航空电气概论飞机电源系统概述

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
CAUC
转速：CSCF电源额定转速为6000、8000、
12000、24000转/分（r/min）
22
第二十二页，编辑于星期一：十六点 五分。
思考题
1. 飞机电源系统由那几部分组成？为什么？ 2. 飞机主电源有哪几种结构？各自有什么特点
？ 3. 什么叫飞机电网的线制？交、直流电源电网采
用什么结构？ 4. 什么叫二次电源？主要有哪几种？ CAUC5.飞机电源系统的参数选择依据是什么？
第二十八页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
航空电气概论飞机电源
4) 外接地面电源（EP）：
类型：电源车、中频逆变电源、电瓶车
5) 二次电源：主电源→变换形式或规格
类型：DC→AC：旋转变流机、INV
AC→DC：TRU；
CAUC
DC→DC：直流变换器 AC→AC：Transformer/变频器?
第三页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
机载用电设备的种类
变速
变速
发动机
减速器
交流发电机
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
CAUC
适用范围： 1）涡桨飞机或直升机; 2）大飞机
10
第十页，编辑于星期一：十六点 五分。
CSCF 交流电源系统
飞机电源系统
发动机
变速
恒速传 恒速 动装置
交流 发电机
0
C
CAUC
B B
三相
单相
单相
C
负载
负载
负载
18
第十八页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
以机体为中线的三相四线制
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。
CAUC
19
第十九页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
CAUC
不接中线的三相三线制
变速
变频
发动机
发电机
整流器
逆变器
交流
直流
恒频交流电
优点：
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。
缺点：允许的工作环境温度比较低，过载能
CAUC
力差。结构复杂，可靠性相对较低。
应用：MD90（主电源）； A380+B787（二次电源）
12
第十二页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机电源系统的组成（1）
飞机电源 系统
主电源 辅助电源 地面电源 二次电源 应急电源
CAUCENG驱动 APU.G 的GEN BAT
逆变电源 /电源车
AC-DC DC-AC DC-DC AC-AC
BAT RAT.G HMG
INV
第一页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机电源系统的组成（2）
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。
CAUC
第二十四页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
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↑
CAUC
第二十五页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机电源系统
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；
CAUC⑤ 电压高，人员的安全性较差。
第二十三页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
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
AC-AC容易；DC-DC / DC-AC复杂
14
第十四页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
CAUC
交流电源系统的主要优点
无刷交流发电机：无磨损，可采用喷油冷却， 可靠性提高；
电源电压高（115V或235V）→发电机和电 网重量减轻；
交流电能易于变换，即易于变压和整流
15
第十五页，编辑于星期一：十六点 五分。
1) 主电源：由主ENG传动的发电系统；为
全部用电设备供电。
2) 辅助电源：地面（主电源不工作）；空中
（备份电源）
种类：APU.G、BAT
3) 应急电源：飞行中主电源和辅助电源全部
CAUC
失效
类型：BAT、INV、RAT、HMG
第二页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机电源系统的组成（3）
系统概述.
谢谢
CAUC
第二十九页，编辑于星期一：十六点 五分。
caucwwwthemegallerycom机载用电设备的种类按用途分类电劢机构30加热和防冰负载40电子设备20照明设备8cauc负载按重要程度分类飞行关键负载或最重要负载仸务关键负载或重要负载通用负载及厨房负载cauc不同飞行阶段的电气负载分布图20406080100120140160180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kvacauc飞机主电源的种类及特点主电源28vdc270vdcvscfacvsvf115v235vcscfac混合电源acacacdcdcdcac飞机交流电源的主要形式cscfvscf飞机交流电源系统恒频交流电源变频交流电源变速恒频vsvfcauc飞机交流电源种类vsvfcscfvscfcauc10vsvf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
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
CAUC
第二十六页，编辑于星期一：十六点 五分。
双发飞机电网举例 (B737NG)
飞机电源系统
CAUC
第二十七页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机电源系统
飞机交流电源的主要形式
飞机交流电源系统
变频交流电源
VSVF
CAUC
恒频交流电源
恒速恒频
(CSCF)
变速恒频
(VSCF)
8
第八页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机交流电源种类
VSVF CSCF
CAUC VSCF
第九页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
VSVF交流电源系统
飞机电源系统
VSVF +VSCF
CAUC
CSCF
第十三页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
主电源采用交流电源的原因
✓ 电源容量增加，需要提高电源电压以减轻 系统重量：28V→115V→235V
→270V ✓ 工作环境限制
❖ 飞行高度增加，不适合有刷电机； ❖ 用电量增加，需要采用油冷 CAUC ✓ 电压和功率变换的要求；
电动机构 30%
加热和防冰 负载40%
按用途分类
电子设备 CAUC 20%
照明设备
8%

第四页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
CAUC
负载按重要程度分类
1 飞行关键负载或最重要负载
2 2 任务关键负载或重要负载 3 通用负载及厨房负载
5
第五页，编辑于星期一：十六点 五分。
A
A
0
B
C
B
三相
单相
单相
C
负载 负载 负载
20
第二十页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
不接中线的三相三线制
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。
CAUC
21
第二十一页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
CSCF交流电源主要参数
额定电压： 交流电网：115/200V
飞机电源系统
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
CAUC2）不接中线的三相三线制：少
17
第十七页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
以机体为中线的三相四线制
A
A
单相 负载恒频交流电Fra bibliotek➢ 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；
CAUC
➢ 有CSD，费用高；无法实现起动/发电。
11
第十一页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
VSCF 交流电源系统
飞机电源系统
CSCF交流电源的主要缺点
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复杂， 特别 是并联运行时的控制更为复杂 。
飞机主电源发展趋势： CAUC 1）无CSD的VSVF电源，115V→235VAC
2）270VDC，无刷
16
第十六页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
不同飞行阶段的电气负载分 布图
CAUC
第六页，编辑于星期一：十六点 五分。
飞机电源系统
飞机主电源的种类及特点
主电源
28V
DC
CAUC
DC
VSVF 115V/ 235V
混合 电源
CSCF AC
AC DC+AC AC
VSCF AC
AC
270V DC
DC
第七页，编辑于星期一：十六点 五分。