飞机配电系统

飞机配电系统
由馈电电缆、汇流条、配电板组成的设备
01 发展概况
03 配电器件
目录
02 配电方式 04 系统组成
目录
05 系统的控制
07 发展趋势
06 基本要求
飞机配电系统的主要功能是将飞机发电机产生的电能以不同的线制、不同的配电方式传输到汇流条，再通过 汇流条到用电设备。飞机配电系统除了配置系统外还包含控制和保护电路。在直流供电系统的飞机上，配电系统 采用单线制或双线制。在单线制电中，发电机和用电设备正端采用导线(或汇流条)连通，飞机的金属壳体作为负 线。在双线制电中，发电机和用电设备的正端、负端均采用导线(或汇流条)线连通。前者的优点是减少导线重量， 缺点是任一导线与机壳相碰，会发生短路。采用双线制可以避免短路，但是导线重量增加。
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③保护电器：包括熔断器、断路器和保护继电器等。工作原理与工业用器件相似，但为了满足体积、重量以 及各种恶劣条件下工作的要求，两者在结构上却大不相同。飞行过程中不可能更换器件，因而飞机电中大量采用 可重复工作的热断路器或磁断路器等。在飞行中有时需要强制某些设备通电而不惜其本身的损坏，因而断路器的 结构也具有非自由脱扣与自由脱扣两种形式。
飞机配电系统的配电方式可分为集中、混合、分散和独立4种。
集中配电的主要优点是当一台发电机损坏时，用电设备仍能由其他发电机继续供电，操作维护方便。
混合式供电的原理是由电源产生的电能都输送给中心配电装置，一般系统的电源汇流条均设置于此装置中。 除中心配电装置外，系统还设有分配电装置，它们安装在飞机不同部位。各用电设备可分别就近由上述两种配电 装置获取电能；而一些大功率用电设备，一般由中心配电装置供电。
④固态功率控制器：为适应固态配电方式而研制的兼有控制、保护、指示等多种功能的电器，分为混合式 （由电子器件和电磁接触器组成）和全固态（全部由电子器件构成）两种形式。
不同飞机配电系统的复杂程度和安装结构差异很大。小型飞机的配电板多装在驾驶舱内，由驾驶员直接操作。 而大型飞机的各种配电板多装在飞行工程师的操作台附近。
配电方式
按供电性质 按电结构
按管理方式 按使用场合
按机载供电的性质可分为低压直流、高压直流和交流配电三种方式。直流电常采用负线与机身搭接的单线制， 交流电常采用三相四线制。按结构配置可分为集中配电和分散配电。集中配电，不论一台或多台发电机只配置一 个电源汇流条，因而操作和维护都比较简单。但汇流条一旦出现故障便会影响飞机的全部供电。分散式配电有多 组可以相互隔离或联接的汇流条，局部故障不致关系全局，而且功率线长度减少，重量减轻。配电系统按控制方 式分为常规式、遥控式和固态式 3种。常规式配电的功率线全部引入座舱内的配电中心。遥控式配电的配电中心 接近用电设备，由遥控信号通过功率控制器操纵，座舱内只引入控制线。固态式配电由一条多路传输总线传递全 部控制信号。这种方式取消了众多的控制线，减轻了重量，提高了自动化程度。
分散式配电是系统中各发电机不并联运行，即每个电源各自的电源汇流条和用电设备汇流条互不并联，但能 转换。
按配电的控制管理方式，飞机配电系统又可分为常规、遥控和固态三种类型。常规配电，配电盘置于飞机座 舱内，需将功率输配电线路引入座舱，仅小型飞机采用。遥控配电，其配电盘置于飞机座舱外，配电系统中的功 率开关设备，其通断控制由遥控方式实现，仅控制信号线路引入座舱，对现代大、中型飞机适用。固态配电是应 用计算机多路传输技术来实现对配电系统中功率开关设备的通断控制，与遥控配电相比，它不需要众多控制线， 提高了配电系统的自动化程度和可靠性。固态配电自20世纪80年代以来得到较大发展，现已逐步应用到先进飞机 供电系统中。
(1)分布式配电和负载自动管理的自动化配电系统。
(2)固态配电系统的组成和功能。固态配电系统采用分布式就近配电原则进行配电。
整个配电系统分为两级，除中心配电装置外，还有若干个二级配电装置．它们分别位于飞机的不同部位，通 过固态功率控制器对负载进行控制器保护。飞机上各种用电设备分别由上述两种配电装置供电。其中二级配电装 置通过1553B总线相互交换信息及接收飞行员的命令。
根据不同场合和技术要求，飞机供电电有开式(辐射式)、闭式和混合式三种供电形式。开式供电形式，用电 设备汇流条仅能从一个方向获得电能；闭式供电形式，用电设备汇流条能从两个或两个以上方向获得电能；混合 式供电形式，则有仅能从一个方向获得电能的用电设备汇流条，也有能从多个方向获得电能的用电设备汇流 条。
系统的控制
飞机配电系统绝大多数都采用常规配电控制。控制装置采用了诸如继电器、接触器、断路器、限流器等机电 式设备。为了使空勤人员能直接操纵和控制这些配电设备，配电中心就安装在驾驶舱内，发动机馈电线必须从发 电机端敷设到驾驶舱，然后再从驾驶舱返回到机身中部的负载中心，因而主馈电线又长又重。
一些中大型飞机，其配电系统已采用了遥控配电控制，因飞机用电量大，常规配电控制将使电缆重量重的矛 盾突出，一般飞机驾驶舱部分的用电量只占总用电量的25%，通过转换措施，使应急电源向应急电源汇流条和重 要用电设备汇流条供电，而常规配电控制需将全部电力先输送到驾驶舱，然而再从驾驶舱返回到机身中心，显得 十分不合理，遥控配电装置对不用于座舱的那部分电力进行遥控，配电中心置于机身中部。由于主馈电线只需数 敷设到飞机中部，可大大减轻电重量。
用电设备的重要性及其在飞行中各个阶段的作用不尽相同，在巡航、战斗、起飞、着陆等各阶段可实行不同 的负载管理。出现故障时，管理方式更应改变。在飞行中，需要综合考虑各种因素决定怎样切换负载，或转换为 应急供电等，以确保对重要设备可靠供电。负载管理方式分为人工管理和自动管理两种。前者由空勤人员判断操 作，后者由计算机按预先设计好的管理方案自动进行。负载自动管理可以使电经常处于最佳状态。
基本要求
1、可靠性。要求保护装置能在电发生所用短路故障或不正常状态时，能够正确可靠地工作。 2、选择性。电发生故障时保护装置只切除故障部分，而保证其他路继续正常运行。 3、动作的快速性。保护装置切除故障动作迅速，以防止事故蔓延扩大，减轻其危害程度。 4、准确性。保护装置保护动作发生的参数指标要与故障参数指标协调，能实现正确的保护动作，而不发生误 保护、误动作。 5、灵活性。对保护范围内所出现的故障活不正常状态有足够反应能力。 除此之外，还要求保护装置简单可靠、使用维护方便。同时，在飞机工作环境条件变化时，保护装置的特性 要有一定的温定性。
发Байду номын сангаас概况
飞机发电机与地面或应急电源的电能进行转换、传输、分配与控制保护的系统（见飞机电气系统）。它由馈 电电缆、汇流条、配电板以及配电器件等组成。配电系统保证对飞机各部分可靠地输配电能，管理各类电气负载 并保护用电设备。
20世纪40年代以来随着飞机电气系统的完善，飞机配电器件也实现了系列化。50年代中开始制订标准和规范。 大型飞机的发展使配电系统的重量在飞机供电系统总重中占居主要地位。在某些飞机中有上千个断路器，电缆重 量达供电系统总重的70%。60年代末，飞机配电向着多路传输总线控制的固态配电方向发展。70年代开始将电气 系统与电子、武器和操纵等系统通过多路传输总线交联在一起并由计算机控制。
系统组成
飞机配电系统由输电线路、供配电管理装置、保护设备和检测仪表等设备组成。其中，电能的传输线路称为 飞机电，电中电能的汇集处称为汇流条，它是输电线路的一部分。飞机上一般设有电源汇流条和用电设备汇流条。 电源汇流条是飞机电源系统中电源输出电能的汇集之处；用电设备汇流条是用电设备所需电能的汇集之处，用电 设备的所需电能直接来自于用电设备汇流条。电源汇流条与用电设备汇流条之间的输电线路称为供电电，而用电 设备汇流条到用电设备之间的输电线路称为配电电。输电线路中还设有控制电源和用电设备供电或断电以及控制 供电线路切换的功率开关设备，如常规的断路器、接触器或现代的固态功率控制器等。供配电管理装置是确定飞 机配电系统输电线路中功率开关设备正确闭合或断开的控制管理中心。在正常状态下，它能实现供电电源的正常 转换，如外部电源与飞机主电源间转换、辅助电源与主电源间转换、外部电源与辅助电源间转换、主电源间的相 互转换等功能；当主电源出现故障时，它能实现电源与汇流条问的切换，将故障主电源隔离，并保证机载重要用 电设备的供电。
发展趋势
多路传输配电系统中由于采用了分布式汇流条和负载自动管理技术，用电设备就近与配电汇流条相连，由计 算机通过多路传输数据总线传递控制信号和状态信息，经固态功率控制器对负载进行控制和保护，这种配电系统 可以大大减轻导线重量，提高配电可靠性及自动化程度，减轻飞行人员负担，因而是下一代先进飞机配电系统的 发展趋势。
配电器件
包括电缆、开关电器(或控制电器)、保护电器、汇流条和接插件等。
①飞机电缆：由多股细铜丝绞制而成的线芯和绝缘护套组成。线芯截面积的选择需要兼顾机械强度和导电性。 铬铜、镉铬铜等新型线芯材料正在研制中。
②开关电器：分手动开关与继电器接触器两大类。用半导体器件构成的无触点继电器是一种新型的飞机用开 关电器。