资源描述：
《浅析飞机电源系统的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、浅析飞机电源系统的发展摘要:本文在介绍飞机电源系统发展历程的基础上,分析了飞机电源系统的组成和各部分功用,最后通过目前飞机上采用的电源系统探讨了飞机电源系统的发展趋势。 关键词:飞机电源系统发展 :V242.2:A:1007-9416(2011)03-0162-01 1、引言 飞机作为人类实现飞天梦想的工具,其自身的构成是十分复杂的,尤其现代飞机为提高其安全性的多余度设计,使飞机更加的复杂。在这个复杂的大系统中,飞机电源系统是飞机正常运作的关键。 2、飞机电源系统的发展历程 50年代以前,飞机电源系统是24V低压直流(LVDC)电源系统,当时发明的低压直流起动/发
2、电系统,被认为是飞机直流电源系统发展的一个重要里程碑。随后飞机供电系统容量急剧增加,由于当时直流灭弧和直流电机电刷拉弧两大技术问题无法解决,迫使飞机直流供电系统转变为交流供电系统。80年代以前飞机的交流供电系统,是用机械恒装将发动机变化的转速变成恒速,再带动发电机旋转,称为恒速恒频(CSCF)系统。它无法实现起动/发电双功能。80年代电力电子技术大发展,此时实现了用电力电子装置取代机械恒装,这样就出现了变速恒频(VSCF)系统。这种系统能实现起动/发电双功能,但很复杂。80年代与90年代电力电子技术、电机控制技术大发展,解决了直流灭弧和电机控制问题,飞机电源系统重新回到直流电源系统,
3、但此时因容量要求大,直流输出电压从原来的24V升高到了270V,此即称为高压直流(HVDC)供电系统。这样飞机上先后采用过的电源系统就有低压直流(LVDC)电源系统、变频交流电源系统、恒速恒频(CSCF)电源系统、变速恒频(VSCF)电源系统和高压直流(HVDC)电源系统。 3、飞机电源系统的组成及功用 飞机上电能的产生、调节、控制、变换和传输分配系统统称为飞机供电系统,包括电能产生一直到用电设备端的部分,它又可分为飞机电源系统和飞机输配电系统两部分。我们着重介绍的是飞机电源系统。飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。它主要就是将航空发动机产生的机械能
4、转化成各种形式的电能,供机上所有机电系统和电子设备使用。通常飞机电源系统由主电源系统、辅助电源系统、应急电源系统、二次电源系统和地面电源系统组成。主电源由航空发动机直接或间接传动的发电机和及其变换调节、控制保护设备等构成,飞机正常飞行时向全机提供足够数量和一定质量的电能,满足用电设备的需要。辅助电源是飞机发动机未工作或部分主电源发生故障时向飞机供电的电源,飞机蓄电池或辅助动力装置(一种小型机载发动机、发电机和液压泵等构成的动力装置)是常用的辅助电源。应急电源是主电源和辅助电源全部失效后向飞机飞行必须的用电设备供电的电源,它主要由蓄电池或应急发电机组成。由于应急电源容量小、储能有限,此
5、时飞机必须在就近机场着陆。二次电源由电能变换器构成,用于将主电源产生的一种形式的电能转变为另一种或多种形式的电能,以适应不同用电设备的需要。飞机停于机场时,最好由机场的地面电源供电,地面电源通过电缆和机身的插头插座向飞机供电,以供在地面通电检查机上用电设备和启动发动机之用。 不同飞机上的用电设备对电源的要求不同,飞机所采用的电源系统也就不尽相同。例如有的飞机上用恒频交流电的设备较多,则该飞机就应该使用由恒频交流电源系统和低压直流电源系统构成的混合电源系统。在混合电源系统中,主电源由低压直流电源和变频交流(有时为恒频交流)电源构成,应急电源用蓄电池,二次电源用变流机或静止变流器。所以
6、我们分析一架飞机的电源系统时,一定要从飞机所承担的主要任务为切入点。 4、飞机电源系统的发展趋势 随着科技的发展,飞机的功能日益完善,用电功率不断增加,将机上机械、液压等传动机构改装成电传机构,以提高飞机的可靠性、维护性和可操纵性,减轻系统体积、重量被越来越看重。发展“多电”或“全电”飞机就成为了飞机发展完善的一个必然,这样开发出能满足飞机用电设备需求的大功率、高集成化的飞机电源系统就势在必行。 从飞机电源系统的发展看:目前大型民用飞机多采用变频交流电源,交直流混合供电模式,如波音787,空客A380飞机;军用飞机均倾向采用270V高压直流电源系统,如F-22、F-35等。
7、与之相适应,无刷化、高功率密度的起动/发电双功能一体化的航空起动/发电系统(简写为SGS)将成为未来飞机电源系统的趋势。航空起动/发电系统中发电机是和航空发动机联在一块的,这样一机两用既可发电又可起动就省去了一整套起动系统,大大减轻了飞机的负载从而提高了飞机的可靠性。在以后的飞机设计和创新中,解决好电源系统是非常关键的,从目前电源系统的发展方面看,高度集成化的起动/发电系统已成为未来发展的主要趋势,但高度集成化给我们带来优势的同时也带来了功率损耗、系统散热
