飞机供电系统CH4 交流2—交流发电机
飞机的电源系统名词解释
飞机的电源系统名词解释在现代航空业中，飞机的电源系统是飞行的关键要素之一。
它不仅为机上各种设备和系统提供电力，同时也保证了飞机正常运行所需的能源供应。
在本文中，我们将对一些与飞机电源系统相关的重要名词进行解释，以帮助读者更好地了解这个领域的专业术语。
一、直流电（Direct Current，简写为DC）直流电是指电流方向不变的电流形式。
在飞机电源系统中，直流电主要由直流发电机或飞机主电池提供。
直流电在飞机上用来供应低电压设备和系统，如仪表板、通信设备和飞控系统等。
二、交流电（Alternating Current，简写为AC）交流电是电流方向和大小周期性变化的电流形式。
在飞机电源系统中，交流电通常由交流发电机或飞机的辅助动力装置（如APU）提供。
交流电主要用于高功率设备和系统，如电动机、起落架系统和空调系统等。
三、静电发电机（Static Electricity Generator）静电发电机是飞机电源系统中的一种装置，用来转换飞机在飞行过程中产生的空气动力能量为电能。
静电发电机通常由马兰诺夫效应或空气摩擦效应产生静电放电，通过电荷转移来产生电流。
这种发电机经常用于静电放电防护和电源备用。
四、直流发电机（Direct Current Generator）直流发电机是飞机电源系统中的一种主要设备，它通过转子与定子之间的旋转相对运动产生电能。
直流发电机通常由飞机引擎的齿轮箱或附属动力装置带动。
它在飞机上负责主要的电力供应，为直流电设备和系统充电。
五、交流发电机（Alternating Current Generator）交流发电机是飞机电源系统中的另一类重要设备，它可以产生交流电能。
交流发电机通过转子上的定子产生变化的磁场，从而使电路中的导线产生电动势。
交流发电机通常由飞机引擎的主发电机驱动，并将电能传输给飞机的交流电设备和系统。
六、整流器（Rectifier）整流器是一种电子器件，用于将交流电转换为直流电。
飞机输配电系统的控制及保护
检测发电机与电网 之间旳电压差
进行或运算 产生合闸信号
对合闸信号 放大
控制发电机投 入电网
自动并联装置原理电路
可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)
（二）交流负载旳自动均衡
确保并联运营旳各发电机间负载相等 即：各台发电机输出旳有功功率和无功功
率相等
无功负载均衡(reactive load sharing)
供电系统要求：两台发电机旳负载分配，在总负载接近 两台发电机额定负载之和时，要求能够接近于均衡状态
38
二、直流电源并联供电 直流电源投入电网旳条件
电源极性和电网极性相同 电源电压和电网电压相同
39
两台直流发电机并联原理图
要求： △I=I1I2=0
负载均衡旳概念
两台发电机并联，假如两台 发电机旳输出电流相等，各为负 载电流旳二分之一，则称负载分 配是均衡旳。
所以，未充分电旳蓄电池不应装机使用。
48
三、 交流发电机旳并联运营
交流发电机不并联运营旳优点
恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置，降低了 系统旳复杂性；
电气系统中某一部分旳扰动仅影响到与该台发电机有关旳 那一部分系统；
因为不需要考虑发电机负载均衡旳问题，能够充分利用单 台发电机旳全部容量
调整、控制与保护设备简朴，有利于提升系统旳可靠性
41
负载均衡旳条件
两个调压器所保持旳电压 相等，即U1=U2 两台发电机旳正线电阻相 等，即R+1=R+2
42
（二）提升负载分配均衡性旳措施
两台发电机旳转速不可能完全相同，引起 U1与U2不可能完全相同
各导线连接情况（拧紧、清洁情况等）不 同，接触器电阻不同，引起R+1与R+2不可能 完全相同
【飞机结构与系统】12_电源系统
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。
第四章飞机交流电源系统课件
二、飞机交流电源系统供电方式的分类
（一）并联供电 将多台频率相同的交流发电机并联起来，同时向机上所有汇流条 供电，称为并联供电。优点是发电机利用率高，系统工作可靠。 （二）单独供电 在正常状态时，每台发电机单独向各自的汇流条供电，只在故障 时实行转换，这种方式称为单独供电。
6
三、交流电网供电馈线的连接方式
2
二、交流电源系统的主要优缺点
（一）为什么要用交流电源作为主电源 1、电源容量的增加，要求提高电压以减轻重量 2、飞机电源工作环境条件的变化，迫使采用交流电源。 3、电压和功率变换的要求
3
（二）交流电源系统的主要优缺点
1、主要优点： 1 交流发电机工作可靠性大大提高。 2 电源电压的提高，使交流发电机和电网设备重量大大减轻。 3 交流电能易于变换，即易于变压和整流。 2、主要缺点： 1 恒速传动装置结构复杂，造价高、故障多，维护困难。 2 交流电源系统的控制保护设备比较复杂，特别是并联运行 时的控制保护更为复杂。
波形如图4-43的曲线1所示，经电容C1滤波后，电压波形将平滑一 些，接近于三角形波，如图中曲线2所示。
正好保持发电机转速为额定值所需要的输入轴转速 称为制动点
转速。可由（4-6）令
而求得：
输入转速等于制动点转速下的工作方式称为零差动工作方式。 2、恒装输入轴转速低于制动点转速时 在这种情况下，单靠机械传动，发电机的转速低于额定转速，为了 保持发电机恒速，必须由液压马达的转动补偿。 正差动工作方式 3、恒装输入轴转速高于制动点转速时 此时，单靠机械传动，发电机转速将高于额定转速，液压马达输出 齿轮反时针方向转动。
15
第四节飞机交流发电机的结构形式和励磁方式
一、励磁的形式： 1、有刷励磁——他励式、自励式 2、无刷励磁——他励式、自励式
飞机电气系统 第三章飞机交流供电系统
恒装的安装位置
34
恒速传动装置的四个发展阶段
使用年代
四、五十年代 六十年代
七十年代
八十年代后
项目
系统功率(kVA)
40
60
60
40
系统重量(kg)
99~145
63
43
33
系统重功比(kg/k VA)
2.5~3.6
1.22
0.71~0.85
0.83
可靠性 MTBF·h
30
§3-3恒速恒频交流电源
31
一、概述
➢ 恒速恒频简称CSCF
(Constant Speed Constant Frequency)
➢ 核心装置：恒速传动装置
CSD (Constant Speed Drive)
32
功用和分类
功用：用来保持交流发电机转速基本恒 定 分类：液压式、机械式、液压机械式、 电磁式、电磁机械式
第三章 飞机交流供电系统
§3-1 飞机交流供电系统概述
1
大中型民航客机采用交流 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
频率：一般为400HZ 转速：恒速恒频常见转速为6000、8000、 12000、24000转/分（r/min）
19
§3-2飞机无刷交流 发电机
20
有刷 无刷
异步 同步
21
飞机无刷交流发电机 同步发电机
转子转速n与定子绕组中电流所产 生的旋转磁场的转速n1相等，且转向相 同，这样的发电机称为同步发电机。
飞机电气系统的组成
飞机电气系统的组成飞机电气系统是现代飞机的重要组成部分，它主要负责飞机各种电力设备的供电和控制。
随着飞机技术的不断发展和改进，飞机电气系统也不断地得到完善和创新。
本文将介绍飞机电气系统的组成，包括飞机电气系统的基本概念、主要部件和工作原理。
一、飞机电气系统的基本概念飞机电气系统是指飞机各种电力设备的供电和控制系统。
它主要由发电机、电池、交流配电盘、直流配电盘、配电保护装置、电力负载、飞机电气控制器等组成。
飞机电气系统的主要任务是为飞机提供稳定、可靠、安全的电力供应，保证飞机各种电气设备的正常工作。
二、飞机电气系统的主要部件1.发电机发电机是飞机电气系统的重要组成部分，它主要负责为飞机提供电力。
发电机的工作原理是利用发动机的动力驱动转子旋转，通过磁场感应原理产生电压，从而产生电流。
发电机的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流发电机和直流发电机。
2.电池电池是飞机电气系统的备用电源，它主要用于在发电机故障或其他原因导致主电源失效时，为飞机提供电力。
电池的类型和容量根据飞机的需求而定，一般分为铅酸电池和镍氢电池。
3.交流配电盘交流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将发电机产生的交流电转换为直流电，并向飞机各种电气设备供电。
交流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、变压器等组成。
4.直流配电盘直流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将电池或发电机产生的直流电向飞机各种电气设备供电。
直流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、电压稳定器等组成。
5.配电保护装置配电保护装置是飞机电气系统的重要保护部件，它主要负责保护飞机电气系统的各种电气设备不受过电流、过电压等异常情况的损害。
配电保护装置一般由保险丝、断路器、过电流保护器、过电压保护器等组成。
6.电力负载电力负载是飞机电气系统的各种电气设备，包括航空仪表、通讯设备、导航设备、动力设备等。
电力负载的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流负载和直流负载。
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。
23-飞机电源系统4.2交流发电机
教学过程及授课内容附【复习提问引入新课】1、电动机的结构？2、电动机的工作原理？【新课讲授】4飞机电源系统4.2交流发电机•交流发电机是交流电能的产生者。
•现代大型飞机上广泛应用三级式无刷交流发电机。
1.三级式无刷交流发电机原理•三级式无刷交流发电机由副励磁机、主励磁机、主发电机组成发电机组，如图。
•B747、757、767、MD—82、A320等飞机均采用三级式无刷交流发电机。
交流电源的主要参数•交流供电质量的指标有两个：–电压和频率。
交流电源要求•空载到额定负载：115±1.0V•100%到125％额定负载：115±1.5V•125％到150%额定负载：115±2.0V•非正常稳态电压极限：105V~130V•频率：400±4Hz恒速恒频交流电源教学过程及授课内容附•恒速恒频(简称CSCF)供电系统利用恒速传动装置CSD使发电机恒速运行，从而产生恒频交流电。
•恒速传动装置简称恒装或CSD，它将发动机的能量传递给发电机，它在涡轮风扇发动机上的安装位置如图所示。
•恒速传动装置CSD的输出转速一般有:–6000r/min,8000r/min,12000r/min等。
•使用得最为广泛的是机械液压式恒速传动装置。
液压机械式恒速传动装置主要组成•液压机械式恒速传动装置CSD的主要组成包括：–传动系统、滑油系统、调速系统和保护系统四大部分。
–传动系统包括液压泵-液压马达和差动齿轮系两大部分。
恒速传动装置工作原理•在恒装中，液压泵—液压马达系统对发动机转速的变化起着转速补偿作用，以保证发电机的转速不变。
2.组合传动发电机(IDG)•组合传动发电机(IDG)是恒速传动装置与交流发电机组合成一个整体的装置。
•目前常用的是机械液压差动式恒装与喷油冷却发电机的组合，如图所示。
•组合传动发电机是一种比较先进的结构形式，适用于各种超音速和大型飞机。
教学过程及授课内容附【教学反思】。
飞机电源系统介绍（2）
飞机电源系统介绍（2）40、他激式⽆刷交流发电机俗称什么？有什么优点？为什么？俗称三级式⽆刷交流发电机。
三级式⽆刷交流发电机具有起激可靠，外特性较硬，有强激能⼒等优点。
该发电机激磁机电源是由旋转磁极式的永磁同步发电机供给的，所以起激可靠。
副励磁机给调压器和控制保护装置供电，和飞机电⽹⽆关，飞机电⽹的故障不会影响发电机的⼯作，所以外特性较硬，有强激磁能⼒。
（参考P192图1-10）。
41、旋转整流器有什么功能？有⼏种类型？旋转整流器是实现⽆刷激磁的关键，可把三相交流电转换为直流电。
旋转整流器有三相半波整流器，三相全波整流器或六相半波整流器。
42、并联供电系统的特点（优缺点）？并联供电系统的主要优点：1）、供电质量⾼：并联供电时电⽹总容量增⼤，当负载突变时，对电⽹造成的扰动⼩，因此电源电压及频率波动⼩。
2）、供电的可靠性⾼：并联供电系统中，当⼀台发电机故障时，只要将其从电⽹上切除，不会对电⽹上的⽤电设备造成影响。
43、要使电源并联进⾏，要解决什么问题？1）、并联的条件。
2）、并联后负载的均衡分配。
3）、投⼊并联的⾃动控制。
44、直流电源系统的并联条件是什么？并联条件：1）、极性联接正确。
2）、并联前发电机的调定电压相等。
45、两台并联的直流发电机负载均衡分配的条件是什么？如何实现？1）、两台发电机的空载电压相等。
即U10=U202）、两台发电机的正线电阻相等。
即R 1=R 23）、两台发电机的调压器静态特性相同，即K1=K2发电机的正线电阻R 和调压器的坡率系数K都是不可调的。
调压器通过均衡电路调节激磁电流来改变发电机的调定电压，从⽽使负载达到均衡。
46、交流电源系统的并联条件是什么？不满⾜并联条件会造成什么后果？并联的条件是必须满⾜交流电源参数（电压波形、相序、频率、电压值、相位）相等。
如果不满⾜条件，并联瞬间的冲击电流及冲击功率会超过允许范围。
另外电压不相等，会造成发电机⽆功负载不均衡。
频率不相等，会造成发电机有功负载不均衡。
飞机电气系统原理和维护
飞机电气系统原理和维护一、飞机电气系统原理飞机的电气系统由多个部分组成，包括发电系统、电源分配系统、蓄电池系统、保护设备等部分。
发电系统是电气系统的核心部分，它由飞机上的发电机、交流发电机、直流发电机等组成，主要负责对飞机上的各种设备提供电力。
飞机上的发电机分为交流发电机和直流发电机两种，它们分别通过传动和转子上的旋翼的旋转提供机械能，进而产生电能，供飞机上的设备使用。
电源分配系统是飞机上的电气系统的一个重要组成部分，它负责将发电系统产生的电能分配给飞机上的各种设备。
电源分配系统通过电源线路、主分配盒、辅助分配盒等组成，它能够通过控制开关，将电能分配到飞机上的各个设备上，实现对飞机上的设备的供电。
蓄电池系统主要用于飞机在地面停机状态下对飞机的设备进行供电，保证飞机上的设备在地面停靠状态下也能够正常使用。
同时，蓄电池系统还能够在飞机的电源系统出现故障时，继续为飞机上的设备提供电力，保证飞机的安全运行。
保护设备是飞机的电气系统中的一个非常重要的组成部分，它能够对发电系统、电源分配系统、蓄电池系统等进行保护。
保护设备能够监控发电系统、电源分配系统、蓄电池系统的工作情况，当发现系统出现故障或过载时，会及时对系统进行保护，避免对飞机上的设备造成影响。
同时，保护设备能够监控飞机上的各种设备，及时发现设备出现故障，避免对飞机的安全造成影响。
二、飞机电气系统维护飞机电气系统的维护是飞机维护的一个重要部分，它对飞机的安全飞行具有重要意义。
飞机电气系统的维护包括定期检查、维修和更换部分设备等多个环节。
1. 定期检查飞机电气系统的定期检查是飞机维护的一个重要环节，它能够发现和修复飞机电气系统中的一些潜在故障，保证飞机的安全飞行。
定期检查主要包括对发电系统、电源分配系统、蓄电池系统和保护设备等进行检查。
对发电系统的检查包括对发电机、交流发电机、直流发电机和相关传动系统进行检查，确保发电系统能够正常工作。
对电源分配系统的检查包括检查主分配盒和辅助分配盒的工作情况，确保电源分配系统能够正常为飞机上的设备供电。
飞机供电系统
发动机
恒装
发电机
1.4 各供电系统技术特点
二、恒频交流电源系统特点
2、变速恒频交流电源系统
在过去20年中,在若干民用飞机上试验并使用过一种产生恒 频电源的替代方法,即试图通过电子变频装置把由变速发动 机附件齿轮箱直接驱动的一台发电机产生的变频电源转换 为恒频电源。这就是所谓的变速恒频(VSCF)技术。变速恒 频交流电源系统与恒速恒频交流电源系统相比,具有电气性 能好、效率高、可靠性高、维护费用低等优点,因此曾一度 受到很高的重视。但大功率变速恒频电源系统主要受到功 率器件的限制。经过实践发现,这一技术没有能够达到预期 的可靠性要求,现在已经不把这一技术视为近期民用飞机领 域中恒频电源的替代技术。
2.多电技术的关键技术是大功率的发电机和大功率的电动机。 飞机技术的发展带来飞机的用电量的快速增加,要求飞机供 电系统的容量也相应增加。
3.随着电力电子技术、计算机技术的发展,飞机供电系统的电 压等级从28V 低压直流向115V、400Hz 恒频交流、 270V高压直流、115V变频交流和230V变频交流方向发 展。
发动机
变速器
发电机
1.4 各供电系统技术特点
四、高压直流电源系统特点
270V直流电源系统由发电机和控制器构成。恒速 恒频交流电源效率在68%左右,高压直流电源的效 率可达到85%以上。270V高压直流电源系统具 有结构简单、能量转换效率高、功率密度高、易 实现不中断供电以及使用安全等优点。
1.5 飞机供电系统的发展方向
2异步起动发电机技术的研究作为独立电源系统方面这是一个重要的发展方向3高功率密度永磁发电机的技术研究这类发电机技术在无人机高速飞行器上有较大的应用可4多级电压交直流发电机技术研究这类技术将有效的减少二次电能变换设备提高无人机的燃油利用率增加无人机的效载荷适应高性能无人机发展56二需要突破的技术关键32发电机先进结构方面的有关研究1组合到发动机内的内装式发电机的研究探索与航空发动机的协调结构设计等关键技术这种结构结合到多电飞机技术发展就可以取消发动机附件机匣或者飞机附件机匣技术上是跨越式发展2发电机新型的冷却结构方式和新的冷却技术研究大功率的发电机和集中式绕组的冷却技术如绕组导体内腔及铁心内部循油冷却技术在航空电机上应用3新型结构材料在航空电机上的应用研究特别是发动机内装的起动发电机需要的耐高温达60057三组合电源装臵不宜大力发展在研制新系统和新设备时既要考虑到技术可行性又必须估计到其发展前途和对今后发展的影响
飞机的二次电源
飞机的二次电源飞机的二次电源是指在主电源失效或无法正常工作时，为飞机提供备用电力的设备。
飞机的二次电源通常由多个独立的系统组成，以确保电力供应的可靠性和稳定性。
飞机的二次电源一般分为两类：直流电源和交流电源。
直流电源主要用于供应飞机的重要系统，如飞行控制、通信和导航系统等。
而交流电源则主要用于供应飞机的舒适性设备，如空调、照明和娱乐系统等。
直流电源通常由飞机上的电池提供。
飞机的电池通常采用铅酸蓄电池或镍氢电池，具有高能量密度和长寿命的特点。
当主电源失效时，飞机的电池会自动接管供电，以确保飞机的关键系统能够正常运行。
此外，飞机还配备了备用发电机，可以在主发电机故障时提供电力。
交流电源则由飞机上的辅助发电机或变频器提供。
辅助发电机通常由飞机的发动机驱动，可以为飞机提供额外的电力。
而变频器则可以将直流电转换为交流电，以供应需要交流电的设备。
除了电池和发电机，飞机的二次电源还包括了一系列的电源控制设备和保护装置。
这些设备可以监测电源的状态，同时在电源故障时自动切换到备用电源，以确保飞机的系统能够持续供电。
飞机的二次电源对于飞机的安全和正常运行至关重要。
在飞行过程中，如果主电源失效，飞机的二次电源可以保证飞机的关键系统继续运行，从而保障飞机的飞行安全。
此外，二次电源还可以为乘客提供舒适的旅行环境，保证飞机的各种设备正常工作。
飞机的二次电源是飞机中重要的备用电力系统，可以在主电源故障时提供电力供应。
通过多个独立的系统和设备，飞机的二次电源确保了飞机的关键系统的可靠运行，同时提供了乘客舒适的旅行环境。
这使得飞机能够安全、稳定地进行飞行，并保障了飞机的正常运行。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相全波整流：
无直流分量
有奇次，突出的是 5、7次谐波电流 无偶次和3n次。
交流励磁机的特点
谐波电枢反应，是交流励磁机所固有的特点：
1）谐波电枢磁场引起附加损耗。
2）在励磁机的励磁绕组中感应出谐波电势 A.有自励作用 B.可以对旋转整流器进行故障诊断
发电机的特性
特性：发电机电动势、端电压与负载电流和励磁电流间的关 系。
。 辅助环节——还设置有增加动态稳定性的校正(Proofread)环 节、减小稳态误差的补偿(Compensate)环节和实现并联系统 负载均匀分配的均衡(Equipoise)环节。
比较电路
放大电路
执行电路
无刷交流发电机
UF
检测电路
电压调节系统方块图
无刷交流发电机电压调节系统
1-主发电机；2-旋转整流器；3-励磁机；4-永磁副励磁机； 5-三相整流桥；6-电压调节器。
高相电压的限制
对称时：平均电压反映了各相电压的大小。 严重不对称时： 电网中发生不对称短路
发电机到调压点有单相或者两相开路情况
电压调节器的电压检测线有断路和短路现象。
高相电压的限制是多相发电机电压调节器必须具备的功能， 以便在多相电压严重不对称时将最高相电压限制在允许范围 内。
发电机最大输出电流限制
二是结构上需要动密封，影响了电机寿命和可靠性，增加了维护要求。
喷油冷却的优点：导热效果好，冷却介质直接与发热部位接触的特点，
冷却效果显著提高，可以有效的减少电机体积质量。
喷油冷却的缺点：
对冷却系统的要求和成本较高；油雾的直接冲击对电机绕组的绝缘不利； 另外，在高速情况下，由于油雾在电机内腔的搅拌，也使电机损耗增加、 效率下降。
正常波形
异常时励磁波形
旋转整流器有故障时的波形图
交流励磁机的线性电流放大器特性
交流励磁机的线性电流放大器特性是指在转速恒定时,交流励 磁机的励磁电流与其电枢绕组整流后输出的直流电流成正比， 与温度、主发电机的负载等情况无关。 因此调节励磁机的励磁电流就等同于调节主发电机的励磁电 流。
本节内容
整流电压平均值
换相重叠角γ ↑→ Uzp↓
本节内容
飞机无刷交流发电机
交流发电机的结构
交流发电机的原理 交流发电机的特性
电压调节器 电压和电流的限制 交流发电机的冷却
交流励磁机的特点
电枢电流非正弦波→谐波电枢反应。
三相半波整流：
直流分量，直流磁化；
二次谐波电流大，谐波电枢反应大； 无3及3的倍数次谐波电流。
三级式构成原理
三级式构成原理
二级式构成原理
交流无刷励磁系统
三相半波整流
三相全波整流
三相半波整流
三相半波整流电路
三相半波整流波形
有什么差异?
三相半波整流电路的电压和电流波形
三相半波理想整流
U zpo 1.17 E
三相半波整流电路的理想电压和电流波形
计算
整流电压平均值：
主发电机励磁电流平均值
空载特性： 空载电势-励磁电流
短路特性： 负载特性： 外特性： 调节特性： 短路电流-励磁电流 发电机电压-励磁电流 发电机电压-负载电流 励磁电流-负载电流
说明：三种短路类型，即三相对称短路、两相线间短路、相 地短路，都有各自对应的短路特性，且量值有一定比例关系；
空载特性
空载: nN下，IL=0， 励磁机励磁电流If与空载电势U的关系曲线
旋转整流器式无刷交流发电机
组成：主发电机、交流励磁机和旋转整流器组成。 交流励磁机的三相电枢在转子上，产生的三相交流电经装在 电机转子上的旋转整流器整流为直流电，作为主发电机励磁 绕组的励磁，这样主发电机电枢在定子上，可直接引出三相 交流电能。
结构
分类
结构(Frame)：以是否采用自励或它励来区分，有二种结构。 采用自励方式的二级式结构: 由二级同轴电机组成，即励磁 交流发电机和主发电机。励磁交流发电机的励磁电源，由主 发电机输出经整流后获得，简单，但可靠性差。 采用它励方式的三级式结构: 由三级同轴电机组成，即永磁 副励磁交流发电机，起它励作用；励磁交流发电机和主发电 机。
三相电压检测电路
三相电压检测电路
图4.7
无刷交流发电机电压调节系统
原理——敏感发电机输出电压，产生调节控制信号，调整励 磁发电机励磁电流，实现电压输出恒定。实施方案均采用 PWM技术。
电压调节器的功用
调节发电机的励磁电流，使发电机调压点电压保持在规定 的范围内。 电网短路时实现发电机的强励，使发电机输出足够大的短 路流，保证电路保护器快速动作。 限制发电机最大输出电流。
GJB181A-2003 飞机供电特性规定:
负载功率因数为
0.75(滞后)--0.95(超前)
30KVA无刷交流发电机外特性
调节特性
调节特性：nN，保证U=UN，If与IL的关系
1-电阻性负载； 2-电感性负载 。
30KVA无刷交流发电机的调节特性
调节特性
调节特性：nN，保证U=UN，If与IL的关系
飞机无刷交流发电机
交流发电机的结构
交流发电机的原理 交流发电机的特性
电压调节器 电压和电流的限制 交流发电机的冷却
无刷交流发电机电压调节系统
原理——敏感发电机输出电压，产生调节控制信号，调整励 磁发电机励磁电流，实现电压输出恒定。实施方案均采用 PWM技术。
无刷交流发电机电压调节系统
检测、比较、放大和执行四个环节组成。
The End
为什么需要电
压调节系统?
三级式无刷交流发电机电压调节系统方块图
调压器基本原理
基本结构：检测、基准、比较、放大、执行。 其它：稳定环节（反馈校正、前馈校正）、补偿环节（提高 稳态精度），无功均衡环节
1-无刷交流发电机； 2-检测电路；
3-比较电路；
4-放大电路； 5-执行电路。
电压调节器的方块图
检测类别
R4 R4 C1 D R5 R7 E R6 R8 +15 R10 R9 F
+15
E iF
R11 VT1
VD
WF
VT2 R12
N
A B C
R1 R2 R3
D1 D2 D3
R4 R4 C1 D R5 R7 E R6 R8 +15 R10 R9 F
+15
E iF
R11 VT1
VD
WF
u
UD UE
VT2 R12
分类
两级式： 交流励磁机+主发电机 B707,B737等
三级式
永磁副励磁机+交流励磁机+主发电机 永磁副励磁机可以给发电机控制和保护电路供电
B747, B757, B767, MD-82, A320等
本节内容
飞机无刷交流发电机
交流发电机的结构
交流发电机的原理 交流发电机的特性
电压调节器 电压和电流的限制 交流发电机的冷却
研发类工作来不得半点虚假。对自己负责的人， 提到的文献认真看，看完认真练习代码，笔记与 博客经常写，用不了半年，与那种事事临时报佛 脚的，差距就出来了。 ---阳志平
飞机交流供电系统
本节内容
飞机无刷交流发电机
交流发电机的结构
交流发电机的原理 交流发电机的特性
电压调节器 电压和电流的限制 交流发电机的冷却
180 160
气隙线
饱和系数： 空载额定电压时 Ks=If:Iδ 发电机120/200V 约1.1
空 载 电 势 (V)
140 120 100 80 60 40 20
00.20.4来自0.60.81.0
1.2
1.4
1.6
励 磁 电 流 (A)
30kVA飞机无刷交流发电机空载特性
短路特性
短路特性：nN，U=0，励磁机励磁电流If与短路电流IL的关系。同 一If 下，三相对称、线—线、单相短路电流之比
电压调节器的种类
炭片式 磁放大式 晶体管式
工作要求：工作可靠、性能稳定、稳态误差小、动态品质高 和足够的调压范围，并且体积小、质量轻。 现代飞机都采用晶体管式电压调节器。
本节内容
飞机无刷交流发电机
交流发电机的结构
交流发电机的原理 交流发电机的特性
电压调节器 电压和电流的限制 交流发电机的冷却
励磁机相电流有效值
二极管电流平均值
理想整流功率关系：
换向重叠带来什么影响??
有换相重叠的三相半波整流电路波形
（a）整流电压瞬时值波形；
（c）C相（虚线）和A相（实线）电流iC、iA；
三相桥式整流
整流波形
理想整流波形
整流值
整流电压平均值
励磁机相电流有效值
整流功率关系：
有换相重叠角的整流波形
负 载 电 流 (A )
30KVA无刷交流发电机的调节特性
100 1 80 60 40 20 0 1.0 3.0 7.0 2.0 2
励 磁 电 流 (A)
4.0
5.0
6.0
8.0
故障诊断
正常：正常谐波电枢反应，励磁机励磁电流脉动小。 故障：谐波电枢反应大，频率变化→励磁电流脉动大。 通过检测励磁电流中的交流分量大小。
1-三相对称短路，
2-线-线间短路；
3-相-地间短路。
30KVA无刷交流发电机短路特性曲线
负载特性
负载特性：nN 、IN时，U与 If的关系。
零功率因数负 载特性
30KVA无刷交流发电机
外特性
外特性：If=const，n=const， U与IL间的关系。
1-电阻性负载外特性； 2-电感性负载 （ ）外特性
0 UF
(a)
N