第四节飞机电气系统

当飞机主电源采用交流供电系统时，航空蓄电池仅 用作应急电源。 航空蓄电池按电解质的性质，分为酸性蓄电池和碱 性蓄电池
酸性蓄电池主要是铅蓄电池，其电解质是稀硫酸。
铅蓄电池具有电势高、内阻小、能适应高放电率 放电以及成本较低等优点，所以应用广泛；其缺点是 机械强度差、自放电大、寿命短、使用维护不够简便。
特点： ① 无CSD ，可靠性高，寿命周期费用低；但技术 不稳定。 ② VSCF 电源与CSCF 电源可互换，不需改变配电 和用电部分，通用性强 应用：MD-90
（6）270 伏高压直流电源系统 特点： —发电效率高； —发电和配电系统重量轻； —航空电子设备的电源装置重量轻； —易实现不ຫໍສະໝຸດ Baidu断供电及寿命周期费用低等优点 应用：军用飞机
1.2飞机电源系统的主要类型（六种）
（1）低压直流电源系统 参数： 调定电压：28.5V ； 发电机额定容量：3 、6 、9 、12KW 、18KW 额定电流：100 、200 、300 和400A 、600A 二次电源：旋转变流机、静变流器 应急电源：航空蓄电池 应用： 30 座以下的小型支线飞机、通用航空飞机
容量：30、40、60、90、120KVA 辅助电源：APU.G ； 应急电源：BAT 、INV 、RAT 、HMG 二次电源：TRU 特点：恒装的采购费用、维修费用、寿命周期费用 高；重量重、效率低、供电质量差；可靠性和可维 修性也较差。恒频。
（5）变速恒频交流电源系统（VSCF） 结构示意图：
1.3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）随着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
（1）可以提高额定电压，使供电系统重量减轻
（2）能适应高空、高速飞行的要求
④ 外接地面电源（EP ）： 工作场合：飞机在地面 类型：电源车（柴油发电机组）、中频电源、电瓶车 作用：加油、装卸货物、清洁、地面检查、起动主发
动机等
⑤ 二次电源：
概念：将主电源电能变换为另一种 形式或规格的电能
类型：DC →AC ：旋转变流机、静止变流器 AC →DC ：变压整流器； DC →DC ：直流升压机、直流变换器
第四节 飞机电气系统
飞机 电气 系统
飞机供 电系统
电源系统（发电）：发电机到电源汇流条之 间部分，产生电能
输配电系统（输电）：从电源汇流条到用电输 入端 ，将电能输送并分配给用电设备
用电设备:靠电力工作的装置及供 电控制电路如发动机的电力起动
一、飞机电源系统的组成
——主要由电源、控制及保护装置以及供电网络组成。 1.1电源 ① 主电源：
飞机基本上都采用涡桨发动机，在巡航时发动机转速基 本不变，则变频交流电频率变化范围也较小。
（4）恒速恒频交流电源系统（CSCF ） ——此时发电机由发动机通过恒速传动装置（CSD）
驱动，发电机输出恒频交流电。为了减轻重量提高可靠性， 一般将发电机和CSD组合成整体驱动发电机（IDG）。
结构示意图：
4）直流发电机的优缺点
缺点：可能产生电弧，烧毁换向器。 优点：并联比较容易，只要直流电压相等，正负极正确就可以通过电 源并联的方式提高供电系统的稳定性，飞机上通常用直流发电机和蓄 电池并联供电。直流发电机还可以作为起动发电机使用。
5）交流发电机的优缺点
优点：交流发电机没有换向器，不会产生火花，可靠性高，重量轻。 缺点：交流电并联比较困难，需要交流电的幅值、频率和相位完全 一致，否则并联时可能会损坏发电机，因此交流电通常不进行并联 供电。
航空蓄电池——一种化学电源，是化学能和电能 相互转换的装置。放电时，它把化学能转化为电能，向 用电设备供电；充电时，它又将电能转化为化学能储存 起来。
当飞机主电源采用直流电源系统时，航空蓄电池 通常与直流发电机并联供电。
正常飞行时，航空蓄电池处于被充电状态； 某些短时工作的“尖峰”用电设备工作时，作为电源系统的 辅助电源，与发电机并联一起向用电设备供电； 当发电机损坏时，作为应急电源向重要负载供电； 在应急状态下，还用作为起动发动机的电源 在地面时，又作为机上检查用的电源。
（2）变速变频交流电源系统（VSVF ） ——此时发电机由发动机通过减速器直接驱动。该电源 输出的交流电频率随发动机转速变化，对用电设备要求 很高。A380有采用。
结构图：
特点：不需要CSD ，结构简单，重量轻，可靠性高。 适用机型：涡桨飞机：接近于恒频交流电
涡喷飞机：需另配变频器
（3）混合电源系统 组成：低压直流 + 变速变频交流电源 应用：30座以上80座以下的 支线飞机 特点：变频交流电适合供给加热和防冰负载；支线
碱性蓄电池有银锌蓄电池和镍铬蓄电池，它们的 电解质都是氢氧化钾。
银锌蓄电池的突出优点是体积小、重量轻、容量大、放电电 压平稳、自放电小；其缺点是寿命短、容易产生内部短路故障， 而且造价很高。
镍铬蓄电池与银锌蓄电池一样，也具有能适应大电流放电和 自放电小等优点；其突出的优点是寿命长，另外其低温性能好、 结构牢固、使用维护简便；其主要缺点是原材料来源少，因此造 价很高。
（3）交流电能容易变换
3）飞机交流电源系统的主要缺点
（1）恒速恒频交流电源系统中的恒速传动装置（CSD）结构复杂， 造价高，故障多，维护困难，是交流电源系统中故障率较高的一 个部件。 （2）交流电源系统的控制与保护设备复杂，特别是并联运行时的 控制保护更为复杂。 （3）恒速恒频交流电源系统由于有恒速传动装置，无法用来起动 发动机，必须另设起动设备。
由 主发动机 直接或间接传动的发电系统； 是机上全部用电设备的能量来源。
② 辅助电源： 工作条件：飞机在地面、且主电源不工作时；
或 空中作为主电源的备份电源 类型：航空蓄电池（小飞机）、APU.G（大飞机） 作用：航前/ 后准备、起动主发动机等
③ 应急电源： 工作条件：飞行中主电 源和辅助电源全部失效 供电对象：关键负载 （Essential Load ） 类型：航空蓄电池 （BAT ）、静变流器 （INV ）、冲压空气 涡轮发电机（RAT ）、 液压马达驱动发电机 （HMG ）。