【飞机结构与系统】12_电源系统
飞机的电源技术原理及应用
飞机的电源技术原理及应用1. 引言在现代航空领域，飞机的电源系统是非常关键的组成部分。
飞机电源技术的发展已经取得了突破性的进展，为飞机提供了可靠、高效的电力供应。
本文将介绍飞机的电源技术的原理及应用。
2. 飞机电源系统组成飞机的电源系统主要由以下几个组成部分构成：•发电机：发电机是飞机电源系统的核心部件，主要负责产生电能。
发电机使用内燃机驱动，通过转子和定子的相对运动产生电能。
发电机通常安装在飞机的发动机上。
•电池：电池是飞机电源系统的备用电源，主要用于在紧急情况下提供电能。
电池通常安装在飞机的机翼或机身内部。
•变流器：变流器是将飞机上产生的交流电转换为直流电的装置。
变流器可以将来自发电机的电能转换为直流电供给飞机上的电子设备使用。
•电容器：电容器可以作为电源系统的储能装置，用于存储剩余电能，并在需要时释放给飞机上的电子设备。
•控制系统：电源系统的控制系统用于监测和控制电源系统的工作状态，确保电力的供应稳定和可靠。
3. 飞机电源系统工作原理飞机电源系统的工作原理如下：1.发电机工作原理：发电机通过内燃机的驱动产生机械能，机械能通过转子和定子的相对运动转化为电能。
发电机输出的是交流电，经过变流器转换为直流电。
2.电池工作原理：电池通过化学反应将化学能转化为电能。
飞机电池通常使用铅酸电池或锂离子电池，这些电池具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
3.变流器工作原理：变流器通过电子元件的开关控制将交流电转换为直流电。
变流器可以将飞机电源系统的输出电能转换为适合各种电子设备使用的直流电。
4.控制系统工作原理：控制系统通过传感器监测电源系统的工作状态，并根据需要进行调节和控制。
控制系统可以实现电源系统的智能化管理，确保电力供应的稳定性和可靠性。
4. 飞机电源系统应用飞机电源系统广泛应用于飞机上的各个领域，包括但不限于以下几个方面：•机载航电设备：飞机的航电设备需要稳定、可靠的电力供应，包括导航系统、通信系统、雷达系统等。
飞机电源系统的原理是什么
飞机电源系统的原理是什么飞机电源系统是飞机上为舱内设备提供电能的系统。
它主要由发电装置、电源管理系统、电池系统和配电系统组成。
飞机的发电装置一般是由燃气涡轮发动机驱动的发电机或者专门的辅助发电机。
发动机的转速通过发电机的转速放大器来提供稳定的电源输出。
一些现代飞机还装备了永磁发电机，它们的特点是结构简单、重量轻、效率高、维护保养成本低。
发电装置的电能输出经过整流装置转换为直流电，然后通过变压器变换为满足不同设备需求的电压。
发电装置输出的直流电经过电源管理系统进行控制和管理。
电源管理系统有多个功能，包括捕获、控制、保护和监测电能的输出。
它能够监测电源的状态和负载需求，根据需要调整发电机的输出电压和频率，以满足各种设备对电能的需求。
此外，电源管理系统还能够提供对电源的保护，包括过载和短路保护，以防止电源故障损坏设备。
电池系统是飞机电源系统的一个重要组成部分，主要用于提供紧急电源。
在飞行过程中，发电机可能会出现故障，导致电能的供给中断。
此时，电池系统就会为关键设备提供必要的电源，以确保飞机的安全。
电池系统通常由多个电池组成，这些电池可以并联或串联连接，以提供所需的电压和容量。
为了将电能分配到各个设备，飞机电源系统还包括配电系统。
配电系统通过配电盘来分配和控制电能的流向。
配电盘上有多个开关和保险丝，用于控制和保护电路。
飞机上的不同设备对电能的需求有所不同，配电系统通过调整开关的位置和状态，将电能分配到不同的设备上。
总的来说，飞机电源系统的原理是通过发电装置产生电能，通过电源管理系统管理和保护电能的输出，通过电池系统提供紧急电源，通过配电系统将电能分配到各个设备上。
这样一套系统能够确保飞机上的各种设备都能获得稳定和可靠的电源供应，以保证飞机的正常运行和乘客的安全。
飞机电源系统
飞机电源系统现代飞机战术技术水平在迅速地发展和提高，为了完成复杂的飞行任务并保证飞行安全，需要装配大量先进机载设备。
在飞机上，航空发动机是机械能源，称为一次能源，向机载设备提供的能源称为二次能源。
二次能源主要有液压能、气压能和电能。
由于电能易于输送、分配、变换和控制，绝大部分机载设备采用电能工作。
随着电气技术水平的提高，国外正在研制“全电飞机”，它将用电能全部取代飞机液压能和气压能。
飞机上用来产生电能的设备组合（电源及其调节、控制和保护设备）称为飞机电源系统，电源系统中有主电源、辅助电源、应急电源和二次电源，飞机上用来传输、分配、转换和控制电能的导线和设备按一定方式组合起来，称为飞机配电系统或飞机电网。
飞机电网主要由传输电能的导线和电缆、防止导线和设备受短路或超载危害的保护装置、配电装置、电源、用电设备的控制和转换装置及电源检查仪表等组成。
电源系统与配电系统总称为飞机供电系统。
依靠电能工作的设备称为用电设备，供电系统与用电设备总称为飞机电力系统。
飞机主电源由发电机及其传动、调节、控制、保护装置等组成，向正常飞行的飞机用电设备供电。
主电源不工作时由辅助电源或地面电源供电。
常用的辅助电源是航空蓄电池或辅助动力装置驱动的发电机。
在飞行中主电源一旦发生故障不能正常供电时，由应急电源供电。
常用的应急电源有航空蓄电池和风动涡轮发电机。
二次能源（以下简称次电源）是将主电源一种型式的电能转变为不同电压、不同电流和不同质量电能的设备，以满足不同用电设备对不同形式电能的要求。
电源和混合电源。
混合电源就是同时采用两种主电源。
各种电源与其调节、控制、保护装置及电网一起组成供电系统。
这些供电系统在飞机发展的不同时期都发挥了它们的作用。
同时在使用中也看出了它们的优缺点。
因此，随着飞机的发展各国都在改进和研制较理想的供电系统。
一、低压直流供电系统（一）低压直流供电系统的优点在飞机发明后的半个世纪里，低压直流供电系统一直充当飞机主电源是因为它有突出的优点：1. 容易实现多台发电机与蓄电池的并联供电，保证不中断供电，供电安全可靠。
飞机航电系统的构成和作用分析
飞机航电系统的构成和作用分析飞机航电系统是指用于飞机电气能源管理、通信导航、飞行控制和信息管理等各方面系统的总称。
由于航电系统是飞机中必不可少的一部分，因此了解其构成和作用是非常重要的。
一、航电系统的主要构成1. 电源系统：电源系统是整个航电系统的基础，它提供与飞机所有设备所需的能源。
电源系统包含电瓶、发电机和相应的电路元件。
电源系统的很多组成部分，如发电机、变频器、静变流器等，都是由飞机的发动机直接驱动的。
2. 飞行表现和导航系统：飞行表现和导航系统是航电系统的另一个重要组成部分，它涉及到飞机的飞行控制和导航，包括如下几个方面:航向计算器和飞行导航系统：这是飞机导航的基础。
航向计算器通过读取机头的当前方向来确定飞行方向，而飞行导航系统通过导航计算机的计算来指导飞行员驾驶飞机到达目标位置。
自动驾驶系统：自动驾驶系统能够自动控制飞机的方向、高度和速度等参数，从而减少飞行员的工作量，同时保证飞机飞行的安全性和稳定性。
3. 通信和信息系统：航电系统还包括了通信和信息系统，包括了飞机与地面通信、飞机与空中交通管制机构的通信、飞机与天气预报机构的通信以及飞机内部的通信。
现在的航空公司都使用无线电通信，这是航电系统的重要部分，能够保证飞机与地面保持通信，并确保一旦出现问题能够及时进行处理。
4. 地形警告系统：地形警告系统还是近年来飞机安全性的重要保障。
地形警告仪器安装在飞机上，它可以通过扫描固定的地面点来预测出飞机是否会遇到危险的地势。
二、航电系统所起的作用1. 提供飞行所需的电气能量：航电系统的首要任务就是提供飞机所需的电气能量和电流。
2. 控制飞行并保证安全：飞机的导航和控制都依赖于航电系统，包括了高度、速度、航向和导航的控制。
3. 提供适当的环境舒适度：航电系统还有助于保证适当的环境舒适度，包括了温度、湿度和氧气的控制。
4. 实现通信和信息管理：航电系统通过提供通信和数据传输，保证了飞机与地面交流的安全和有效性。
飞机电源系统课件
电源控制板
控制电源的参数，使电 源系统适应不同的飞行
状态和用电需求。
电源保护装置
保护电源系统免受故障 影响，防止因故障导致 电源系统损坏或飞机安
全事故。
03
CHAPTER
飞机电源系统的特性与性能 指标
电源系统的特性
独立性
高效性
飞机电源系统应具备独立性，即使在飞机 其他系统出现故障的情况下，仍能保持正 常供电。
通过调节励磁电流或转子电流，控制输出电 压和频率。
配电系统工作原理
根据用电设备的需要，将电能进行合理的分 配。
电源保护装置工作原理
通过检测电流、电压等参数，在出现故障时 切断电源或报警。
电源系统的关键部件
发电机
作为电源系统的核心部 件，其性能直接影响整
个电源系统的性能。
配电系统
负责合理分配电能，保 证用电设备的正常运行
A 输出电压和频率
电源系统的输出电压和频率应符合 国际标准，以保证与飞机上其他设
备的兼容性。
B
C
D
启动性能
电源系统应能在各种极端条件下快速启动 ，并保持稳定运行。
能源效率
电源系统的能源效率是衡量其性能的重要 指标，高效率的电源系统可以降低能源消 耗和减少对环境的影响。
电源系统的安全与可靠性
过载保护
电源系统应具备过载保护功能，当输出电流超过允许值时 ，能够自动切断电源或降低输出功率。
短路保护
当电源系统发生短路时，应能迅速切断电源或降低输出电 压，以防止设备损坏和火灾事故。
接地保护
为了防止触电事故，电源系统应采用接地保护措施，确保 设备外壳与大地相连。
故障诊断与处理
电源系统应具备故障诊断与处理功能，当发生故障时，能 够自动检测、定位和隔离故障，并采取相应的措施，如切 换到备用电源或发出警报提示。
飞机电源系统的组成及各部分的功用
飞机电源系统的组成及各部分的功用示例文章篇一：《神奇的飞机电源系统》嘿，同学们！你们知道飞机在天空中飞的时候，靠什么来提供电力吗？今天就让我这个好奇宝宝来给大家讲讲飞机电源系统的组成以及各部分的功用吧！先来说说主电源，这就好比是我们身体里的心脏，是飞机电源系统的核心呀！它为飞机上各种各样的设备提供着持续稳定的电力。
想象一下，如果飞机没有了主电源，那飞机上的灯光会熄灭，各种仪器也会“瘫痪”，这该有多可怕呀！那主电源是怎么工作的呢？它一般是由发动机驱动的发电机组成的，就像一个不知疲倦的小勇士，不停地为飞机“供血”。
然后呢，还有辅助电源。
这辅助电源就像是我们的备用小能手。
当主电源出现问题的时候，辅助电源就会挺身而出！比如说，主电源突然故障了，辅助电源就能迅速顶上，保证飞机的正常运行。
这难道不像在我们遇到困难时，及时伸出援手的好朋友吗？应急电源也必不可少哦！它就像是最后的“救命稻草”。
万一主电源和辅助电源都失效了，应急电源就会发挥作用，为一些关键的设备提供短暂的电力，帮助飞机争取到更多的时间来解决问题。
这应急电源是不是特别重要？还有蓄电池，它虽然看起来小小的，但是作用可不小呢！就像我们口袋里的小零食，关键时刻能解解馋。
在飞机启动的时候，蓄电池能提供启动所需的电力。
而且在飞机电源系统出现小波动时，它也能起到稳定电压的作用。
电源分配系统就像是一个聪明的管理员，把电力合理地分配到飞机的各个部位。
如果没有它，电力不就乱套了吗？这边灯亮得刺眼，那边仪器却没电可用，那可不行！同学们，你们想想，飞机电源系统是不是超级神奇？它的每一个部分都像是一个小小的英雄，在自己的岗位上默默付出，共同保障着飞机的安全飞行。
这不就像我们的班级一样吗？每个同学都有自己的特长和作用，大家一起努力，才能让我们的班级变得更好！所以说呀，飞机电源系统真的太重要啦！我们一定要好好学习，将来去探索更多关于飞机的奥秘！示例文章篇二：《神奇的飞机电源系统》嘿，朋友们！你们知道飞机能在天空中自由翱翔，除了依靠强大的发动机，还有什么特别重要的东西吗？那就是飞机电源系统啦！这玩意儿可神奇了，就像我们身体里的血液循环系统一样，给飞机的各个部位提供着能量。
飞机的神经网络——电源系统
飞机的神经网络——电源系统若一架飞机是一个鲜活的生命，那么它拥有坚实的躯干如结构，流通的血液如燃油，跳动着的心脏如发动机，敏锐的感知如传感器，核心的控制及遍布全身的神经网络如电源系统。
随着航空技术的飞速发展，先进的电子电气技术在民用航空运输机上的使用越来越普遍，飞机电源系统也显得越来越重要。
下面来为大家介绍一下飞机上的电源系统。
一、飞机上的电是不一般的电目前民用飞机上的电既有直流又有交流。
常用的是：28V的低压直流电和115V/400HZ的恒频交流电。
直流电往往用于控制，起开关作用。
而交流电则是负责能量传输，控制电传操纵和飞行控制。
飞机电源分种类：主电源、辅助电源、应急电源、二次电源和外接电源。
主电源是由发动机驱动主发电机产生，供给飞机上的全部用电设备。
辅助电源由电瓶或APU驱动的发电机产生。
它一般在地面工作，也可在空中替换失效的主发电机供电。
应急电源由电瓶、静变流器、冲压空气涡轮发电机或液压马达驱动发电机产生。
应急电源容量较小，只能向飞机上最重要的用电设备供电，以保障飞机紧急着陆或返航。
二次电源主要是变压整流器（TRU）。
它并没有单独的发电机产生电能，只是将飞机上的三相交流电转变为直流电。
外接电源应用于地面，通过电瓶车或廊桥电源将电能传输到飞机上。
二、飞机上的用电器飞机上用电器即机载电子电器设备，种类繁多，用途各异。
一般大功率的负载用高压交流电，小功率的负载用低压直流电。
根据保障飞行的重要程度，可将电子电气负载划分为三个等级：（一）飞行关键负载或最重要负载是保障飞机安全的设备，包括发动机运行控制、飞机操纵控制、防火、导航、通讯、起落架收放等。
采用4余度供电，即两套相互独立的主电源，一套备用电源和一套应急电源。
即使在紧急状态下也可向关键负载供电，确保最低飞行安全。
（二）任务关键负载或重要负载是保障正常飞行任务的设备，包括座舱的温控制、除防冰设备等。
采用3余度供电，即两套独立的主电源和一套备用电源。
《飞机电源系统》课件
采用简单的直流发电机作为电源，功率小、可靠性差 。
现代飞机电源系统
采用大功率的交流发电机和先进的控制技术，具有更 高的可靠性和效率。
未来飞机电源系统
将采用更加先进的电源技术和能源，如燃料电池、太 阳能等，以实现更加环保和高效的电能供应。
02 飞机电源系统的 组成
电源装置
总结词
电源装置是飞机电源系统的核心组成部分，负责产生和提供 电能。
可靠性试验
进行各种环境下的可靠性试验，验证电源系 统的可靠性。
预防性维护策略
制定有效的预防性维护策略，降低电源系统 故障率，提高其可靠性。
04 飞机电源系统的 维护与保养
日常维护与保养
每日检查
检查电源系统各部件是否正常工作，如发现异常 应及时处理。
清洁保养
定期清洁电源系统表面，保持其清洁干燥，防止 灰尘和污垢影响正常工作。
1 2
可再生能源利用
利用太阳能、风能等可再生能源为飞机供电，减 少对化石燃料的依赖，降低碳排放。
高效储能技术
研发高性能的储能电池和超级电容器，提高能源 储存和释放效率，满足飞机短时高功率需求。
3
能源回收与再利用
利用先进的能量回收技术，将飞机滑行、制动等 过程中的能量回收并再利用于电源系统，提高能 源利用效率。
电源的特性
高电压特性
飞机电源系统通常需要提供高 电压以驱动各种电子设备。
大电流特性
由于飞机上设备众多，需要大 电流来满足设备的用电需求。
稳定性
电源必须稳定，以确保飞机上 电子设备的正常运行。
高效性
为了减少能源消耗和减轻重量 ，飞机电源系统需要高效工作
。
对电源系统的要求
安全性
《飞机电源系统》课件
飞机电源系统的分类
根据电源的不同类型和工作原理，飞机电源系统可以分为内燃机供电系统、 涡轮机供电系统以及外部供电系统。
不同类型的飞机电源系统具有不同的特点和适用场景，例如内燃机供电系统 适用于小型飞机，而外部供电系统适用于地面维护和测试。
飞机电源系统的设计
飞机电源系统的设计必须遵循一些基本原则，包括可靠性、效率、安全性和 可维护性。
《飞机电源系统》PPT课 件
# 飞机电源系统
在本课程中，我们将介绍飞机电源系统的基本概念、分类、设计、故障排除 以及发展趋势。让我们一起来探索这个关键的飞行器系统！
介绍飞机电源系统
飞机电源系统是保证飞机正常运行所必需的关键系统之一。它提供了电力以 驱动飞机的各种设备和仪器。 飞机电源系统的组成主要包括电源装置、电源管理系统、电源分配系统等。
飞机电源系统的发展趋势
随着科学技术的不断进步，飞机电源系统也在不断演进和创新。 未来，飞机电源系统可能会采用更高效的能量转换技术，提高系统可靠性和适应性。 同时，新材料和新工艺的应用将使飞机电源系统更轻量化、高性能化。
总结
通过本课程的学习，我们对飞机电源系统有了更深入的了解。 飞机电源系统在飞机运行中起到至关重要的作用，它影响着飞机的可靠性、 安全性和维持性。
设计飞机电源系统需要进行详细的系统分析和计Βιβλιοθήκη ，确保系统能够满足飞机 各项电力需求。
此外，设计人员还需考虑电源系统集成的空间、重量和热管理等因素。
飞机电源系统的故障排除
飞机电源系统可能会遇到各种故障，例如电源装置故障、电磁干扰等。 故障排除需要按照一定的流程，使用合适的工具和方法进行诊断和修复。 及时发现和解决故障对保证飞机正常运行至关重要。
飞机电气系统的组成及原理
飞机电气系统的组成及原理飞机电气系统是飞机上一个重要的子系统，它包括了飞机上所有的电气设备以及其相互连接的电气线路、断路器、开关等相关组件。
飞机电气系统的主要原理是通过电能的转换和分配，为飞机上的设备提供所需的电源。
飞机电气系统的组成主要包括了电源系统、电气网络和关键设备三个主要部分。
首先，电源系统是飞机电气系统的核心部分，它主要负责将飞机上的机械能、化学能等能源转换成为电能进行供电。
电源系统通常包括了交流电源、直流电源以及外部电源等多种形式。
交流电源通常由发动机驱动的发电机提供，发电机将机械能转换为交流电能，并通过变压器和整流器等设备将其转换为所需的电压和频率。
直流电源则主要由飞机上的蓄电池提供，蓄电池通过化学反应将化学能转换为直流电能，并直接供电给飞机上的一些特定设备，如紧急设备等。
此外，飞机在停靠机坪等地方还可以通过外部电源进行供电，外部电源主要是通过接口连接到飞机的电源系统中，为飞机提供所需的电能。
其次，电气网络是飞机电气系统的重要组成部分，它主要负责将电源系统提供的电能传输到飞机上的各个设备中。
电气网络通常是由一系列的导线、电缆和连接器等组成的，这些导线和电缆连接到飞机上的电源系统和设备之间，形成了一个相互连接的电力传输网络。
电气网络通常分为交流电气网络和直流电气网络两部分。
交流电气网络主要用于传输交流电能，直流电气网络则用于传输直流电能。
在飞机上，交流电气网络通常具有较高的电压和频率，而直流电气网络则具有较低的电压。
最后，关键设备是飞机电气系统中的重要组成部分，它们主要是由电气设备和控制系统等构成的，并负责飞机各种系统的电力供应和控制。
关键设备包括了发动机控制系统、仪表系统、通信导航系统、起落架系统、照明系统等。
这些设备将电气能源转换为机械能、热能或者其他形式的能量，并将其供应给相应的系统中。
同时，关键设备还通过传感器和控制器等装置，监测和控制各个系统的运行状态。
总之，飞机电气系统是飞机上一个至关重要的子系统，它通过电能的转换和分配，为飞机上的设备提供所需的电源。
飞机电源系统的组成
飞机电源系统的组成以飞机电源系统的组成为标题，我们来探讨一下飞机电源系统的构成和工作原理。
飞机电源系统是飞机上的一项重要系统，它为飞机提供电力，并确保飞机在飞行中各个设备的正常运行。
飞机电源系统主要由以下几个组成部分构成：1. 主发电机：主发电机是飞机电源系统的核心部分，通常由发动机驱动。
它产生高压交流电，并通过变频器将其转换为稳定的低压交流电。
主发电机是飞机电源系统的主要电源，为整个飞机提供能量。
2. 辅助发电机：辅助发电机通常由APU（辅助动力装置）或其他独立的发电机提供电力。
它们主要用于满足飞机在地面或起飞、着陆等特殊情况下的电力需求。
3. 静变流器：静变流器将交流电转换为直流电，供给飞机上的直流设备使用。
静变流器也可以将直流电转换为交流电，以供给飞机上的交流设备使用。
4. 蓄电池：蓄电池是飞机电源系统中的备用电源，主要用于提供飞机在关机或紧急情况下的电力需求。
蓄电池通常通过发电机充电，以确保其始终保持充足的电量。
5. 电源管理系统：电源管理系统负责监控和控制飞机电源系统的运行。
它可以实时监测电源的状态，根据需要自动切换电源，确保各个设备的正常供电。
6. 配电盒：配电盒是飞机电源系统中的分配中心，将电源分配到各个设备。
配电盒还负责保护电源系统免受过载、短路等故障的影响，确保电源系统的稳定和安全运行。
7. 控制开关和保护装置：控制开关和保护装置用于控制和保护飞机电源系统的各个组件。
它们可以手动或自动地控制电源的开关和保护装置的动作，确保飞机电源系统的正常工作。
飞机电源系统的工作原理如下：当飞机的主发动机启动后，主发电机开始工作并产生交流电。
交流电经过变频器转换为低压交流电，并供给飞机上的交流设备使用。
同时，一部分交流电经过静变流器转换为直流电，供给飞机上的直流设备使用。
辅助发电机和蓄电池也可以提供电力，以满足飞机在特殊情况下的电力需求。
飞机电源系统的控制开关和保护装置负责监控和控制电源系统的运行。
航空电气概论飞机电源系统概述.
无刷交流发电机：无磨损，可采用喷油
交流电源系统的主要优 点
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
飞 CSCF交流电源的主要缺点 机 1）CSD 结构复杂，造价高，维护困难。 电 2）交流电源系统的控制和保护设备复杂， 源 特别是并联运行时的控制更为复杂 。 系 统 飞机主电源发展趋势：
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。
11
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）
17
飞 机 电 源 系 统
CAUC
以机体为中线的三相四线 制
A
单相 负 载
A
0 B C
C
B
三相 负 载 单相 负 载 单相 负 载
18
飞 机 电 源 系 统
CAUC
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。
19
飞 机 电 源 系 统
CAUC
1）无CSD的VSVF电源，115V→235VAC 2）270VDC，无刷
16
飞 机 电 源 系 统
CAUC
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
飞机电源系统
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
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
D2 C
R11 R12
A1
Ui
D1
+ A2 Uo
W U g R5 DW1
R10
DW2
T1 R13
R-
R2
DW3
NB-200 BUS1 NB1 B
NB-200 NB2 BUS2
NB3 CJ
NB-400 CJ A
B A T
G1
G2
航空发 动机
n1 恒装输 入转速 变量泵
差动游 星齿轮 n12 定量马达 液压马 达转速
（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 ）
安装 容量 KW或 KVA 350 300 250 200 150 100 50 0 3 Y-5 36 60 Y-7 B737-400 B707 AH-24 MD-82 B757 B747-400 B767 80 120 180 直 交 流 流 电 电 360
飞机电源系统的原理是
飞机电源系统的原理是飞机电源系统是飞机上的一个重要系统，它为飞机提供稳定的电力供应。
飞机电源系统的原理主要包括电源生成、电力分配和故障保护三个方面。
首先，电源生成是飞机电源系统的核心，它负责将来自发动机的机械能转化为电能，并确保电能的稳定输出。
在飞机上常用的电源生成装置包括发电机和辅助动力装置。
发电机是一种通过发动机的转动产生电能的装置。
当飞机的发动机运转时，其内部的发电机也会开始工作。
发电机通过转子和定子之间的相对运动，产生电磁感应，将机械能转化为电能。
发电机输出的电能经过整流装置和稳压装置的处理，最终变为直流电能供应给飞机的各个电气设备。
辅助动力装置是飞机电源系统中的备用电源装置。
它通常由一台独立的发动机驱动，通过发电机产生电能。
辅助动力装置不仅能够为飞机提供电力，还可以提供其他辅助能源，如空调供应等。
辅助动力装置在飞机停泊、起飞和降落过程中起到至关重要的作用。
其次，电力分配是飞机电源系统中的一个重要环节。
它负责将发电机和辅助动力装置产生的电能分配给飞机上的各个电气设备。
电力分配系统主要包括电路保护和电源管理两个方面。
电路保护是指对飞机电路进行监控和故障保护的措施。
在飞机电源系统中，每一个电路都有一个相应的保护装置，如保险丝或保护开关。
如果电路发生短路或超载等故障，电路保护装置会自动切断电路，以防止故障扩大，保护飞机的安全。
电源管理是指对飞机电源进行控制和管理的操作。
电源管理系统可以根据飞行阶段和电能需求，合理分配和控制电能的输出。
通过电源管理系统，可以实现电源的合理调度，降低电能消耗，提高飞机的效率。
最后，故障保护是飞机电源系统的重要保障措施。
故障保护系统主要包括故障检测和故障恢复两个方面。
故障检测通过传感器和检测器等装置，实时监测飞机电源系统的运行状况，一旦检测到异常，会发出警报并采取相应的措施。
故障恢复则是指当飞机电源系统发生故障时，通过备用电源或备用设备的切换，保证飞机仍能正常运行，确保飞机安全。
飞机供电系统
电源的备份：主电源、辅助 电源、应急电源等
电源的种类：交流电源、直 流电源、混合电源等
电源的监控：监控电源的工 作状态、电压、电流等参数
电源的维护：定期检查、保 养、维修等措施
负载分类：根据重要性和优先级对负载进行分类管理 负载控制：根据飞行阶段和系统状态对负载进行控制和调节 负载均衡：确保飞机供电系统在不同飞行阶段均能稳定运行 负载保护：防止过载和短路等异常情况对供电系统造成损害
定义：一种采用 变速发电机和电 力电子变频器构 成的供电系统能 够实现恒频输出。
工作原理：通过 控制发电机转速 和电力电子变频 器的工作状态实 现输出电压和频 率的调节。
特点：具有较高 的供电质量和效 率能够满足各种 用电设备的不同 需求。
应用范围：广泛 应用于现代飞机、 无人机等航空器 中。
飞机供电系统
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飞机供电系统的组 成
飞机供电系统的类 型
飞机供电系统的特 性
飞机供电系统的管 理
飞机供电系统的应 用和发展趋势
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飞机供电系统的组 成
电源装置：提供 电能包括发电机、 蓄电池等
电源控制装置： 控制电源的输出 和保护电源系统 包括电源控制面 板、控制电路等
飞机供电系统的维护性是指其可靠性和可维护性以确保飞机的安全运行。
飞机供电系统的维护性要求较低因为其设计通常采用高可靠性的组件和冗余设计。
飞机供电系统的维护性可以通过定期检查和测试来确保从而延长其使用寿命。
飞机供电系统的维护性可以通过采用先进的维护技术和工具来提高高效性的实现得益于先进的供电技术和设备如高效率的发电机和变压器等能够降 低能源损耗提高能源利用效率。
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飞机电源系统课件
03
飞机电源系统的设计与实现
电源系统的设计原则与要求
01
02
03
04
可靠性原则
电源系统必须能够保证飞机在 任何情况下都能提供稳定的电 力，特别是在紧急情况下。
效率原则
电源系统应尽可能地减少能源 浪费，确保能源的高效利用。
适应性原则
电源系统应能适应各种环境和 飞行条件，包括高海拔、高温、
极寒等极端环境。
交流发电机的发电原理
当转子在发动机的带动下旋转时，线圈切割磁力线，产生三相交流电动 势。整流器将三相交流电转换为直流电输出。
03
交流发电机的并联运行
飞机上通常有多个交流发电机，为了满足负载需求，这些发电机需要并
联运行。并联运行时，各发电机的电压、频率和相位必须保持一致。
直流Байду номын сангаас电机原理
直流发电机的基本结构
飞机电源系统的组成与分类
组成
飞机电源系统主要由发电机、电源控 制器、汇流条、电缆和保护装置等组 成。
分类
根据发电方式和电源性质，飞机电源 系统可分为直流电源系统和交流电源 系统两大类。
飞机电源系统的历史与发展
历史
飞机电源系统的发展经历了从机械发电机到交流发电机的演变，目前已经进入 了数字化和智能化的时代。
案例分析
波音737飞机采用三相交流电源系统，主电源为两台发动机驱动的发电机，同时还配备有辅助电源和应急电源。 该系统的设计保证了在单台发电机故障的情况下，另一台发电机能够自动承担全部负载，确保飞机的正常供电。
飞机电源系统的故障诊断与排除
故障诊断
飞机电源系统的故障诊断通常采用在线监控和离线检测相结合的方式。在线监控可以实时监测电源系 统的运行状态和参数，一旦发现异常立即报警；离线检测则通过专业的检测设备对电源系统进行全面 的性能测试和故障排查。
飞机电源系统
飞机电源系统简介飞机电源系统是飞行器中供电的重要组成部分，为飞机提供所需的电能。
它包括多个子系统，每个子系统负责不同的功能，以确保飞机各种设备和系统的正常运行。
主要组成部分1. 基本电源系统基本电源系统是飞机电源系统的核心部分，用于为飞机提供必要的直流和交流电能。
它通常由以下组件组成：•发电机：发电机是飞机电源系统的主要能源单元，通过旋转机械能转换为电能。
•电池：电池作为备用电源，提供飞机在紧急情况下的电力支持。
•电源管理系统：电源管理系统负责监控和控制电能的分配，确保电能在飞机各个系统间的平衡分配。
2. 交流电供应系统交流电供应系统为飞机中的交流电设备提供电力。
它通常由以下组件组成：•变频器：变频器将直流电能转换为交流电能，以满足飞机各种交流电设备的需求。
•分配盒：分配盒将变频器提供的电能分配给飞机中的各个交流设备。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控交流电供应系统的运行状态，并在必要时提供保护。
3. 直流电供应系统直流电供应系统为飞机中的直流电设备提供电力。
它通常由以下组件组成：•整流器：整流器将交流电能转换为直流电能，以满足飞机各种直流电设备的需求。
•分配盒：分配盒将整流器提供的电能分配给飞机中的各个直流设备。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控直流电供应系统的运行状态，并在必要时提供保护。
4. 光电供能系统光电供能系统利用太阳能或其他光能源为飞机提供电力。
它通常由以下组件组成：•太阳能电池板：太阳能电池板将太阳能转化为电能，并存储到电池中。
•充电器：充电器将太阳能电池板提供的电能充电到电池中。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控光电供能系统的运行状态，并在必要时提供保护。
工作原理飞机电源系统的工作原理是将机械能转化为电能，并通过合理的分配和控制，为飞机各种设备和系统提供所需的电力。
首先，发电机将涡轮引擎产生的机械能转化为直流电能。
直流电能经过整流器转换为所需的直流电压，并通过分配盒分配给飞机中的直流设备。
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直
流
发动机
发 电
机
直流负载 静交 变流 流负 机载
二次电源——由静变流机把低压直流电转变为单相或三相
交流电。
应急电源——航空蓄电池。
低压直流电的特点： 电压不高，效率低，适于用电量不大的飞机。
一般在30座以下的小型支线客机和通用飞机上得到了广 泛的应用。如Y-5，IL-14，C-16等。
飞机交流电源系统的主要形式
恒速传动装置（CSD） 组合传动发电机(IDG)
（5）变速恒频电源系统
交流发电机直接由发动机传动，发出的变频交流电经变频 器变换为恒频交流电。
发动机
恒频
变速恒频交流电
发电机
电子变频器
特点：恒速恒频交流电源系统同变速恒频电源系统相比存在 重量重、效率低、供电质量差、寿命周期费用高等缺点，正 在被变速恒频交流电源系统取代。如MD-90。
APU发电机直接由APU驱动，并输出与两台发动机驱动 发电机相同的电流。 在地面，APU发电机可提供主要的电源。 飞行中，可作为任一发电机的备用电源。
（3）电瓶——应急电源
电瓶是一种化学电源，是一个化学能和电能相互转化 的装置。放电时，它把化学能转化为电能，向用电设备供 电；充电时，它把电能转化为化学能储存起来。
第代飞机的一个重要组成部分，为飞机用 电设备提供所需的交流电和直流电。
飞机供电系统又可分为飞机电源系统和飞机输配电系统两 部分。飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能 部分的总称。飞机电源系统是指由飞机电源到电源汇流条间 的部分。飞机输配电系统则是指由电源汇流条到用电设备端 的部分。飞机输配电系统又称飞机电网，由电线、配电装置 和保护元件等构成。
当飞机发电机不能供电时，电瓶 向维持飞行所必需的飞行关键设 备供电，必要时也可作为启动飞 机发动机的起动电源。
（4）冲压涡轮发电机——应急电源
正常时，冲压空气涡轮发电机收在飞机机体内； 应急供电时，靠迎面气流驱动涡轮，带动发电机工作。
（5）外部地面电源
机身前轮舱附近的外部交流电源接头，用以接通外部电 源车。地面人员可用外电源面板上的状态指示灯判断是否 正在使用外部电源。
电源的供电顺序
发动机发电机的运行优先于APU发电机和外接电源。 外接电源供电优先于APU发电机。 APU发电机或外接电源可以为整个网络供电。
四、电源系统的主要类型及特点 1、低压直流电源系统
飞机上最早采用的电源系统。
主电源——由航空发动机直接传动的直流发电机。电压一般 为28.5V，额定电流有100A、200A、300A、400A和600A 多种。相应的额定容量为3、6、9、12和18kW。
3、混合电源系统
由低压直流电和变频交流电源组成的混合电源系统。 在30座以上80座以下的支线飞机上得到了广泛的应用。 如Y-7，AN-24，IL-18等。
4、恒速恒频交流电源系统
目前大型喷气式飞机最常用的主电源方式。
发电机通过恒速装置由发动机传动，可发出400Hz、115/200V 的三相恒频交流电。额定容量有20、30、40、60、90、120和 150千伏·安等几种。如A320为270KVA，B-747为360KVA等。
通常，电源系统产生交流电，然后其中部分转换成直流 电供给指定设备。
A320
机械能
发电机
飞机发电机 电能
电瓶（蓄电池）
化学能
电能
生活用电220V 工业用电380V 三相四线制供电 三根相线分别与零线之间的标准电压为220V，相 电压； 相线与相线之间的电压为380V，线电压。
民航飞机 直流电压28V 交流电压115V，400Hz
发动机
恒速传动装置
交流发电机
变速
恒速
恒频交流电
特点：
这种电源系统容量大、重量轻、工作可靠，适合于性能高、 用电量大的飞机；
恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而且由于电源频率 恒定，用电设备和配电系统的重量比变频系统轻，配电也比 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。
五、供电方式
1、单独供电
通常采用三余度供电方式。包括两套主电源和一套备用 电源。 （3）通用设备和厨房设备
通用设备包括客舱照明设备、旅客娱乐设备、厨房设备 等。通常由主电源供电，故障或主电源容量不够时，可以人
三、飞机的可用电源
（1）发动机驱动发电机——主电源
一般采用单独供电方式。 只要发动机工作，发电机就工作。
（2）APU发电机——辅助电源
飞机交流电源系统
变频交流电源
恒频交流电源
恒速恒频
(CSCF)
变速恒频
(VSCF)
2、变速变频交流电源系统
当交流同步发电机通过变速器直接由发动机传动时，发出 的交流电是变频交流电。
特点：结构简单、重量轻、可靠性高、电能转换效率高，但 只能供加温、照明等对频率没有要求的设备使用。
适用于发动机转速变化较小的涡轮螺旋桨飞机。
2.（按1包重）括要关发程键动设度机备分和类飞机：操纵控制设备，导航、通信设备、起
落架收放设备等，飞行中所必需的最低限度的设备或系统， 用于保证飞机能够完成返航、备降或就近迫降。
一般采用四余度供电，两套独立的主电源、一套备用电 源和一套应急电源。 （2）重要设备
完成飞行任务、保障机上人员生活和工作所需的设备， 例如空调增压系统，除冰系统等。为了保证关键设备的供电， 可以切断部分或全部重要设备的供电。
（6）270V高压直流电源系统
兼有低压直流电源系统和交流电源系统的优点：效率高，重 量轻，并联和配电简便，易实现不中断供电，抗干扰能力强， 不需要恒速传动装置，因而简单、经济、维护方便，但电路 开关器件、电能变换装置、功率转换装置及无刷直流电动机 比较复杂。
综合性能、可靠性、维修性和重量指标都是最好的。
二、用电设备及其分类
1.按用途分类：
（1）电动机构 主要用于飞机的操纵，如舵面、起落架收放等，以及驱动油
泵、阀门等的电动机，其功率约占总负荷的30％左右。 （2）加热和防冰负载
加热和防冰负载占总负荷的40％左右。对电源质量和类型无 特殊要求。 （3）电子设备
一般采用恒频交流电，其功率约占总负荷的20％左右。对电 源质量要求高。 （4）照明设备 约占总负荷的8％左右。直流电、交流电均可，要求电压稳定