【簡(jiǎn)介:】飛機(jī)電源系統(tǒng)由主電源、應(yīng)急電源和二次電源組成,有時(shí)還包括輔助電源。
主電源由航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的發(fā)電機(jī)、電源控制保護(hù)設(shè)備等構(gòu)成,在飛行中供電。
編輯本段簡(jiǎn)介 當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)
飛機(jī)電源系統(tǒng)由主電源、應(yīng)急電源和二次電源組成,有時(shí)還包括輔助電源。
主電源由航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的發(fā)電機(jī)、電源控制保護(hù)設(shè)備等構(gòu)成,在飛行中供電。
編輯本段簡(jiǎn)介 當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)(如地面測(cè)試時(shí)),主電源也不工作,這時(shí)靠輔助電源供電。
飛機(jī)蓄電池或輔助動(dòng)力裝置(一種小型機(jī)載發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和液壓泵等構(gòu)成的動(dòng)力裝置)是常用的輔助電源。
飛行中主電源發(fā)生故障時(shí),蓄電池或應(yīng)急發(fā)電機(jī)即成為應(yīng)急電源。
機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。
通常一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上有1~2臺(tái)發(fā)電機(jī),因此多發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上裝有許多臺(tái)發(fā)電機(jī)。
直流電源系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)都并聯(lián)工作。
交流發(fā)電機(jī)有的并聯(lián)工作(如波音 707飛機(jī)的4臺(tái)發(fā)電機(jī)),有的不并聯(lián)工作(如“三叉戟”飛機(jī)的3臺(tái)發(fā)電機(jī))。
不并聯(lián)工作的交流電源系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單;并聯(lián)系統(tǒng)則比較復(fù)雜,但電源容量大,負(fù)載的波動(dòng)對(duì)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(jī)、電壓調(diào)節(jié)器、反流切斷器和過電壓保護(hù)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(jī)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(dòng)裝置和交流發(fā)電機(jī)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(jī)蓄電池或應(yīng)急交流發(fā)電機(jī)構(gòu)成。
有的飛機(jī)上還有輔助動(dòng)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(dòng)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(jī),如轟炸機(jī)、中遠(yuǎn)程運(yùn)輸機(jī)和殲擊機(jī)等。
飛機(jī)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、重量輕,能滿足陀螺儀等高速電動(dòng)機(jī)的要求。
頻率與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān),受電機(jī)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、損耗和壽命等因素的限制。
飛機(jī)上多用三相交流電,因?yàn)槿嘞到y(tǒng)的電機(jī)利用率高、體積小,異步電動(dòng)機(jī)的工作也可靠。
③變速恒頻交流電源系統(tǒng): 由航空發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)的無刷交流發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)裝置屬精度機(jī)械,使用維護(hù)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(jī)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(jī)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(jī)使用,主要用在先進(jìn)的殲擊機(jī)上。
這種電源系統(tǒng)電能質(zhì)量高,運(yùn)動(dòng)部件少,使用維護(hù)方便,可以構(gòu)成無刷起動(dòng)/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(shí)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(jī)或靜止變流器。
某些運(yùn)輸機(jī)和直升機(jī)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(dòng)機(jī)傳動(dòng)的變頻交流發(fā)電機(jī)和調(diào)壓保護(hù)器構(gòu)成,比較簡(jiǎn)單。
由低壓直流電源系統(tǒng)供電給飛機(jī)上主要用電設(shè)備,且常用起動(dòng)/發(fā)電機(jī)。
有的飛機(jī)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(diǎn):效率高,重量輕,并聯(lián)和配電簡(jiǎn)便,易實(shí)現(xiàn)不中斷供電,抗干擾能力強(qiáng),不需要恒速傳動(dòng)裝置,因而簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、維護(hù)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(dòng)機(jī)比較復(fù)雜。
編輯本段電源功率選擇 飛機(jī)用電設(shè)備并不是在整個(gè)飛機(jī)過程中都同時(shí)工作的。
飛機(jī)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(duì)電能種類、質(zhì)量和功率要求各不相同,而且工作時(shí)間也有差異。
因此飛機(jī)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(jì)的。
從供電可靠出發(fā),民航飛機(jī)的電源功率比要求的功率大得多;軍用飛機(jī)為了減輕重量,電源功率僅略大于要求功率。
對(duì)于起動(dòng)/發(fā)電機(jī),電機(jī)功率必須滿足起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。
在多發(fā)電機(jī)飛機(jī)上,若有一臺(tái)或若干臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障,飛行控制系統(tǒng)、電動(dòng)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(tái)等確保飛機(jī)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(jī)發(fā)電機(jī)、飛機(jī)蓄電池)。