1-概述(32)

飞机电源系统CAUC1飞机电源系统中国民航大学2013飞机电源系统CAUC教材及参考文献教材：《飞机电源系统》2013版参考资料：①北航沈顺华：航空航天器供电系统②空军严东超：飞机供电系统（国防工业）前续课程：电机学、模电、电力电子总学时：54学时（2008大纲）实验学时：6学时飞机电源系统CAUC本课程要求1）关于缺课、迟到、早退2）关于课堂纪律3）关于平时成绩—考勤、作业、实验、回答问题等4）关于作业—上课前交齐5）关于答疑—N2-3117）总评成绩：平时15%，考试85%飞机电源系统CAUC课程内容及学时分配CH1概述（2h）CH2蓄电池（4h）CH3直流电源（4h）CH4CSD+GEN（8h）CH5AVR（6h）CH6并联（6h）CH7控制与保护（8h）CH8TRU等（4h）CH9电网（4h）实验：6h飞机电源系统CAUC飞机电源系统CAUCA380飞机电源系统CAUC第1章概述本章内容1.1飞机电源系统及机载用电设备概况1.2飞机电源系统的种类及特点1.3飞机电网的线制及参数飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（1）飞机电源BECDA主电源辅助电源应急电源二次电源地面电源飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（2）A)主电源：由主发动机传动的发电系统；为全部用电设备供电。B)辅助电源：地面（主电源不工作）；空中（备份电源）种类：APU.G、BATC)应急电源：飞行中主电源和辅助电源全部失效类型：BAT、INV、RAT、HMG飞机电源系统CAUC飞机电源系统的组成（3）D)外接地面电源（EP）：类型：电源车、中频电源、电瓶车E)二次电源：主电源→变换形式或规格类型：DC→AC：旋转变流机、INVAC→DC：TRU；DC→DC：直流变换器AC→AC：Transformer?飞机电源系统CAUC加热和防冰负载40%电子设备20%照明设备8%飞机电源系统CAUC负载按重要程度分类飞行关键负载或最重要负载1235任务关键负载或重要负载通用负载及厨房负载2飞机电源系统CAUC不同飞行阶段的电气负载分布图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)飞机电源系统CAUC1.2飞机电源系统的种类及特点飞机电源系统28VDC270VDC234VACVSCFVSVFCSCF混合电源飞机电源系统CAUC15飞机交流电源的主要形式(CSCF)(VSCF)飞机交流电源系统恒频交流电源变频交流电源恒速恒频变速恒频飞机电源系统CAUC飞机交流电源种类VSVFCSCFVSCF飞机电源系统CAUC17VSVF交流电源系统发动机减速器交流发电机变速变速变频交流电优点：变频交流发电系统简单体积重量小电能转换效率高缺点：发电机之间不能并联供电适用范围：发动机的转速变化范围小，如涡轮螺旋桨发动机的飞机或直升机。飞机电源系统CAUC18CSCF交流电源系统发动机恒速传动装置交流发电机变速恒速恒频交流电恒频交流电对各类负载都适用，用电设备和配电系统重量比变频系统轻，配电系统较简单；恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运行，而且电气性能好，供电质量高；有CSD，费用高；无法实现起动/发电。飞机电源系统CAUC19VSCF交流电源系统发动机发电机整流器变速变频逆变器恒频交流电交流直流电气性能好。VSCF电源输出频率恒定，精度高，无频率瞬变现象；取消了CSD，重量有所减轻。优点：缺点：允许的工作环境温度比较低，过载能力差。结构复杂，可靠性相对较低。飞机电源系统CAUC飞机电源系统CAUC21大、中型运输机采用交流电源系统的主要因素电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量；工作环境限制随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损变得越来越严重用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式电压和功率变换的要求；飞机电源系统CAUC22交流电源系统的主要优点交流发电机没有换向器，特别是无刷交流发电机没有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大大提高；电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减轻；交流电能易于变换，即易于变压和整流飞机电源系统CAUC23（1）CSD结构复杂，造价高，维护困难。（2）交流电源系统的控制和保护设备比较复杂，特别是并联运行时的控制更为复杂。CSCF交流电源的主要缺点飞机电源系统CAUC241.3飞机电网的线制及参数接地系统：机体为地线/中线不接地系统：另设地线/中线直流电源：单线制交流电源：两种1）以机体为中线的三相四线制：多用2）不接中线的三相三线制：少飞机电源系统CAUC25以机体为中线的三相四线制单相负载三相负载单相负载单相负载AABBCC0飞机电源系统CAUC26优点：①供电系统重量比较轻；②可提供两种电压；③单相负载控制、保护设备较简单。以机体为中线的三相四线制飞机电源系统CAUC27不接中线的三相三线制供电系统三相负载单相负载单相负载AABBCC0飞机电源系统CAUC28优点①电网轻；②电压波形失真小。缺点：①只能提供一种电压；②安全性较差。不接中线的三相三线制供电系统飞机电源系统CAUC29交流电源主要参数额定电压：交流电网：115/200V发电机：120/208V额定容量：三相总视在功率（KVA）功率因数：额定负载时的功率因数一般为：cosψ=0.75（感性）频率：一般为400Hz转速：CSCF电源额定转速为6000、8000、12000、24000转/分（r/min）飞机电源系统CAUC影响参数的主要因素-电压1.电压①电压越高，电网重量越轻；②导线细，线路压降大；③导线截面积受机械强度限制；④电压高，绝缘材料重量增加，熄弧困难；⑤电压高，人员的安全性较差。飞机电源系统CAUC影响参数的主要因素-频率2.频率①对于变压器、互感器等静止电磁设备，提高频率可以减小铁芯体积、重量；②对发电机、电动机等旋转电机，有一个最佳频率值。如图，频率取400Hz较为合适。飞机电源系统CAUC频率与电磁设备重量的关系旋转电机：f↑→磁极对数↑，铁损耗↑→体积重量↑f（Hz）G*0.20.40.60.81.01.202010020040010004000发电机电动机变压器飞机电源系统CAUC相数及波形三相制优点：①三相发电机体积小，功率大；②三相电源有相、线两个电压；③三相异步机优于单相异步机。正弦波：电磁元件损耗小，电磁干扰小飞机电源系统CAUC双发飞机电网举例(B737)飞机电源系统CAUC