括：竖直稳定器30，其具有用于偏航控制的方向舵襟翼32；以及一对水平稳定器34，每个水平稳定器34具有用于俯仰控制的升降舵襟翼36。机身12附加地包括外表面或蒙皮38。然而，应当理解，在本公开的其他示例性实施例中，运载器10可以附加地或替代地包括可以或可以不直接沿竖直方向v或水平/横向方向l延伸的任何其他合适的稳定器构造。
30.图1-2的示例性运载器10包括推进系统100，本文称为“系统100”。示例性系统100包括一个或多个飞行器发动机和一个或多个电动推进发动机。例如，所描绘的实施例包括：多个飞行器发动机，每个飞行器发动机被构造为安装到飞行器10，例如安装到该对机翼20中的一个；以及电动推进发动机106。更具体地，对于所描绘的实施例，飞行器发动机被构造为燃气涡轮发动机，或者更确切地说是附接到机翼20的涡轮风扇发动机102、104。在特定构造中，发动机102、104以翼下构造悬挂在机翼20下方。然而，运载器10可以以任何适当构造(例如，翼上、在机翼内或通过机翼、机身安装等)附接发动机102、104。在某些实施例中，电动推进发动机106被构造为安装在运载器10的后端。此外，所描绘的电动推进发动机可以被构造为吸入和消耗空气，该空气在运载器10的机身12上形成边界层。因此，所描绘的示例性电动推进发动机106可以被称为边界层吸入(bli)风扇。在所示实施例中，电动推进发动机106在机翼20和/或发动机102、104后方的位置处安装到运载器10。对于电动推进发动机106的bli风扇实施例，电动推进发动机106在后端18处固定地连接到机身12，使得电动推进发动机106在后端18处结合到尾部区段或与尾部区段混合，并且使得中线15延伸通过其中。然而，应当理解，在其他实施例中，电动推进发动机106可以以任何其他合适的方式构造，例如在机身12或机翼20处。在仍然各种实施例中，电动推进发动机106可以不必被构造为后风扇或bli风扇。
31.仍然参考图1-2的实施例，在某些实施例中，推进系统还包括可与发动机102、104一起操作的一个或多个发电机108。例如，发动机102、104中的一个或两者可以被构造为从旋转轴(例如lp轴或hp轴)向发电机108提供机械动力。尽管在相应发动机102、104的外部示
意性地描绘，但在某些实施例中，发电机108可以定位在相应发动机102、104内(例如，如本文关于图3所描绘和描述的)。此外，发电机108可以被构造为将机械动力转换为电力。对于所示实施例，推进系统100包括用于每个发动机102、104的发电机108，并且还包括电力调节器109和能量存储装置110。发电机108可以将电力发送到电力调节器109，电力调节器109可以将电能转换为适当形式，并且将能量存储在能量存储装置110中或者将电能发送到电动推进发动机106。对于所描绘的实施例，发电机108、电力调节器109、能量存储装置110和电动推进发动机106都连接到电通信总线111，使得发电机108可以与电动推进发动机106和/或能量存储装置110电通信，并且使得发电机108可以向能量存储装置110或电动推进发动机106中的一个或两者提供电力。因此，在这样的实施例中，推进系统100可以被称为气体电动或混合电动推进系统。
32.然而，应当理解，图1-2中描绘的运载器10和推进系统100仅作为示例提供，并且在本公开的其他示例性实施例中，可以提供具有以任何其他合适的方式构造的推进系统100的任何其他合适的运载器10。例如，应当理解，在各种其他实施例中，电动推进发动机106可以替代地定位在靠近运载器10的后端18的任何合适的位置。此外，在其他实施例中，电动推进发动机可以不定位在运载器10的后端，并因此可以不被构造为“后发动机”。例如，在其他实施例中，电动推进发动机可以结合到运载器10的机身中，并因此被构造为“吊舱式发动机”或吊舱安装式发动机。此外，在其他实施例中，电动推进发动机可以结合到运载器10的机翼中，并因此可以被构造为“混合翼发动机”。此外，在其他实施例中，电动推进发动机可以不是边界层吸入风扇，而是可以作为自由流喷射风扇安装在运载器10上的任何合适位置。此外，在其他实施例中，推进系统100可以不包括例如电力调节器109和/或能量存储装置110，而是发电机108可以直接连接到电动推进发动机106。
33.现在参考图3，提供了根据本公开的示例性实施例的推进发动机的示意横截面视图。在某些示例性实施例中，推进发动机可以被构造为高旁通涡轮风扇发动机200，本文称为“发动机200”。值得注意的是，在至少某些实施例中，发动机102、104也可以被构造为高旁通涡轮风扇发动机。在各种实施例中，燃气涡轮发动机200可以代表发动机102、104。然而，替代地，在其他实施例中，燃气涡轮发动机200可以结合到任何其他合适的运载器10或推进系统100中。
34.如图3所示，燃气涡轮发动机200限定轴向方向a1(平行于提供参考的纵向中心线201延伸)和径向方向r1。通常，燃气涡轮发动机200包括风扇区段202和设置在风扇区段202下游的核心涡轮发动机204。
35.所描绘的示例性核心涡轮发动机204通常包括限定环形入口208的基本上管状外壳206。外壳206以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压或低压(lp)压缩机210和高压(hp)压缩机212；燃烧区段214；涡轮区段，其包括高压(hp)涡轮216和低压(lp)涡轮218；以及喷射排气喷嘴区段220。高压(hp)轴或线轴222将hp涡轮216驱动地连接到hp压缩机212。低压(lp)轴或线轴224将lp涡轮218驱动地连接到lp压缩机210。
36.对于所描绘的实施例，风扇区段202包括可变螺距风扇226，可变螺距风扇226具有以间隔开的方式联接到盘230的多个风扇叶片228。如图所示，风扇叶片228大致沿径向方向r1从盘230向外延伸。借助于风扇叶片228可操作地联接到合适的致动构件232，每个风扇叶片228可相对于盘230绕螺距轴线p旋转，致动构件232被构造为共同地一致改变风扇叶片
228的螺距。风扇叶片228、盘230和致动构件232可通过lp轴224跨动力齿轮箱234一起绕纵向轴线14旋转。动力齿轮箱234包括多个齿轮，用于将lp轴224的旋转速度逐步降低到更有效的旋转风扇速度。
37.仍然参考图3的示例性实施例，盘230被可旋转的前毂236覆盖，前毂236在空气动力学上成形为促进气流通过多个风扇叶片228。另外，示例性风扇区段202包括周向围绕风扇226和/或核心涡轮发动机204的至少一部分的环形风扇壳体或外机舱238。应当理解，机舱238可以被构造为通过多个周向间隔开的出口导向轮叶240相对于核心涡轮发动机204被支撑。此外，机舱238的下游区段242可以在核心涡轮发动机204的外部分上延伸，以便在其间限定旁通气流通道244。
38.此外，所描绘的示例性燃气涡轮发动机200包括可与lp轴224一起旋转的电机246。具体地，对于所描绘的实施例，电机246被构造为同轴地安装到lp轴224并且可由其旋转的发电机。对于所描绘的实施例，lp轴224还通过动力齿轮箱234旋转风扇226。电机246包括转子248和定子250。在某些示例性实施例中，电机246的转子248和定子250以与下面参考图4描述的电动机336的示例性转子和定子基本相同的方式构造。参考图3描绘和描述的电机246可以进一步形成下面参考图5至图10描述的电机1110。此外，如将理解的，转子248可以附接至lp轴224，并且定子250可以在核心涡轮发动机204内保持静止。在操作期间，电机可以限定电机尖端速度(即，转子248在电机246的气隙半径处的线速度，如下所述)。值得注意的是，当发动机200集成到以上参考图1-2描述的推进系统100中时，发电机108可以以与图3的电机246基本相同的方式构造。在特定实施例中，图1-2中的发电机108可以形成图3的电机246，和/或形成图5至图10的电机1110。
39.然而，还应当理解，图3中描绘的示例性发动机200仅作为示例，并且在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机200可以具有任何其他合适的构造。例如，虽然转子248被示出为附接至lp轴224，但应理解，转子248可以替代地附接至hp轴222或任何其他合适的轴。附加地或替代地，虽然电机246在图3中被描绘在发动机200的后端，但是电机246可以定位在发动机200的前部或中部，或本文提供的发动机200或运载器10的任何其他适当部分。此外，应当理解，在其他示例性实施例中，发动机102、104可以替代地被构造为任何其他合适的航空发动机，例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、内燃机、往复式发动机、联合循环发动机等。
40.现在参考图4，提供了根据本公开的各种实施例的电动推进发动机的示意横截面侧视图。所描绘的电动推进发动机可以在运载器10的后端18处安装到运载器10，并且被构造为吸入边界层空气。因此，对于所描绘的实施例，电动推进发动机可以被构造为边界层吸入(bli)风扇。电动推进发动机300可以以与上面参考图1-2描述的电动推进发动机106基本相同的方式构造，并且运载器10可以以与上面参考图1-2描述的示例性运载器10基本相同的方式构造。
41.如图4所示，电动推进发动机300限定沿延伸通过其中以供参考的纵向中心线轴线302(或中心轴线)延伸的轴向方向a2，以及径向方向r2和周向方向c2(绕轴向方向a2延伸的方向，未示出)。此外，运载器10限定延伸通过其中的中线15。
42.通常，电动推进发动机300包括可绕中心线轴线302旋转的风扇304和结构支撑系统308。结构支撑系统308被构造用于将电动推进发动机300安装到运载器10，并且对于所描
绘的实施例，通常包括内框架支撑件310、多个前支撑构件312、外机舱314、多个后支撑构件316和尾锥318。如图所示，内框架支撑件310附接到机身12的隔板320。多个前支撑构件312附接到内框架支撑件310，并且大致沿径向方向r2向外延伸到机舱314。机舱314与电动推进发动机300的内壳体324一起限定气流通道322，并且至少部分地围绕风扇304。此外，对于所描绘的实施例，机舱314围绕运载器10的中线15延伸基本上三百六十度(360
°
)。多个后支撑构件316也大致沿径向方向r2从机舱314延伸到尾锥318，并将机舱314结构地连接到尾锥318。
43.在某些实施例中，前支撑构件312和后支撑构件316可以各自沿电动推进发动机300的周向方向c2大体上间隔开。此外，在某些实施例中，前支撑构件312通常可以被构造为入口导向轮叶，而后支撑构件316通常可以被构造为出口导向轮叶。如果以这种方式构造，前支撑构件312和后支撑构件316可以引导和/或调节通过电动推进发动机300的气流通道322的气流。值得注意的是，前支撑构件312或后支撑构件316中的一个或两者可以附加地被构造为可变导向轮叶。例如，支撑构件可以包括定位在支撑构件的后端的襟翼(未示出)，用于引导气流穿过支撑构件。
44.然而，应当理解，在其他示例性实施例中，结构支撑系统308可以替代地包括任何其他合适的构造，并且例如可以不包括上面描绘和描述的每个部件。替代地，结构支撑系统308可以包括上面未描绘或描述的任何其他合适的部件。
45.电动推进发动机300在机舱314和尾锥318之间附加地限定喷嘴326。喷嘴326可以被构造为从流过其中的空气生成一定量的推力，并且尾锥318可以成形为使电动推进发动机300上的阻力量最小化。然而，在其他实施例中，尾锥318可以具有任何其他形状并且可以例如在机舱314的后端前方终止，使得尾锥318在后端被机舱314包围。此外，在其他实施例中，电动推进发动机300可以不被构造为生成任何可测量的推力量，而是可以被构造为从运载器10的机身12的空气边界层吸入空气，并增加能量/加速这种空气，以减少运载器10上的整体阻力(并因此增加运载器10的净推力)。
46.仍然参考图4，风扇304包括多个风扇叶片328和风扇轴330。多个风扇叶片328附接至风扇轴330并且大致沿电动推进发动机300的周向方向c2间隔开。如所描绘的，对于所描绘的实施例，多个风扇叶片328至少部分地被机舱314包围。
47.此外，对于所描绘的实施例，风扇304可通过电机绕电动推进发动机300的中心线轴线302旋转。更具体地，对于所描绘的实施例，电机被构造为电动机336并且电动推进发动机300附加地包括机械地联接到电动机336的动力齿轮箱338。此外，风扇304机械地联接到动力齿轮箱338。例如，对于所描绘的实施例，风扇轴330延伸到动力齿轮箱338并联接到动力齿轮箱338，并且电动机336的驱动轴340延伸到动力齿轮箱338并且还联接到动力齿轮箱338。因此，对于所描绘的实施例，风扇304可经由电动机336通过动力齿轮箱338绕电动推进发动机300的中心轴线302旋转。
48.动力齿轮箱338可以包括用于改变驱动轴340和风扇轴330之间的旋转速度的任何类型的齿轮系统。例如，动力齿轮箱338可以被构造为星形齿轮系、行星齿轮系或任何其他合适的齿轮系构造。另外，动力齿轮箱338可以限定齿轮比，如本文所用，齿轮比是指驱动轴340的旋转速度与风扇轴330的旋转速度的比。在某些示例性实施例中，动力齿轮箱338的齿轮比可以大于约1:1且小于约1:5。例如，在某些实施例中，动力齿轮箱338的齿轮比可以在
约1:1.5和约1:3.5之间，例如在约1:1.2和约1:2.75之间。应当理解，如本文所用，诸如“约”或“近似”的近似术语是指在10％的误差裕度内。
49.仍然参考图4的示例性实施例，电动机336至少部分地位于运载器10的机身12内。更具体地，风扇304沿电动推进发动机300的中心轴线302定位在动力齿轮箱338的前方，并且电动机336沿电动推进发动机300的中心轴线302定位在风扇304的前方。然而，根据替代实施例，动力齿轮箱338可以定位在前方位置或运载器10内的任何其他合适的位置。
50.此外，在某些示例性实施例中，电动推进发动机300可以构造有气体电动推进系统，例如上面参考图1-2描述的气体电动推进系统100。在这样的实施例中，电动机336可以从能量存储装置或发电机(例如图1-2的能量存储装置110或发电机108)中的一个或两者接收电力。
51.现在参考图5，提供了用于控制混合电动系统处的配电的系统(下文中，“系统13”)的示意图。系统13的实施例包括可操作地联接到电机1110的发动机1100。图5中描绘的系统13的各种实施例可以根据关于图1-2描绘和描述的运载器10；关于图3描绘和描述的发动机200；和/或关于图4描绘和描述的电动推进发动机300进行构造，例如下文进一步描述的。
52.在各种实施例中，系统13包括计算系统1210，计算系统1210被构造为根据本文描述的操作、指令、步骤或方法输出命令控制、进行操作和/或存储一个或多个图表、曲线图、表、曲线、限制或计划。计算系统1210通信地联接到发动机1100以生成将由电机1110提取的动力或扭矩，从而生成到负载装置1120的电力。计算系统1210通信地联接第一电力电子装置1115。根据本公开的方面，第一电力电子装置1115是用于将电流转换为dc、ac或从dc转换为ac或从dc转换为dc的任何合适的电力调节装置。在特定实施例中，第一电力电子装置1115是第一逆变器。第一电力电子装置1115被构造为动力或扭矩控制模式。因此，第一电力电子装置1115在与发动机1100相关联的扭矩限制内调节或以其他方式控制电机1110从发动机1100提取的动力量。在特定实施例中，第一电力电子装置1115命令电机1110从发动机1100提取动力。电机1110从发动机1100提取的动力对应地在电总线1117处的电压限制内。
53.计算系统1210与第一电力电子装置1115和发动机1100可操作地通信。因此，计算系统1210根据一个或多个发动机操作限制向发动机1100提供和输出控制命令，以生成动力或扭矩。发动机操作限制包括但不限于一个或多个压缩机(例如，lp压缩机210、hp压缩机212)处的喘振裕度或失速裕度、排气温度(例如，由燃烧区段214生成并通过涡轮216、218膨胀的燃烧气体)、一个或多个压力比(例如，一个或两个压缩机210、212处的压缩机压力比、风扇区段202处的风扇压力比)、旋转速度(例如，一个或多个线轴222、224处)，或其组合，或与之相关联的最小和/或最大限制，或其中的变化，或其中的变化率。发动机操作限制通常可以包括与燃气涡轮发动机的可操作性、性能、健康状况、安全性或期望耐久性相关联的任何适当的限制、裕度、范围或比。此外，计算系统1210提供和输出与从电机1110到负载装置1120的期望电力输出相关联的控制命令。在动力或扭矩控制构造中，第一电力电子装置1115改变或调控由电机1110从发动机1100提取的扭矩。提取的扭矩量相应地控制或调控通过电总线1117的电力输出量，电总线1117可操作地将第一电力电子装置1115连接到第二电力电子装置1125和负载装置1120。
54.根据本公开的方面，第二电力电子装置1125是用于将电流转换为dc、ac或从dc转换为ac或从dc转换为dc的任何合适的电力调节装置。在特定实施例中，第二电力电子装置
1125是第二逆变器。第二电力电子装置1125被构造为电压控制模式。这样，第二电力电子装置1125调节或以其他方式控制从第一电力电子装置1115提供给负载装置1120的电力量或电流量。在特定实施例中，第二电力电子装置1125基于电总线1117处的电压(诸如电压限制)来调节提供给负载装置1120的电力量。
55.现在参考图6-7，提供了描绘系统13的示例性控制曲线的曲线图。图6描绘了与第一电力电子装置1115相关联的扭矩控制曲线图2000。图7描绘了与第二电力电子装置1125相关联的电压控制曲线图3000。参考图5、图6和图7，在系统13的操作的示例性实施例期间，计算系统1210命令发动机1100操作，例如生成要由电机1110提取的扭矩以生成到负载装置1120的电力。图6中的曲线图2000描绘了从发动机1100的扭矩提取3004。第一电力电子装置1115控制或调节电机1110以在标称电压区2001内从发动机1100提取扭矩，例如在图6中描绘的电压限制2002的左侧描绘的。电压限制2002可以特别对应于总线1117处的电压限制。第一电力电子装置1115通过电总线1117向第二电力电子装置1125输出电力。
56.第二电力电子装置1125允许负载装置1120通过总线1117接收电力，直到负载装置1120在标称负载装置操作区3001内操作，例如在图7中描绘的操作限制3002的左侧描绘的。操作限制3002对应于与负载装置1120的操作相关联的任何适当的可操作性、性能、健康状况、安全性或其他限制，例如本文所述。操作限制3002可以对应于负载装置1120在操作限制3002处或在操作限制3002内(即，在标称负载装置操作区3001内)操作的一个或多个预定操作参数或限制。第二电力电子装置1125将来自第二电力电子装置1125的电力输出到负载装置1120，以维持负载装置1120在标称负载装置操作区3001内的操作。
57.各种条件可能导致负载装置1120接近或超过操作限制3002，在这种情况下负载装置在超限区3003(图7)内操作。当负载装置1120高于负载装置操作限制3002操作，并因此在负载装置1120的超限区3003内操作时，第二电力电子装置1125限制到负载装置1120的电流，以将负载装置1120返回到标称负载装置操作区3001(图7)内。由于由负载装置1120接收的电流和随后的电力被第二电力电子装置1125相应地限制，以将负载装置1120返回到标称负载装置操作区3001，因此第一电子装置1115感测、测量或以其他方式检测总线1117处的电压升高。参考图6，当第一电力电子装置1115接近或超过电压限制2002时，测量的电压在过电压区2003内。第一电力电子装置1115命令、控制或以其他方式调控电机1110，以调整从发动机1100提取的扭矩量。因此，调整的扭矩提取降低了电机1110的电力输出，因此总线1117处的电压降低以返回到标称电压区2001。
58.简而言之，应当理解，在其他示例性方面，第二电力电子装置1125可以附加地或替代地被构造为基于电总线1117的电压来调控由负载装置1120从第一电力电子装置1115接收的电力。该电压可以是电总线1117的电压限制2002，或者可以是电总线1117的期望操作电压(例如，基于发动机的操作参数、操作安排等)。例如，当负载装置低于超限区3003操作，但电总线1117处于或超过电压限制2002时，第二电力电子装置1115可以操作以降低电总线1117的电压(例如，通过增加提供给负载装置1120的电力，或者更确切地说是电流)。
59.因此，系统13允许计算系统1210经由调节总线电压(例如，在总线1117处)来在发动机1100的可操作性、性能、健康状况和安全限制内控制和命令从发动机1100的扭矩提取。系统13可以特别地将发动机1100指定为优先负载，在该优先负载下，与发动机1100相关联的操作限制相对于负载装置1120处的次级负载被更仔细地管理、调节或控制。特别地，系统
13允许扭矩提取是发动机1100处的所有可操作性、性能、健康状况或安全限制、范围等的函数。换句话说，系统13允许从发动机1100的扭矩提取的变化(即，变化幅度和/或变化率)，以便在与发动机1100相关联的所有限制内发生提供给负载装置1120的电力。这样，系统13可以消除或去除对计算系统1210和负载装置1120之间的控制命令或通信的需要，这可以简化控制系统、减轻重量、减少故障模式并提高整体性能。附加地或替代地，负载装置1120可以是允许操作状态相对于标称操作状态波动的任何电驱动装置。例如，构造为电动推进发动机的负载装置可以允许操作状态(例如，旋转速度、动力或推力输出、压力比或温度等)与负载装置的标称负载装置操作区相比变化高达100％。
60.现在参考图8，提供了诸如关于图1-2描述的运载器10的实施例(包括诸如关于图5描述的系统13的实施例)的示意图。图8中提供的实施例包括电力调节器109，其包括例如关于图5描述的第一电力电子装置1115和第二电力电子装置1125中的一个或两个。应当理解，虽然电力调节器109被描绘为包括第一电力电子装置1115和第二电力电子装置1125，但是运载器10和系统13的其他实施例可以将第一电力电子装置1115和第二电力电子装置1125与电力调节器109分开。
61.图8中提供的实施例包括经由由发电机108提取的扭矩生成电力的一个或两个发动机102、104。发动机102、104对应于关于图5描绘和描述的发动机1100。发电机108对应于关于图5描绘和描述的电机1110。电动推进发动机106对应于关于图5描绘和描述的负载装置1120。发动机102、104，发电机108，电力调节器109和电动推进发动机106经由电通信总线111可操作地通信，电通信总线111至少部分地对应于关于图5描绘和描述的总线1117。特别地，电通信总线111可以包括：第一部分111a，第一部分111a将发电机108可操作地连接到第一电力电子装置；第二部分111b，第二部分111b将第二电力电子装置1125可操作地连接到电动推进发动机106，并且电压总线1117可操作地连接第一电力电子装置1115和第二电力电子装置1125，例如关于图5描述的。
62.尽管本文未进一步描绘，但图8中描绘的运载器10的示意图可以进一步包括与发电机108、电力调节器109可操作地布置的能量存储装置110，和/或经由电通信总线111与发电机108、电力调节器109可操作地布置的能量存储装置110中的一个或多个。
63.在运载器10的操作期间，各种因素可能导致电动推进发动机106需要变化电力量，以在标称负载装置操作区3001内或在限制3002处或通常在超限区3003之外操作，例如关于图7描绘和描述的。例如，电动推进发动机106处的空气的密度、速度、温度、压力或边界层条件的变化可能导致电动推进发动机106要求变化在电动推进发动机106处接收到的电力，以用于期望的操作。这种变化可以基于高度、姿态、环境条件、运载器速度、马赫数或运载器10的其他操作条件的变化。当电动推进发动机106处于或接近超限区3003(例如温度限制、流率限制、旋转速度限制(例如，转子速度、叶片尖端速度等)、压力比或与电动推进发动机106的可操作性、性能、健康状况或安全性相关联的其他适当限制)时，第二电力电子装置1125相应地减少在电动推进发动机106处接收的电力或电流，例如以将电动推进发动机106维持或返回到图7描绘的标称负载装置操作区3001。
64.随着电力或电流减小，第一电力电子装置1115感测总线1117处的电压增加并控制发电机108，以减少从一个或多个发动机102、104的扭矩提取。特别地，减少扭矩提取的命令或控制是至少基于存储在计算系统1210处的发动机102、104的操作参数。因此，由发电机
108生成的电力降低，并且电压维持在标称电压区2001内或从过电压区2003降低。此外，从发动机102、104的扭矩提取的变化幅度和/或变化率基于存储在计算系统1210处的发动机102、104的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制。
65.因此，运载器10允许电动推进发动机106的超限保护(例如，超速保护、过温保护等)，而不需要电动推进发动机控制(例如，第二电力电子装置1125)和计算系统1210之间的命令控制通信。附加地或替代地，运载器10允许这种保护而不需要发电机108和电动推进发动机106之间的命令控制通信。
66.现在参考图9，提供了诸如关于图5描述的系统13的实施例(包括诸如关于图3描述的发动机200的实施例，以及包括关于图4描述的电动推进发动机300的实施例)的示意图。图9中提供的实施例可以与关于关于图1-8描述的任何一个或多个实施例描述的基本类似地构造。图9可以包括关于图1-6描绘和描述的部件或元件，并且为了清楚起见可以去除这些部件。
67.图9中提供的实施例包括一个或多个发动机200，一个或多个发动机200经由由电机246通过轴1102(例如，图3中的hp轴222或lp轴224)提取的扭矩生成电力。诸如关于图3描述的电机246可以进一步包括诸如关于图5描述的电机1110和第一电力电子装置1115。发动机200对应于关于图5描绘和描述的发动机1100。诸如关于图4描述的电动推进发动机300可以进一步包括诸如关于图5描述的第二电力电子装置1125。诸如关于图4描述的电动机336对应于关于图5描绘和描述的负载装置1120。发动机200、电机246和电动推进发动机300经由总线111(包括第一部分111a和第二部分111b)、1117可操作地通信，例如关于图1-8描述的。
68.例如关于图9提供的系统13的实施例的操作与关于图1-8的任何一个或多个实施例描述的基本上类似。应当理解，操作限制3002、标称负载装置操作区3001和超限区3003可以对应于电动机336的任何适当的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制。这样的参数或限制可以包括但不限于电动机336的温度、动力输出或速度。这样的限制可以附加地或替代地包括对应于被构造为从电动机336接收动力的风扇304(图4)的一个或多个限制。
69.关于图9提供的系统13允许电动推进发动机300的超限保护(例如，超速保护、过温保护等)，而不需要电动推进发动机300和计算系统1210之间的命令控制通信。附加地或替代地，运载器10允许对电动推进发动机300进行这种保护，而不需要电机246和将动力分配给风扇304(图4)的电动机336之间的命令控制通信。
70.在特定实施例中，运载器10和系统13可以允许负载装置1120(例如电动推进发动机106、300)在发动机102、104、200、1100或计算系统1210发生故障的情况下自动产生推进动力。由于第二电力电子装置1125被构造为将负载装置1120控制或维持在标称负载装置操作区3001内，因此当与操作限制3002相关联的操作参数减小到低于相对于操作限制3002的最小值或裕度时，第二电力电子装置1125可以允许增加通过总线1117到负载装置1120的电流或电力。由于第二电力电子装置1125将控制这种增加而不考虑计算系统1210或发动机1100处的功能、控制或操作状态，因此系统13可以从经由电通信总线111(例如关于图1描绘和描述的)可操作地联接到第二电力电子装置1125的任何一个或多个能量存储装置110中吸取电力。
71.尽管图8-9提供了负载装置1120作为边界层吸入风扇推进系统的特定实施例，但
应当理解，本文描绘和描述的负载装置1120可以包括任何适当的电驱动系统。负载装置的各种实施例可以是电驱动装置，例如推力生成系统(例如，电驱动推进系统、边界层吸入(bli)风扇、旋翼装置、升力或倾斜转子系统等)、泵、压缩机、热系统(例如，环境控制系统(ecs))、热管理系统(tms)、加热元件(例如，防冰系统)、雷达、激光雷达、航空电子设备、通信装置、定向能量系统、电动机或运载器上的其他电气系统。
72.本文描绘和描述的计算系统1210通常可以对应于任何合适的基于处理器的装置，包括一个或多个计算装置。计算系统1210的某些实施例包括全权限数字发动机控制器(fadec)、数字发动机控制器(dec)、混合电动发动机控制器或被构造为操作发动机1100、电机1110和第一电力电子装置1115、或诸如本文提供的实施例的其他适当的计算装置。
73.计算系统1210可以包括一个或多个处理器1212和一个或多个相关联的存储器装置1214，其被构造为进行各种计算机实施的功能，例如本文描述的方法。如本文所用，术语“处理器”不仅指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，还指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(plc)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)和其他可编程电路。另外，存储器1214通常可以包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(ram))、计算机可读非易失性介质(例如，闪存)、压缩盘-只读存储器(cd-rom)、磁光盘(mod)、数字通用盘(dvd)、非暂时性计算机可读介质和/或其他合适的存储器元件，或其组合。
74.计算系统1210可以包括存储在存储器1214中的控制逻辑1216。控制逻辑1216可以包括计算机可读指令，计算机可读指令在由一个或多个处理器1212执行时使一个或多个处理器1212进行操作。在各种实施例中，操作包括用于控制或操作混合电动系统的方法(下文中，“方法1000”)的一个或多个步骤，例如在图10中提供的流程图中概述的。方法1000可以存储为计算机可读指令，并且可以用任何适当的计算系统、发动机、负载装置、第一电力电子装置和第二电力电子装置执行，例如在关于图1-9的各种实施例中描绘和描述的。
75.方法1000包括在1010处命令发动机(例如，发动机1100)例如经由可操作地联接到电机1110(图5)的发动机轴1102(例如，图3中的轴222、224)生成扭矩，以生成电力。在1010处，方法1000通常可以包括根据与发动机相关联的可操作性、性能、健康状况和/或安全参数来操作发动机。
76.方法1000包括在1020处经由处于动力或扭矩控制构造的第一电力电子装置(例如，第一电力电子装置1115)和处于电压控制构造的第二电力电子装置(例如，第二电力电子装置1125)向负载装置(例如，负载装置1120)提供电力，例如本文关于图1-9描述的。在特定实施例中，方法1000和本文描述的系统13包括第一电力电子装置，第一电力电子装置经由电总线(例如，总线1117)与第二电力电子装置串联连接。
77.方法1000包括在1030处经由第二电力电子装置基于负载装置处的操作限制(例如，图7中的操作限制3002)来控制负载装置操作参数。操作限制通常可以对应于最小和/或最大负载装置操作参数，例如但不限于与旋转速度、温度、压力、流率、动力或推力输出、或负载装置处的其他操作参数相关联的一个或多个参数。第二电力电子装置以电压控制模式操作，从而在预定限制内调节负载装置电压。因此，第二电力电子装置通过控制负载装置以在负载装置的预定操作限制内操作来以电压控制模式操作。
78.方法1000还可以包括在1040处经由第一电力电子装置控制电总线处的电压。在诸
如本文关于图1-9描述的各种实施例中，方法1000在1030处包括经由与在与操作限制相关联的电压要求内维持或操作相对应地控制到负载装置的电力输出或电流来经由第二电力电子装置控制负载装置操作参数。在诸如本文关于图1-9描述的各种实施例中，方法1000在1040处包括经由控制来自电机的动力或扭矩提取来经由第一电力电子装置控制电总线处的电压。在特定实施例中，方法1000在1040处包括控制通过电机的动力或扭矩提取，同时将发动机维持在发动机的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制内。
79.包括在控制逻辑1216处并且存储在存储器1214中的指令可以包括方法1000的一个或多个步骤，方法1000的一个或多个步骤以可以在硬件中实施的任何合适的编程语言或代码作为软件存储、转换或编写。附加地和/或替代地，指令可以在处理器1212上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。存储器装置1214可以进一步存储可由处理器访问的数据，例如与将发动机维持在发动机的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制内(例如，关于步骤1040描述的)、或曲线图2000(图6)相关联的限制、图表、查找表、安排、曲线、或曲线图。第二电力电子装置1125可以进一步包括任何适当的硬件和/或软件，以存储或以其他方式控制例如关于曲线图3000和/或步骤1030处的方法1000提供的，或例如本文以其他方式描述的负载装置1120。
80.计算系统1210还可以包括通信接口模块1230。在各种实施例中，通信接口模块1230可以包括用于发送和接收例如本文所述的数据或控制命令的相关电子电路。因此，计算系统1210的通信接口模块1230可用于接收来自一个或多个传感器、测量装置的数据，或关于发动机1100、第一电力电子装置1115和总线1117的计算。如上所述，通信接口模块可以通讯命令、调控、调整或其他功能，或接收操作参数、电压状态和操作状态，或指示发动机1100、电机1110和第一电子装置1115的当前或期望操作模式的其他值。应当理解，与其对应的计算或测量可以包括但不限于温度、压力、电压、电流、频率、波长、流率、梯度、差异、或其中的变化、或变化率，例如本文所述的其他适当的计算或测量。在特定实施例中，系统13被有利地构造为在计算系统1210与第二电力电子装置1125和负载装置1120(或者特别是构造为电动推进发动机106、300的负载装置)之间没有通信。
81.计算系统1210还可以包括用于例如与系统或设备的其他部件通信的网络接口。网络接口可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其他合适的部件。
82.应当理解，通信接口模块1230可以是合适的有线和/或无线通信接口的任何组合，因此，可以经由有线和/或无线连接通信地联接到设备的一个或多个部件。这样，计算系统1210可以经由分布式网络获得、确定、存储、生成、传输或操作本文描述的方法的任何一个或多个步骤。例如，网络可以包括satcom网络、acars网络、arinc网络、sita网络、avicom网络、vhf网络、hf网络、wi-fi网络、wimax网络、gatelink网络等。
83.系统的实施例可以例如通过将发动机操作维持在与发动机相关联的所有可操作性、性能、健康状况和/或安全限制内来提供与混合电动推进系统相关的特定优势和益处。此类限制可具体包括一个或多个压缩机处的失速或喘振限制、涡轮区段处或下游的排气温度、推力输出、一个或多个线轴处的旋转速度、跨压缩机区段、风扇区段或核心发动机中的一个或多个的压力比、或其中的变化、或其中的变化率。特定优势可以包括将发动机维持在一个或多个这样的限制或所有这样的限制内，同时允许负载装置(例如电动推进发动机)在
相对于负载装置的标称操作的相对较大容差或限制内操作或“浮动”。因此，负载装置处的电力要求的变化可能不会在发动机处的可操作性、性能、健康状况和/或安全限制内显著影响发动机的操作。在计算系统和第二电力电子装置之间没有直接通信的情况下，可以进一步提供这样的益处。因此，系统和运载器可以例如通过减少的布线和通信装置、发动机和负载装置之间的动力需求和系统限制之间的更少的干扰或冲突、以及将一个部件(例如，发动机)处的潜在故障与另一个部件(例如，负载装置)处的操作或可操作性分离来减少重量、复杂性和故障模式。
84.该书面描述使用示例来公开本公开的优选实施例，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本公开，包括制造和使用任何装置或系统以及进行任何结合的方法。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。
85.本公开的进一步方面由以下条项的主题提供：
86.1.一种用于控制配电的系统，所述系统包括：发动机，所述发动机可操作地联接到电机；第一电力电子装置，所述第一电力电子装置可操作地联接到所述电机，其中所述第一电力电子装置被构造为动力控制模式，以调控由所述电机从所述发动机提取的动力；第二电力电子装置，所述第二电力电子装置可操作地联接到负载装置，其中所述第二电力电子装置可操作地联接成经由电总线从所述第一电力电子装置接收电力，并且其中所述第二电力电子装置被构造为电压控制模式，以调控由所述负载装置从所述第一电力电子装置接收的电力，并且其中调控由所述负载装置接收的电力是至少基于对应于所述负载装置的操作限制、所述电总线的电压或两者；以及计算系统，所述计算系统可操作地联接到所述发动机和所述第一电力电子装置，其中所述计算系统被构造为向所述发动机和所述第一电力电子装置发送控制命令。
87.2.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，所述第一电力电子装置和所述第二电力电子装置经由所述电总线串联连接。
88.3.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，所述计算系统被构造为进行操作，所述操作包括：命令所述发动机以生成电力；经由所述电总线向所述负载装置提供电力；以及经由所述第一电力电子装置控制所述电总线处的电压。
89.4.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，控制所述电总线处的电压包括基于所述电总线处的电压限制，控制由所述电机从所述发动机的动力提取。
90.5.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，控制由所述电机从所述发动机的动力提取包括将所述发动机维持在所述发动机的可操作性、性能、健康状况和安全限制内。
91.6.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，所述负载装置是电驱动装置。
92.7.根据本文任何一个或多个条项所述的系统，其中，对应于所述负载装置的所述操作限制对应于与所述负载装置相关联的旋转速度、温度、压力、动力输出或推力输出。
93.8.一种飞行器，所述飞行器包括：发动机，所述发动机形成推进系统；发电机，所述发电机可操作地联接成从所述发动机接收动力；第一电力电子装置，所述第一电力电子装
置可操作地联接到所述发电机，其中所述第一电力电子装置被构造为动力控制模式，以调控由所述发电机从所述发动机提取的动力；第二电力电子装置，所述第二电力电子装置可操作地联接到电动推进发动机，其中所述第二电力电子装置可操作地联接成经由电总线从所述第一电力电子装置接收电力，并且其中所述第二电力电子装置被构造为电压控制模式，以调控由所述负载装置从所述第一电力电子装置接收的电力，并且其中调控由所述电动推进发动机接收的电力是至少基于对应于所述电动推进发动机的操作限制、所述电总线的电压或两者；以及计算系统，所述计算系统可操作地联接到所述发动机和所述第一电力电子装置，其中所述计算系统被构造为向所述发动机和所述第一电力电子装置发送控制命令，以基于所述电总线处的电压向所述负载装置推送电力。
94.9.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，所述计算系统被构造为进行操作，所述操作包括：命令所述发动机以生成电力；经由所述电总线向所述电动推进发动机提供电力；并且经由所述第一电力电子装置控制所述电总线处的电压。
95.10.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，控制所述电总线处的电压包括控制由所述发电机从所述发动机的动力提取。
96.11.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，控制由所述电机从所述发动机的动力提取包括将所述发动机维持在所述发动机的可操作性、性能、健康状况和安全限制内。
97.12.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，将所述发动机维持在所述发动机的可操作性、性能、健康状况和安全限制内包括允许所述电动推进发动机在所述电动推进发动机的标称负载装置操作区的上方和下方改变高达15％。
98.13.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，对应于所述电动推进发动机的所述操作限制是与所述电动推进发动机相关联的旋转速度、温度、压力、动力输出或推力输出。
99.14.根据本文任何一个或多个条项所述的飞行器，其中，对应于所述电动推进发动机的所述操作限制对应于所述电动推进发动机处的电动机。
100.15.一种用于控制混合电力系统的方法，所述方法包括：命令发动机以生成电力；经由处于动力控制构造的第一电力电子装置和处于电压控制构造的第二电力电子装置向负载装置提供电力；经由所述第二电力电子装置基于所述负载装置处的操作限制来控制负载装置操作参数；以及经由所述第一电力电子装置控制将所述第一电力电子装置可操作地联接到所述第二电力电子装置的电总线处的电压。
101.16.根据本文任何一个或多个条项所述的方法，其中，控制所述负载装置操作参数包括经由处于电压控制模式下的所述第二电力电子装置来控制所述负载装置。
102.17.根据本文任何一个或多个条项所述的方法，其中，控制所述负载装置操作参数包括对应于将所述负载装置维持在所述负载装置处的所述操作限制内而控制向所述负载装置的电力输出。
103.18.根据本文任何一个或多个条项所述的方法，其中，控制电力输出包括经由所述第二电力电子装置控制向所述负载装置的电流。
104.19.根据本文任何一个或多个条项所述的方法，其中，控制所述电总线处的所述电压包括经由可操作地联接到所述第一电力电子装置和所述发动机的计算系统来控制从所
述电机的电力提取。
105.20.根据本文任何一个或多个条项所述的方法，所述方法包括：经由可操作地联接到所述第一电力电子装置和所述发动机的计算系统来控制由所述电机的动力提取，同时将所述发动机维持在所述发动机的可操作性、性能、健康状况和安全限制内。
106.21.一种运载器，所述运载器包括根据本文任何一个或多个条项所述的系统。
107.22.一种计算系统，所述计算系统包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置，其中所述一个或多个存储器装置存储指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使配电系统进行操作，其中所述配电系统包括可操作地联接到电机的发动机，其中第一电力电子装置被构造为动力控制模式以调控由所述电机从所述发动机提取的动力，其中所述计算系统可操作地联接到所述发动机和所述第一电力电子装置，以使所述发动机、所述电机和所述第一电力电子装置进行操作，并且其中第二电力电子装置可操作地联接，以经由电总线从所述第一电力电子装置接收电力，并且其中所述第二电力电子装置被构造为电压控制模式，以调控由所述负载装置从所述第一电力电子装置接收的电力，并且其中调控由所述负载装置接收的电力是至少基于对应于所述负载装置的操作限制、所述电总线的电压或两者。
108.23.根据本文任何一个或多个条项所述的计算系统，其中，所述计算系统被构造为进行根据本文任何一个或多个条项所述的方法的步骤。
109.24.根据本文任何一个或多个条项所述的计算系统，其中，所述计算系统被构造为进行根据本文任何一个或多个条项所述的用于控制配电的所述系统的操作。

技术特征：
1.一种用于控制配电的系统，其特征在于，所述系统包括：发动机，所述发动机可操作地联接到电机；第一电力电子装置，所述第一电力电子装置可操作地联接到所述电机，其中所述第一电力电子装置被构造为调控由所述电机从所述发动机提取的动力；第二电力电子装置，所述第二电力电子装置可操作地联接到负载装置，其中所述第二电力电子装置可操作地联接成经由电总线从所述第一电力电子装置接收电力，并且其中所述第二电力电子装置被构造为调控由所述负载装置从所述第一电力电子装置接收的电力，并且其中调控由所述负载装置接收的电力是至少基于对应于所述负载装置的操作限制、所述电总线的电压或两者；以及计算系统，所述计算系统可操作地联接到所述发动机和所述第一电力电子装置，其中所述计算系统被构造为向所述发动机和所述第一电力电子装置发送控制命令。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述第一电力电子装置和所述第二电力电子装置经由所述电总线串联连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述计算系统被构造为进行操作，所述操作包括：命令所述发动机以生成电力；经由所述电总线向所述负载装置提供电力；以及经由所述第一电力电子装置控制所述电总线处的电压。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，控制所述电总线处的所述电压包括基于所述电总线处的电压限制，控制由所述电机从所述发动机的动力提取。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中，控制由所述电机从所述发动机的动力提取包括将所述发动机维持在所述发动机的可操作性限制、所述发动机的性能限制、所述发动机的健康状况限制、所述发动机的安全限制或其组合内。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，其中，所述负载装置是电驱动装置。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，对应于所述负载装置的所述操作限制对应于与所述负载装置相关联的旋转速度、温度、压力、动力输出或推力输出。8.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括：推进系统，所述推进系统包括燃气涡轮发动机；发电机，所述发电机可操作地联接成从所述燃气涡轮发动机接收动力；第一电力电子装置，所述第一电力电子装置可操作地联接到所述发电机，其中所述第一电力电子装置被构造为调控由所述发电机从所述燃气涡轮发动机提取的动力；第二电力电子装置，所述第二电力电子装置可操作地联接到电动推进发动机，其中所述第二电力电子装置可操作地联接成经由电总线从所述第一电力电子装置接收电力，并且其中所述第二电力电子装置被构造为调控由负载装置从所述第一电力电子装置接收的电力，并且其中调控由所述电动推进发动机接收的电力是至少基于对应于所述电动推进发动机的操作限制、所述电总线的电压或两者；以及计算系统，所述计算系统可操作地联接到所述燃气涡轮发动机和所述第一电力电子装置，其中所述计算系统被构造为向所述燃气涡轮发动机和所述第一电力电子装置发送控制命令，以基于所述电总线处的电压向所述负载装置推送电力。
9.根据权利要求8所述的飞行器，其特征在于，其中，所述计算系统被构造为进行操作，所述操作包括：命令所述燃气涡轮发动机以生成电力；经由所述电总线向所述电动推进发动机提供电力；并且经由所述第一电力电子装置控制所述电总线处的电压。10.根据权利要求9所述的飞行器，其特征在于，其中，控制所述电总线处的所述电压包括控制由所述发电机从所述燃气涡轮发动机的动力提取。

技术总结
提供了一种用于控制配电的系统。该系统包括：发动机，其可操作地联接到电机；以及第一电力电子装置，其被构造为动力控制模式，以调控由电机提取的动力。第二电力电子装置被构造为电压控制模式并且可操作地联接到负载装置，以调控由负载装置从第一电力电子装置接收的电力。调控由负载装置接收的电力是至少基于对应于负载装置的操作限制、电总线的电压或两者。计算系统可操作地联接到发动机和第一电力电子装置，其中计算系统被构造为向发动机和第一电力电子装置发送控制命令。电力电子装置发送控制命令。电力电子装置发送控制命令。


技术研发人员：罗伯特
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2022.11.18
技术公布日：2023/5/30