航空电气概论飞机电源系统概述.

飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（1）飞机电源系统主电源辅助电源地面电源应急电源二次电源ENG驱动的GENAPU.GBAT逆变电源/电源车AC-DCDC-ACDC-DCAC-ACBATRAT.GHMGINV飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（2）1)主电源：由主ENG传动的发电系统；为全部用电设备供电。2)辅助电源：地面（主电源不工作）；空中（备份电源）种类：APU.G、BAT3)应急电源：飞行中主电源和辅助电源全部失效类型：BAT、INV、RAT、HMG飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（3）4)外接地面电源（EP）：类型：电源车、中频逆变电源、电瓶车5)二次电源：主电源→变换形式或规格类型：DC→AC：旋转变流机、INVAC→DC：TRU；DC→DC：直流变换器AC→AC：Transformer/变频器?飞机电源系统CAUC加热和防冰负载40%电子设备20%照明设备8%飞机电源系统CAUC负载按重要程度分类飞行关键负载或最重要负载1235任务关键负载或重要负载通用负载及厨房负载2飞机电源系统CAUC不同飞行阶段的电气负载分布图020406080100120140160180飞行前准备发动机启动滑行起飞与爬升巡航下降与着陆飞行状态2台发电机的容量负载1台发电机容量重要负载通用负载厨房负载(KVA)飞机电源系统CAUC飞机主电源的种类及特点主电源28VDC270VDCVSCFACVSVF115V/235VCSCFAC混合电源ACACACDCDCDC+AC飞机电源系统CAUC8飞机交流电源的主要形式(CSCF)(VSCF)飞机交流电源系统恒频交流电源变频交流电源恒速恒频变速恒频VSVF飞机电源系统CAUC飞机交流电源种类VSVFCSCFVSCF飞机电源系统CAUC10VSVF交流电源系统发动机减速器交流发电机变速变速变频交流电优点：变频交流发电系统简单体积重量小电能转换效率高缺点：发电机之间不能并联供电适用范围：1）涡桨飞机或直升机;2）大飞机飞机电源系统CAUC11CSCF交流电源系统发动机恒速传动装置交流发电机变速恒速恒频交流电恒频交流电对各类负载都适用，用电设备和配电系统重量比变频系统轻，配电系统较简单；恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运行，而且电气性能好，供电质量高；有CSD，费用高；无法实现起动/发电。飞机电源系统CAUC12VSCF交流电源系统发动机发电机整流器变速变频逆变器恒频交流电交流直流电气性能好。VSCF电源输出频率恒定，精度高，无频率瞬变现象；取消了CSD，重量有所减轻。优点：缺点：允许的工作环境温度比较低，过载能力差。结构复杂，可靠性相对较低。应用：MD90（主电源）；A380+B787（二次电源）飞机电源系统CAUCVSVF+VSCFCSCF飞机电源系统CAUC14主电源采用交流电源的原因电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量：28V→115V→235V→270V工作环境限制飞行高度增加，不适合有刷电机；用电量增加，需要采用油冷电压和功率变换的要求；AC-AC容易；DC-DC/DC-AC复杂飞机电源系统CAUC15交流电源系统的主要优点无刷交流发电机：无磨损，可采用喷油冷却，可靠性提高；电源电压高（115V或235V）→发电机和电网重量减轻；交流电能易于变换，即易于变压和整流飞机电源系统CAUC161）CSD结构复杂，造价高，维护困难。2）交流电源系统的控制和保护设备复杂，特别是并联运行时的控制更为复杂。CSCF交流电源的主要缺点飞机主电源发展趋势：1）无CSD的VSVF电源，115V→235VAC2）270VDC，无刷飞机电源系统CAUC17飞机电网的线制及参数接地系统：机体为地线/中线不接地系统：另设地线/中线直流电源：单线制交流电源：两种1）以机体为中线的三相四线制：多用2）不接中线的三相三线制：少飞机电源系统CAUC18以机体为中线的三相四线制单相负载三相负载单相负载单相负载AABBCC0飞机电源系统CAUC19优点：①供电系统重量比较轻；②可提供两种电压；③单相负载控制、保护设备较简单。以机体为中线的三相四线制飞机电源系统CAUC20不接中线的三相三线制三相负载单相负载单相负载AABBCC0飞机电源系统CAUC21优点：①电网轻；②电压波形失真小。缺点：①只能提供一种电压；②安全性较差。不接中线的三相三线制飞机电源系统CAUC22CSCF交流电源主要参数额定电压：交流电网：115/200V发电机：120/208V额定容量：三相总视在功率（kVA）功率因数：额定负载时的功率因数一般为：cosψ=0.75（感性）频率：一般为400Hz转速：CSCF电源额定转速为6000、8000、12000、24000转/分（r/min）飞机电源系统CAUC影响参数的主要因素-电压1.电压①电压越高，电网重量越轻；②导线细，线路压降大；③导线截面积受机械强度限制；④电压高，绝缘材料重量增加，熄弧困难；⑤电压高，人员的安全性较差。飞机电源系统CAUC影响参数的主要因素-频率2.频率①对于变压器、互感器等静止电磁设备，提高频率可以减小铁芯体积、重量；②对发电机、电动机等旋转电机，有一个最佳频率值。如图，频率取400Hz较为合适。飞机电源系统CAUC频率与电磁设备重量的关系旋转电机：f↑→磁极对数↑，铁损耗↑→体积重量↑f（Hz）G*0.20.40.60.81.01.202010020040010004000发电机电动机变压器飞机电源系统CAUC相数及波形三相制优点：①三相发电机体积小，功率大；②三相电源有相、线两个电压；③三相异步机优于单相异步机。正弦波：电磁元件损耗小，电磁干扰小飞机电源系统CAUC双发飞机电网举例(B737NG)飞机电源系统CAUC思考题1.飞机电源系统由那几部分组成？为什么？2.飞机主电源有哪几种结构？各自有什么特点？3.什么叫飞机电网的线制？交、直流电源电网采用什么结构？4.什么叫二次电源？主要有哪几种？5.飞机电源系统的参数选择依据是什么？