航空電氣概論飛機(jī)電源系統(tǒng)概述

1、飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（1）飛機(jī)電源飛機(jī)電源系統(tǒng)系統(tǒng)主電源主電源輔助電源輔助電源 地面電源地面電源應(yīng)急電源應(yīng)急電源二次電源二次電源ENG驅(qū)動驅(qū)動的的GENAPU.GBAT逆變電源逆變電源/ /電源車電源車AC-DCDC-ACDC-DCAC-ACBATRAT.GHMGINV飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（2）1) 主電源主電源：由主：由主ENG傳動的發(fā)電系統(tǒng)；為傳動的發(fā)電系統(tǒng)；為 全部用電設(shè)備供電。全部用電設(shè)備供電。2) 輔助電源輔助電源：地面（主電源不工作）；空中：地面（主電源不工作）；

2、空中 （備份電源）（備份電源）u種類：種類：APU.G、BAT3) 應(yīng)急電源應(yīng)急電源：飛行中主電源和輔助電源全部：飛行中主電源和輔助電源全部 失效失效u類型：類型：BAT、INV、RAT、HMG飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成（3）4) 外接地面電源（外接地面電源（EP）：）：u類型：電源車、中頻逆變電源、電瓶車類型：電源車、中頻逆變電源、電瓶車5) 二次電源二次電源：主電源：主電源變換變換形式或規(guī)格形式或規(guī)格u類型：類型：DCAC：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)、：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)、INV ACDC：TRU； DCDC：直流變換器：直流變換器 ACAC：Transfor

3、mer/變頻器變頻器? 飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC機(jī)載用電設(shè)備的種類機(jī)載用電設(shè)備的種類按用途分類按用途分類電動機(jī)構(gòu)電動機(jī)構(gòu) 30%加熱和防冰加熱和防冰負(fù)載負(fù)載40%電子設(shè)備電子設(shè)備20%照明設(shè)備照明設(shè)備8%飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC負(fù)載按重要程度分類負(fù)載按重要程度分類飛行關(guān)鍵負(fù)載或最重要負(fù)載飛行關(guān)鍵負(fù)載或最重要負(fù)載 1235 任務(wù)任務(wù)關(guān)鍵負(fù)載或重要負(fù)載關(guān)鍵負(fù)載或重要負(fù)載通用負(fù)載及廚房負(fù)載通用負(fù)載及廚房負(fù)載2飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC不同飛行階段的電氣負(fù)載不同飛行階段的電氣負(fù)載分布圖分布圖飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC飛機(jī)飛機(jī)主電源主電

4、源的種類及特點(diǎn)的種類及特點(diǎn)主電源主電源28VDC270VDCVSCFACVSVF115V/235VCSCFAC混合混合電源電源ACACACDCDCDC+AC飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC8飛機(jī)交流電源的主要形式飛機(jī)交流電源的主要形式(CSCF)(VSCF)飛機(jī)交流電源系統(tǒng)飛機(jī)交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源恒頻交流電源變頻交流電源變頻交流電源恒速恒頻恒速恒頻變速恒頻變速恒頻VSVF飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC飛機(jī)交流電源種類飛機(jī)交流電源種類VSVFCSCFVSCF飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC10VSVF交流電源系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 變頻交流發(fā)電系統(tǒng)簡單變

5、頻交流發(fā)電系統(tǒng)簡單 體積重量小體積重量小 電能轉(zhuǎn)換效率高電能轉(zhuǎn)換效率高缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：發(fā)電機(jī)之間發(fā)電機(jī)之間不能并聯(lián)不能并聯(lián)供電供電適用范圍：適用范圍：1）渦槳飛機(jī)或直升機(jī)）渦槳飛機(jī)或直升機(jī); 2）大飛機(jī)大飛機(jī)飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC11CSCF 交流電源系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)恒頻交流電對各類負(fù)載都適用，恒頻交流電對各類負(fù)載都適用，用電設(shè)備用電設(shè)備和配電系統(tǒng)重量和配電系統(tǒng)重量比變頻系統(tǒng)比變頻系統(tǒng)輕輕，配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)較簡單較簡單；恒頻交流發(fā)電機(jī)可單臺運(yùn)行，也恒頻交流發(fā)電機(jī)可單臺運(yùn)行，也可以并聯(lián)可以并聯(lián)運(yùn)行運(yùn)行，而且，而且電氣性能好，供電質(zhì)量高；電氣性能好，供電質(zhì)量高；有有CSD，費(fèi)用高；

6、無法實(shí)現(xiàn)，費(fèi)用高；無法實(shí)現(xiàn)起動起動/發(fā)電發(fā)電。飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC12VSCF 交流電源系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)電氣性能好。電氣性能好。VSCF電源輸出頻率恒電源輸出頻率恒定，精度高，無頻率瞬變現(xiàn)象；定，精度高，無頻率瞬變現(xiàn)象；取消了取消了CSD，重量有所減輕。，重量有所減輕。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：允許的工作環(huán)境溫度比較低，過載能允許的工作環(huán)境溫度比較低，過載能力差。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性相對較低。力差。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性相對較低。應(yīng)用應(yīng)用：MD90（主電源）；（主電源）； A380+B787（二次電源）（二次電源）飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUCVSVF +VSCFCSCF

7、飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC14主電源主電源采用交流電源的原因采用交流電源的原因電源容量增加，需要提高電源電壓以電源容量增加，需要提高電源電壓以減減輕系統(tǒng)重量：輕系統(tǒng)重量：28V115V235V 270V工作環(huán)境限制工作環(huán)境限制v飛行高度飛行高度增加，不適合增加，不適合有刷有刷電機(jī)；電機(jī)；v用電量增加，需要采用用電量增加，需要采用油冷油冷電壓和功率變換的要求；電壓和功率變換的要求； AC-AC容易；容易；DC-DC / DC-AC復(fù)雜復(fù)雜飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC15交流電源系統(tǒng)的主要優(yōu)交流電源系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)Q無刷交流發(fā)電機(jī)：無磨損，可采用無刷交流發(fā)電機(jī)：無磨損

8、，可采用噴油噴油冷卻冷卻，可靠性提高可靠性提高；Q電源電壓高（電源電壓高（115V或或235V）發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電網(wǎng)重量減輕重量減輕；Q交流電能交流電能易于變換易于變換，即易于，即易于變壓和整流變壓和整流飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC161）CSD 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，維護(hù)困難。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，維護(hù)困難。2）交流電源系統(tǒng)的控制和保護(hù)設(shè)備復(fù)雜，）交流電源系統(tǒng)的控制和保護(hù)設(shè)備復(fù)雜， 特別是并聯(lián)運(yùn)行時的控制更為復(fù)雜特別是并聯(lián)運(yùn)行時的控制更為復(fù)雜 。CSCF交流電源的主要缺點(diǎn)交流電源的主要缺點(diǎn)飛機(jī)主電源發(fā)展趨勢：飛機(jī)主電源發(fā)展趨勢：1）無）無CSD的的VSVF電源，電源，115V235

9、VAC2）270VDC，無刷，無刷飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC17飛機(jī)電網(wǎng)的線制及參數(shù)飛機(jī)電網(wǎng)的線制及參數(shù)接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)：機(jī)體為地線：機(jī)體為地線/中線中線不接地系統(tǒng)不接地系統(tǒng)：另設(shè)地線：另設(shè)地線/中線中線直流電源直流電源：單線制：單線制交流電源交流電源：兩種：兩種1）以機(jī)體為中線的三相四線制：多用）以機(jī)體為中線的三相四線制：多用2）不接中線的三相三線制：少）不接中線的三相三線制：少飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC18以機(jī)體為中線的三相四線以機(jī)體為中線的三相四線制制單 相 負(fù) 載三 相 負(fù) 載單 相 負(fù) 載單 相 負(fù) 載AABBCC0飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)C

10、AUC19優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 供電系統(tǒng)重量比較供電系統(tǒng)重量比較輕輕； 可提供可提供兩種電壓兩種電壓； 單相負(fù)載單相負(fù)載控制、保護(hù)設(shè)備較簡單?？刂啤⒈Ｗo(hù)設(shè)備較簡單。以機(jī)體為中線的三相四線制以機(jī)體為中線的三相四線制飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC20不接中線的三相三線制不接中線的三相三線制三 相 負(fù) 載單 相 負(fù) 載單 相 負(fù) 載AABBCC0飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC21優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 電網(wǎng)輕；電網(wǎng)輕； 電壓波形失真小。電壓波形失真小。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 只能提供一種電壓；只能提供一種電壓； 安全性較差。安全性較差。不接中線的三相三線制不接中線的三相三線制飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系

11、 統(tǒng)統(tǒng)CAUC22CSCF交流電源主要參數(shù)交流電源主要參數(shù) l額定電壓：額定電壓： 交流電網(wǎng)：交流電網(wǎng)：115/200Vl 發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)： 120/208V l額定容量：三相總視在功率額定容量：三相總視在功率 （kVA） l功率因數(shù)：額定負(fù)載時的功率因數(shù)功率因數(shù)：額定負(fù)載時的功率因數(shù)l 一般為：一般為：cos= 0.75（感性）（感性）l頻率：一般為頻率：一般為400Hz l轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速：CSCF電源額定轉(zhuǎn)速為電源額定轉(zhuǎn)速為6000、8000、12000、24000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分（分（r/min） 飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC影響參數(shù)的主要因素影響參數(shù)的主要因素-電壓電壓1. 電壓電壓

12、 電壓越電壓越高高，電網(wǎng)重量越，電網(wǎng)重量越輕輕； 導(dǎo)線細(xì)，導(dǎo)線細(xì)，線路壓降大線路壓降大； 導(dǎo)線導(dǎo)線截面積截面積受機(jī)械強(qiáng)度限制；受機(jī)械強(qiáng)度限制； 電壓高，電壓高，絕緣材料重量絕緣材料重量增加，熄弧困難；增加，熄弧困難； 電壓高，人員的電壓高，人員的安全性安全性較差。較差。飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC影響參數(shù)的主要因素影響參數(shù)的主要因素- -頻率頻率2. 頻率頻率 對于變壓器、互感器等對于變壓器、互感器等靜止電磁設(shè)備靜止電磁設(shè)備，提高頻率可以減小提高頻率可以減小鐵芯鐵芯體積、重量；體積、重量； 對發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等對發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，有一個，有一個最佳頻率值。如圖，頻率

13、取最佳頻率值。如圖，頻率取400Hz較為合較為合適。適。飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC頻率與電磁設(shè)備重量的關(guān)系頻率與電磁設(shè)備重量的關(guān)系o旋轉(zhuǎn)電機(jī)：旋轉(zhuǎn)電機(jī)： f磁極對數(shù)磁極對數(shù)，鐵損耗，鐵損耗體積重量體積重量飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC相數(shù)及波形相數(shù)及波形o三相制優(yōu)點(diǎn)：三相制優(yōu)點(diǎn)： 三相三相發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)體積小，功率大；體積小，功率大； 三相電源有相、線兩個電壓；三相電源有相、線兩個電壓； 三相三相異步機(jī)異步機(jī)優(yōu)于單相異步機(jī)。優(yōu)于單相異步機(jī)。o正弦波正弦波：電磁元件損耗小，電磁干擾?。弘姶旁p耗小，電磁干擾小飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC雙發(fā)飛機(jī)電網(wǎng)舉例雙發(fā)飛機(jī)電網(wǎng)舉例 (B737NG)飛飛 機(jī)機(jī) 電電 源源 系系 統(tǒng)統(tǒng)CAUC思考題思考