【簡介:】飛機電源系統(tǒng)由主電源、應(yīng)急電源和二次電源組成,有時還包括輔助電源。
主電源由航空發(fā)動機傳動的發(fā)電機、電源控制保護設(shè)備等構(gòu)成,在飛行中供電。
編輯本段簡介 當航空發(fā)動機
飛機電源系統(tǒng)由主電源、應(yīng)急電源和二次電源組成,有時還包括輔助電源。
主電源由航空發(fā)動機傳動的發(fā)電機、電源控制保護設(shè)備等構(gòu)成,在飛行中供電。
編輯本段簡介 當航空發(fā)動機不工作時(如地面測試時),主電源也不工作,這時靠輔助電源供電。
飛機蓄電池或輔助動力裝置(一種小型機載發(fā)動機、發(fā)電機和液壓泵等構(gòu)成的動力裝置)是常用的輔助電源。
飛行中主電源發(fā)生故障時,蓄電池或應(yīng)急發(fā)電機即成為應(yīng)急電源。
機載用電設(shè)備要求較高的供電質(zhì)量,電壓調(diào)整精度、頻率調(diào)整精度、交流電壓波形正弦度、電壓浪涌和尖峰等都有一定的技術(shù)標準。
通常一臺發(fā)動機上有1~2臺發(fā)電機,因此多發(fā)動機飛機上裝有許多臺發(fā)電機。
直流電源系統(tǒng)中的發(fā)電機都并聯(lián)工作。
交流發(fā)電機有的并聯(lián)工作(如波音 707飛機的4臺發(fā)電機),有的不并聯(lián)工作(如“三叉戟”飛機的3臺發(fā)電機)。
不并聯(lián)工作的交流電源系統(tǒng)較為簡單;并聯(lián)系統(tǒng)則比較復(fù)雜,但電源容量大,負載的波動對電源電壓和頻率的影響較小,故電能質(zhì)量高,且不易中斷供電。
編輯本段電源類型 ①低壓直流電源系統(tǒng): 主電源由直流并激發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器、反流切斷器和過電壓保護器等構(gòu)成。
額定電壓為28.5伏,額定功率有3、6、9、12和18千瓦等數(shù)種。
由變流機或靜止變流器把低壓直流電變換為交流電作為二次電源。
②恒速恒頻交流電源系統(tǒng): 主電源是由恒速傳動裝置和交流發(fā)電機構(gòu)成的400赫、115/200伏三相交流電源系統(tǒng)。
額定容量有20、30、40、 60、 90、120和150千伏·安等幾種。
它用變壓整流器作二次電源,應(yīng)急電源由飛機蓄電池或應(yīng)急交流發(fā)電機構(gòu)成。
有的飛機上還有輔助動力裝置作為輔助電源。
40年代開始使用恒速恒頻電源系統(tǒng),后廣泛應(yīng)用由組合傳動發(fā)電裝置構(gòu)成的恒速恒頻交流電源系統(tǒng)。
這種電源系統(tǒng)容量大、重量輕、工作可靠,適合于性能高、用電量大的飛機,如轟炸機、中遠程運輸機和殲擊機等。
飛機交流電的頻率是400赫,比一般市電頻率高得多。
電源頻率高可減小用電設(shè)備中的變壓器、扼流圈和濾波電容等電磁和電氣元件的體積;電動機轉(zhuǎn)速高、重量輕,能滿足陀螺儀等高速電動機的要求。
頻率與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān),受電機結(jié)構(gòu)、強度、損耗和壽命等因素的限制。
飛機上多用三相交流電,因為三相系統(tǒng)的電機利用率高、體積小,異步電動機的工作也可靠。
③變速恒頻交流電源系統(tǒng): 由航空發(fā)動機直接傳動的無刷交流發(fā)動機和頻率變換器構(gòu)成主電源的 400赫三相交流電源系統(tǒng)。
二次電源、應(yīng)急電源和輔助電源與恒速恒頻交流電源系統(tǒng)的相同,恒速恒頻電源系統(tǒng)中的恒速傳動裝置屬精度機械,使用維護困難,制造成本較高,自從50年代末功率半導(dǎo)體器件出現(xiàn)以后,人們開始研究用電子變頻器來代替。
變頻器有兩種:一種是交-直-交型;另一種是交-交型。
交-直-交型先將發(fā)電機的變頻交流電經(jīng)整流電路變?yōu)橹绷麟?,再用逆變器變?yōu)?00赫交流電,故這種電源系統(tǒng)又稱為具有直流環(huán)節(jié)的變速恒頻電源系統(tǒng)。
交-交變頻器直接將發(fā)電機產(chǎn)生的多相變頻交流電切換成400赫三相交流電。
1972年第一套20千伏·安變速恒頻交流電源裝機使用,主要用在先進的殲擊機上。
這種電源系統(tǒng)電能質(zhì)量高,運動部件少,使用維護方便,可以構(gòu)成無刷起動/發(fā)電雙功能系統(tǒng)。
④混合電源系統(tǒng): 由低壓直流電源和變頻交流(有時為恒頻交流)電源構(gòu)成主電源。
應(yīng)急電源用蓄電池,二次電源用變流機或靜止變流器。
某些運輸機和直升機上加溫和防冰等設(shè)備用電量很大,它們的工作與電源頻率無關(guān),可以使用變頻交流電。
變頻交流電源系統(tǒng)由航空發(fā)動機傳動的變頻交流發(fā)電機和調(diào)壓保護器構(gòu)成,比較簡單。
由低壓直流電源系統(tǒng)供電給飛機上主要用電設(shè)備,且常用起動/發(fā)電機。
有的飛機上用恒頻交流電的設(shè)備較多,則使用由恒頻交流電源系統(tǒng)和低壓直流電源系統(tǒng)構(gòu)成的混合電源系統(tǒng)。
⑤高壓直流電源系統(tǒng) :隨著功率電子器件、大規(guī)模集成電路和稀土永磁材料的發(fā)展,70年代開始研制額定電壓為 270伏的高壓直流電源系統(tǒng)。
這種電源系統(tǒng)兼有低壓直流電源系統(tǒng)和交流電源系統(tǒng)的優(yōu)點:效率高,重量輕,并聯(lián)和配電簡便,易實現(xiàn)不中斷供電,抗干擾能力強,不需要恒速傳動裝置,因而簡單、經(jīng)濟、維護方便,但電路開關(guān)器件、電能變換裝置、功率轉(zhuǎn)換裝置及無刷直流電動機比較復(fù)雜。
編輯本段電源功率選擇 飛機用電設(shè)備并不是在整個飛機過程中都同時工作的。
飛機任務(wù)不同或同一任務(wù)的不同飛行階段使用的設(shè)備也不相同。
不同設(shè)備對電能種類、質(zhì)量和功率要求各不相同,而且工作時間也有差異。
因此飛機電源系統(tǒng)的功率是按用電功率最大的飛行任務(wù)和飛行階段設(shè)計的。
從供電可靠出發(fā),民航飛機的電源功率比要求的功率大得多;軍用飛機為了減輕重量,電源功率僅略大于要求功率。
對于起動/發(fā)電機,電機功率必須滿足起動發(fā)動機的要求。
在多發(fā)電機飛機上,若有一臺或若干臺發(fā)電機發(fā)生故障,飛行控制系統(tǒng)、電動軍械等安全飛行和完成特定飛行任務(wù)所需的主要用電設(shè)備仍應(yīng)正常工作,但必須切斷某些照明、加溫等次要用電設(shè)備的電源。
在主電源全部損壞的危急情況下,陀螺地平儀、超短波電臺等確保飛機安全返航或就近著陸的重要設(shè)備立即由應(yīng)急電源供電。
應(yīng)急電源功率稍大于重要用電設(shè)備所需要的總功率(見飛機發(fā)電機、飛機蓄電池)。