飞机电源系统

飞机电源系统任课教师：朱继军总学时：80课程类别：考试课/学科主干课第一章概述飞机电气系统{飞机的电源系统用电设备{电源系统/或发电系统：发电机到电源汇流条之间的部分输配电系统：电源汇流条到用电输入端的部分飞机电源系统作用：向飞机上的所有用电设备供电1．1飞机电源系统的组成与发展一．飞机电源系统的组成1主电源：正常飞行时，给机上全部用电设备供电类型2辅助电源：飞机在地面时，主电源不工作类型3应急电源：飞行中若主电源和辅助电源全部失效类型、特点4二次电源：将主电源电能变换为另一种形式或规格的电能，以满足不同用电设备的需要类型5外接电源插座：飞机在机场作地面检查或起动航空发动机时注意事项一．飞机电源系统的组成二．飞机上的用电设备及其分类（一）按用途分1电动机构：占总负载的30%左右2加热和防冰负载：占到总负载的40%左右3电子设备：占总负载的20%4照明设备：占8%左右020406080100120140160180飞行前准备发动机启动滑行起飞与爬升巡航下降与着陆飞行状态2台发电机的容量负载1台发电机容量重要负载通用负载厨房负载(KVA)1当飞机处于不同状态时，电气负载的用电量也不同。一般根据用电量的大小，将整个飞行过程分为几个主要阶段，如飞行前准备（包括地面维护、加油、设备预热等）、发动机起动、滑行、起飞和爬升、巡航、下降着陆和飞行后检查等。2航前和航后由地面电源或辅助电源供电。由图可见，飞机在起飞与爬升时的用电量最大，因此电源的总容量应按最大用电量选取。（二）按其重要程度分1关键设备或最重要设备：采用4余度供电2重要设备：采用3余度供电方式3通用设备及厨房设备：通常由主电源供电，故障时若主电源容量不够，可以人工或自动卸去一些次要负载三．飞机电源系统的发展概况（机主电源系统的特点及安装容量的发展）050100150200250300350安装容量KW或KVAY-5Y-7AH-24B737-400MD-82B707B757B767B747-4003603680120180360直流电交流电1早期的中、小型飞机：运-5型2中型涡轮螺旋桨飞机：运-7、安-24、伊尔-183较早的涡轮喷气式客机：波音707、三叉戟、图-1544目前的涡轮喷气式客机：波音747、757及7671．2飞机电源系统的主要类型一．低压直流电源系统二．变速变频交流电源系统（VSVF）发动机变速器发电机三．混合电源系统四．恒速恒频交流电源系统（CSCF）发动机发电机恒装五．变速恒频交流电源系统（VSCF）发动机变频器发电机U(V)f(Hz)00.020.040.060.080.10U(V)0.020.040.0600.080.101101009014013012000.20.40.60.81.039040040041000.20.40.60.81.0f(Hz)加载(100%)加载(100%)卸载(100%)卸载(100%)VSCFIDGIDGVSCFAPU.GIDGVSCFIDGVSCFAPU.Gt(s)t(s)t(s)t(s)变速恒频电源系统的供电质量比恒速恒频系统好得多六．270伏高压直流电源系统1．2飞机电源系统的特点1．低压直流电源系统存在的缺点（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。（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（3）功率变换设备复杂、效率低。2．飞机交流电源系统的主要优点（1）可以提高额定电压，使供电系统重量减轻（2）能适应高空、高速飞行的要求（3）交流电能容易变换3．飞机交流电源系统的主要缺点（1）恒速恒频交流电源系统中的恒速传动装置（CSD）结构复杂，造价高，故障多，维护困难，是交流电源系统中故障率较高的一个部件。（2）交流电源系统的控制与保护设备复杂，特别是并联运行时的控制保护更为复杂。（3）恒速恒频交流电源系统由于有恒速传动装置，无法用来起动发动机，必须另设起动设备。2．3直流发电机与蓄电池的并联运行在装有单台发电机电源系统的飞机上，发电机常和蓄电池并联运行。发电机正常工作时，向蓄电池充电，保证蓄电池储备充足的电能。发电机停车或发生故障不能发电时，由蓄电池向负载供电，不会发生供电中断的现象。(连续浮充制供电方式）一．发电机与蓄电池并联工作时的负载分配CJGEbRLABIbIIaF12IaUAIaR+0UEbIbRbU0Ib341）如果电网上没有接负载，，则有。此时，电网电压为Un0，即为两条曲线的交点。2）如果负载电流为I1，则电网电压必然下降为Un1，蓄电池的充电电流从Ib0降为Ib1。发电机除继续向蓄电池充电外，还向用电设备供电，因此发电机的输出电流变为Ia1＝Ib1+I1。3）负载电流增加到一定值时，电网电压将降低到等于蓄电池的电动势Eb，充电电流为零，负载电流全部由发电机供给。显然，负载电流超过上述值后，将由发电机和蓄电池共同承担，电池由充电状态转为放电状态，电网电压将更低。0IabboIII1）通常将线路压降限制在0.25伏以内。2）调节点调定电压的高低对蓄电池的工作影响很大。如果调定电压过低，蓄电池会在负载电流较小的情况下就开始放电。这样会使电池容量减小，失去应急电源的作用。反之，调定电压太高，蓄电池一直处于充电状态，造成能量浪费。3）蓄电池的充放电程度对负载分配影响较大，如图2-13所示。在调定电压不变时，充电不足的蓄电池（曲线5）与发电机并联，充电电流会很大。这不仅会降低电池寿命，而且会在负载较小时就使发电机过载。一旦发电机故障不能供电，蓄电池也不能起应急电源的作用。因此，未充足电的蓄电池不应装机使用。注意事项2450UIRb1C+-Ebbr二．蓄电池对电网电压脉动的影响蓄电池的金属极板浸于电解液中，金属与溶液界面的双电层相当于平板电容器，称为双电层电容。由于这一等值电容器（通交隔直）的容量很大，可达法拉级，故有良好的平波作用。三．蓄电池对电网电压的镇定作用电网中接了蓄电池后，显著降低了电源内阻，因而改变了电能质量1）突加载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降加大，发电机端电压降低，蓄电池的充电电流减小；如果电压降得很低，蓄电池会转入放电状态。这样由于负载电流由发电机和蓄电池共同承担，电网电压下降量必将减小。2）突卸负载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降减小，发电机端电压升高，蓄电池的充电电流增大；电网电压升高量必将减小。AaUUIRIa=I+Ib共同点：I变化时，相应改变Ib，Ia变化小，IaR+变化小，UA变化小G+FNSSNB+BAT-GCBGC.SRL1RL2W2W1KDCDRSNSNW1W21122衔铁接触螺钉止动螺钉G+--+GCBA1A2R-R1R2R3WD1D2CDW1DW2DW3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13T128VUgUiU2U3UoG1G2CJCJBATNB-200NB-200NB-400BUS1BUS2ABNB1NB2NB3差动游星齿轮航空发动机交流发电机定量马达变量泵伺服油缸调速器液压马达转速恒装输入转速恒装输出转速n12n1n91-轴承；2-液压泵传动齿轮Z11；3-可动斜盘；4-轴承；5-球形轴承；6-端部滑块；7-销片；8-柱塞；9-中心弹簧；10-缸体；11-轴承；12-分油盘；13-固定斜盘；14-销子；15-液压马达输出齿轮Z12；16-弧形槽；17-进出油口0PQP理想调节特性实际调节特性MNFFNFFMFM2MDLMF0MnMQ理想特性实际特性