第11章 电源系统

中国民航大学空管学院第十一章电源系统第十一章电源系统一、概述飞机电源系统是现代飞机的一个重要组成部分，为飞机用电设备提供所需的交流电和直流电。飞机供电系统又可分为飞机电源系统和飞机输配电系统两部分。飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能部分的总称。飞机电源系统是指由飞机电源到电源汇流条间的部分。飞机输配电系统则是指由电源汇流条到用电设备端的部分。飞机输配电系统又称飞机电网，由电线、配电装置和保护元件等构成。通常，电源系统产生交流电，然后其中部分转换成直流电供给指定设备。第十一章电源系统A320第十一章电源系统化学能电能电瓶（蓄电池）发电机电能机械能飞机发电机第十一章电源系统生活用电220V工业用电380V三相四线制供电三根相线分别与零线之间的标准电压为220V，相电压；相线与相线之间的电压为380V，线电压。民航飞机直流电压28V交流电压115V，400Hz第十一章电源系统1.按用途分类：（1）电动机构主要用于飞机的操纵，如舵面、起落架收放等，以及驱动油泵、阀门等的电动机，其功率约占总负荷的30％左右。（2）加热和防冰负载加热和防冰负载占总负荷的40％左右。对电源质量和类型无特殊要求。（3）电子设备一般采用恒频交流电，其功率约占总负荷的20％左右。对电源质量要求高。（4）照明设备约占总负荷的8％左右。直流电、交流电均可，要求电压稳定二、用电设备及其分类第十一章电源系统2.按重要程度分类：（1）关键设备包括发动机和飞机操纵控制设备，导航、通信设备、起落架收放设备等，飞行中所必需的最低限度的设备或系统，用于保证飞机能够完成返航、备降或就近迫降。一般采用四余度供电，两套独立的主电源、一套备用电源和一套应急电源。（2）重要设备完成飞行任务、保障机上人员生活和工作所需的设备，例如空调增压系统，除冰系统等。为了保证关键设备的供电，可以切断部分或全部重要设备的供电。通常采用三余度供电方式。包括两套主电源和一套备用电源。（3）通用设备和厨房设备通用设备包括客舱照明设备、旅客娱乐设备、厨房设备等。通常由主电源供电，故障或主电源容量不够时，可以人工或自动卸去部分或全部负荷。第十一章电源系统三、飞机的可用电源一般采用单独供电方式。只要发动机工作，发电机就工作。（1）发动机驱动发电机——主电源APU发电机直接由APU驱动，并输出与两台发动机驱动发电机相同的电流。在地面，APU发电机可提供主要的电源。飞行中，可作为任一发电机的备用电源。（2）APU发电机——辅助电源第十一章电源系统电瓶是一种化学电源，是一个化学能和电能相互转化的装置。放电时，它把化学能转化为电能，向用电设备供电；充电时，它把电能转化为化学能储存起来。（3）电瓶——应急电源当飞机发电机不能供电时，电瓶向维持飞行所必需的飞行关键设备供电，必要时也可作为启动飞机发动机的起动电源。第十一章电源系统正常时，冲压空气涡轮发电机收在飞机机体内；应急供电时，靠迎面气流驱动涡轮，带动发电机工作。（4）冲压涡轮发电机——应急电源第十一章电源系统（5）外部地面电源机身前轮舱附近的外部交流电源接头，用以接通外部电源车。地面人员可用外电源面板上的状态指示灯判断是否正在使用外部电源。第十一章电源系统发动机发电机的运行优先于APU发电机和外接电源。外接电源供电优先于APU发电机。APU发电机或外接电源可以为整个网络供电。电源的供电顺序第十一章电源系统飞机上最早采用的电源系统。主电源——由航空发动机直接传动的直流发电机。电压一般为28.5V，额定电流有100A、200A、300A、400A和600A多种。相应的额定容量为3、6、9、12和18kW。1、低压直流电源系统发动机直流发电机直流负载静变流机交流负载四、电源系统的主要类型及特点第十一章电源系统二次电源——由静变流机把低压直流电转变为单相或三相交流电。应急电源——航空蓄电池。低压直流电的特点：电压不高，效率低，适于用电量不大的飞机。一般在30座以下的小型支线客机和通用飞机上得到了广泛的应用。如Y-5，IL-14，C-16等。第十一章电源系统(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飞机交流电源系统的主要形式第十一章电源系统当交流同步发电机通过变速器直接由发动机传动时，发出的交流电是变频交流电。2、变速变频交流电源系统特点：结构简单、重量轻、可靠性高、电能转换效率高，但只能供加温、照明等对频率没有要求的设备使用。适用于发动机转速变化较小的涡轮螺旋桨飞机。3、混合电源系统在30座以上80座以下的支线飞机上得到了广泛的应用。如Y-7，AN-24，IL-18等。由低压直流电和变频交流电源组成的混合电源系统。第十一章电源系统目前大型喷气式飞机最常用的主电源方式。发电机通过恒速装置由发动机传动，可发出400Hz、115/200V的三相恒频交流电。额定容量有20、30、40、60、90、120和150千伏·安等几种。如A320为270KVA，B-747为360KVA等。发动机恒速传动装置交流发电机变速恒速恒频交流电4、恒速恒频交流电源系统第十一章电源系统特点：这种电源系统容量大、重量轻、工作可靠，适合于性能高、用电量大的飞机；恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统的重量比变频系统轻，配电也比较简单；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。第十一章电源系统恒速传动装置（CSD）组合传动发电机(IDG)第十一章电源系统（5）变速恒频电源系统发动机发电机电子变频器恒频变速恒频交流电交流发电机直接由发动机传动，发出的变频交流电经变频器变换为恒频交流电。特点：恒速恒频交流电源系统同变速恒频电源系统相比存在重量重、效率低、供电质量差、寿命周期费用高等缺点，正在被变速恒频交流电源系统取代。如MD-90。第十一章电源系统兼有低压直流电源系统和交流电源系统的优点：效率高，重量轻，并联和配电简便，易实现不中断供电，抗干扰能力强，不需要恒速传动装置，因而简单、经济、维护方便，但电路开关器件、电能变换装置、功率转换装置及无刷直流电动机比较复杂。综合性能、可靠性、维修性和重量指标都是最好的。（6）270V高压直流电源系统第十一章电源系统五、供电方式大部分机型都采用这种供电方式。正常供电时，由各台发电机分别向各自的汇流条供电；故障时断开故障一侧发电机，由正常发电机向汇流条供电。特点：控制简单，但当故障时，在供电转换瞬间存在供电瞬间中断问题。例如：B737，B767，MD-82，A320等飞机1、单独供电第十一章电源系统将多台同频率的交流发电机并联起来，共同向负荷供电。优点：供电可靠性高，当一台发电机因故障退出电网时，该发电机汇流条上的负载供电不会中断，只有全部发电机故障时才会出现停电问题。缺点：电源控制及保护设备复杂。例如：B707，B747等飞机。（2）并联供电第十一章电源系统A320电源系统介绍第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统第十一章电源系统第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统A320第十一章电源系统本章重点:1.飞机的电源类型有哪些？2.飞机的供电方式有哪些？3.飞机上的用电设备有哪些？