飞机供电系统.ppt

民用飞机供电系统的历史回顾与发展
航空自动化学院
电气工程及自动化系
2010-09-01
第一页，共一百九十页。
① ；
②（VSVF）
结构图：
特点：不需要CSD，结构简单，重量轻，可
靠性高。
适用机型：涡桨飞机：接近于恒频交流电
涡喷飞机：需另配变频器
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五、270伏高压直流电源系统
270V直流电源系统由发电机和控制器构成,美国的F - 14A战斗机、S - 3A和P -3C反潜机等局部采用了高压直流供电技术,而F - 22战斗机上已采用了65kW 的270V高压直流电源系统, F - 35战斗机则采用了250kW 、270V 高压直流起动发电系统。因此270V直流电源系统也将是今后飞机电源的发展方向之一。
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各供电系统技术特点一、低压直流电源系统的特点
1、随着电源容量的增加，低压直流电源系
统的重量也在增大。
原因：有电刷，电压低，电流大→发电机的体积重量及输电线路重量增大。
例如：航空直流发电机：18KW，，喷油冷却航空交流发电机：60KVA重量为17kg左右。
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各供电系统技术特点一、低压直流电源系统的特点
2、飞行高度和速度的不断提高，使低压直流电源系统的工作条件恶化。
① 飞行高度增加（1万米以上），电刷磨损加
剧，换向条件恶化。
② 高速飞行时，直流发电机的冷却问题也难 以解决。冷却条件差将导致发电机带载能力下降。
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各供电系统技术特点一、低压直流电源系统的特点
3、二次电源复杂，效率低。
主电源为直流电源，则二次电源为变流机/变流器：效率低，体积重量大；且交流电用量大（占95%以上），使变换设备增多。
4、优点：控制、保护设备简单；易实现并联供电；可用作起动发电机，减轻机载设备的重量。
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各供电系统技术特点二、恒频交流电源系统特点
长期以来,民航客机的主要电源一直是115V、3相、400Hz交流电。
1恒速恒频交流电源系统
传统的恒频是通过以恒定的转速驱动发电机的转子而产生的。一台恒速传动装置(CSD)便可以把发动机主齿轮箱的变速输出稳定为一个恒定转速。
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各供电系统技术特点二、恒频交流电源系统特点
目前产生恒频的最佳方法是使用组合驱动发电机( IDG) ,如图1所示。整体驱动发电机把恒速传动装置和发电机合二为一,构成一个整体。与恒速传动装置和发电机分开使用的系统比较,组合驱动发电机的体积较小、重量较轻,且维护较为简单。
虽然恒速恒频电源系统目前仍广泛用于各种军、民用飞机,而且经过几十年的发展,有了很大的改进,但它在可靠性、维修性、重量、费用、战损生存能力等方面一直存在着不同程度的缺陷。
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各供电系统技术特点二、恒频交流电源系统特点
2、变速恒频交流电源系统
在过去20年中,在若干民用飞机上试验并使用过一种产生恒频电源的替代方法,即试图通过电子变频装置把由变速发动机附件齿轮箱直接驱动的一台发电机产生的变频电源转换为恒频电源。这就是所谓的变速恒频(VSCF)技术。变速恒频交流电源系统与恒速恒频交流电源系统相比,具有电气性能好、效率高、可靠性高、维护费用低等优点,因此曾一度受到很高的重视。但大功率变速恒频电源系统主要受到功率器件的限制。经过实践发现,这一技术没有能够达到预期的可靠性要求,现在已经不把这一技术视为近期民用飞机领域中恒频电源的替代技术。
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各供电系统技术特点三、变频交流电源系统特点
优点：变频交流电源系统具有结构简单、能量转换效率高、功率密度高等优点。变频交流电源系统由交流发电机和控制器构成,系统只有一次变换过程,交流发电机直接由发动机附件传动机匣驱动,没有恒速传动装置(恒速恒频系统采用)和二次变换装置(变速恒频系统采用) ,结构简单、重量轻、体积小、功率密度高,可靠性高、费用低,能量转换效率高,易于构成起动发电系统。
因此单从电源系统本身来讲而不考虑配电系统、用电设备和发动机起动等因素,在各种电源系统方案中,变频交流发电系统具有结构最简单、可靠性最高、效率最高、费用最低等优点,而且具有较小的重量和体积。
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各供电系统技术特点三、变频交流电源系统特点
缺点：