飛機供電系統(tǒng)

1、民用飛機供電系統(tǒng)的歷史回顧與發(fā)展 于敦主編于敦主編.民用飛機供電系統(tǒng)發(fā)展研究；民用飛機供電系統(tǒng)發(fā)展研究；嚴東超嚴東超.飛機供電系統(tǒng)飛機供電系統(tǒng).國防工業(yè)出版社；國防工業(yè)出版社；程國華程國華.大型民用飛機電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展大型民用飛機電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展;劉建英劉建英.飛機電源系統(tǒng)飛機電源系統(tǒng).兵器工業(yè)出版社；兵器工業(yè)出版社；B737-600/700/800/900 AMM24n前續(xù)課程：電工學、航空電機學前續(xù)課程：電工學、航空電機學n總學時：總學時：18學時學時n授課教師授課教師:朱繼軍朱繼軍 參考資料參考資料 課程內容及學時分配（建議）課程內容及學時分配（建議）n第一章第一章 概述（概述（

2、7 7學時）學時）n第二章第二章 不同民用飛機供電系統(tǒng)不同民用飛機供電系統(tǒng)簡介簡介 （3 3學時）學時）n第三章飛機供電系統(tǒng)舉例（第三章飛機供電系統(tǒng)舉例（4 4學時）學時）復習答疑：復習答疑： 2 2學時學時考試：考試： 2 2學時學時第一章第一章 概述概述(本章內容本章內容) ) 1.1 1.1 飛機供電系統(tǒng)的功用飛機供電系統(tǒng)的功用 1.2 1.2 飛機供電系統(tǒng)的組成飛機供電系統(tǒng)的組成 1.3 1.3 飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展歷程飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展歷程 1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點 1.5 飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向1.6 1.6 先進

3、飛機供電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法1.11.1飛機供電系統(tǒng)的功用飛機供電系統(tǒng)的功用所占比例：所占比例：（1）加熱和防冰負載：）加熱和防冰負載：40%（2）電子設備：）電子設備：20%（3）電動機構：）電動機構：30%（4）照明設備：）照明設備：8%1.2飛機飛機供電供電系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成飛機供電系統(tǒng)主要由飛機電源系統(tǒng)、控制及保護裝置、供電網(wǎng)飛機供電系統(tǒng)主要由飛機電源系統(tǒng)、控制及保護裝置、供電網(wǎng)絡等組成。絡等組成。1飛機電源系統(tǒng)飛機電源系統(tǒng)為保證

4、飛機在各種情況下正常供電，飛機電源系統(tǒng)由為保證飛機在各種情況下正常供電，飛機電源系統(tǒng)由主電源、主電源、輔助電源、應急電源、二次電源和地面電源組成。輔助電源、應急電源、二次電源和地面電源組成。 主電源：主電源：n由由主發(fā)動機主發(fā)動機直接或間接傳動的發(fā)電系統(tǒng)；直接或間接傳動的發(fā)電系統(tǒng)；n是機上全部用電設備的能量來源。是機上全部用電設備的能量來源。 輔助電源：輔助電源：n工作條件：飛機在地面、且主電源不工作時；或空中作為主工作條件：飛機在地面、且主電源不工作時；或空中作為主電源的備份電源電源的備份電源n類型：航空蓄電池、類型：航空蓄電池、APU.Gn作用：航前作用：航前/后準備、起動主發(fā)動機等后準備

5、、起動主發(fā)動機等1.2飛機飛機供電供電系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 應急電源：應急電源：n 工作條件：飛行中主電源和輔助電源全部失效工作條件：飛行中主電源和輔助電源全部失效n供電對象：關鍵負載（供電對象：關鍵負載（Essential Load）n類型：航空蓄電池（類型：航空蓄電池（BAT）、靜變流器（）、靜變流器（INV） 沖壓空氣渦輪發(fā)電機（沖壓空氣渦輪發(fā)電機（RAT）、液壓馬）、液壓馬 達驅動發(fā)電機（達驅動發(fā)電機（HMG）。）。1.2飛機飛機供電供電系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 外接地面電源（外接地面電源（EP）：）：n工作場合：飛機在地面工作場合：飛機在地面n類型：電源車（柴油發(fā)電機組）、中頻電源、類型

6、：電源車（柴油發(fā)電機組）、中頻電源、 電瓶車電瓶車n作用：加油、裝卸貨物、清潔、作用：加油、裝卸貨物、清潔、地面檢查、地面檢查、 起動主發(fā)動機等起動主發(fā)動機等1.2飛機飛機供電供電系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成 二次電源：二次電源：n概念：將主電源電能變換為另一種概念：將主電源電能變換為另一種形式或形式或 規(guī)格規(guī)格的電能的電能n類型：類型：DCAC：旋轉變流機、靜止變流器：旋轉變流機、靜止變流器 ACDC：變壓整流器；：變壓整流器； DCDC：直流升壓機、直流變換器：直流升壓機、直流變換器1.2飛機飛機供電供電系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成1.3 1.3 飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展歷

7、程歷程n飛機電源系統(tǒng)經(jīng)歷了低壓直流、交流、高壓直流的發(fā)展過程,其中交流電源經(jīng)歷了恒速恒頻、變速恒頻、變速變頻。1.3 1.3 飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展飛機供電系統(tǒng)的主要類型及發(fā)展歷程歷程一、低壓直流電源系統(tǒng)一、低壓直流電源系統(tǒng)n自1914年飛機上第一次使用航空直流發(fā)電機以來,飛機直流電源系統(tǒng)經(jīng)歷了九十年的發(fā)展過程,其額定電壓由6伏、12伏,逐步發(fā)展為28伏的低壓直流電源系統(tǒng),一直沿用至今。28伏低壓直流電源系統(tǒng)主要由直流發(fā)電機、調壓器、保護器和濾波器等組成。n二次電源：旋轉變流機、靜變流器二次電源：旋轉變流機、靜變流器n應急電源：航空蓄電池應急電源：航空蓄電池n應用：應用： 30座以下的小

8、型支線飛機、通用航座以下的小型支線飛機、通用航 空飛機空飛機二二恒速恒頻交流電源系統(tǒng)（恒速恒頻交流電源系統(tǒng)（CSCF）n結構示意圖：結構示意圖： n容量：容量：3030、4040、6060、9090、120120KVAn輔助電源：輔助電源：APU.G；n應急電源：應急電源：BAT、INV、RAT、HMG；n二次電源：二次電源：TRUn特點：恒裝的采購費用、維修費用、壽命周特點：恒裝的采購費用、維修費用、壽命周期費用高；重量重、效率低、供電質量差；期費用高；重量重、效率低、供電質量差；可靠性和可維修性也較差。恒頻?？煽啃院涂删S修性也較差。恒頻。三三變速恒頻交流電源系統(tǒng)變速恒頻交流電源系統(tǒng)（VSC

9、F）n結構示意圖：結構示意圖：n特點：特點： 無無CSD，可靠性高，壽命周期費用低；但，可靠性高，壽命周期費用低；但技技 術不穩(wěn)定。術不穩(wěn)定。 VSCF電源與電源與CSCF電源可互換，不需改變電源可互換，不需改變配電和用電部分，通用性強。配電和用電部分，通用性強。n應用：應用：MD-90四變速變頻交流電源系統(tǒng)（四變速變頻交流電源系統(tǒng)（VSVF）n結構圖：結構圖：n特點：不需要特點：不需要CSD，結構簡單，重量輕，可，結構簡單，重量輕，可 靠性高。靠性高。n適用機型：渦槳飛機：接近于恒頻交流電適用機型：渦槳飛機：接近于恒頻交流電 渦噴飛機：需另配變頻器渦噴飛機：需另配變頻器五、五、270伏高壓直

10、流電源系統(tǒng)伏高壓直流電源系統(tǒng)n270V直流電源系統(tǒng)由發(fā)電機和控制器構成,美國的F - 14A戰(zhàn)斗機、S - 3A和P -3C反潛機等局部采用了高壓直流供電技術,而F - 22戰(zhàn)斗機上已采用了65kW 的270V高壓直流電源系統(tǒng), F - 35戰(zhàn)斗機則采用了250kW 、270V 高壓直流起動發(fā)電系統(tǒng)。因此270V直流電源系統(tǒng)也將是今后飛機電源的發(fā)展方向之一。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點1、隨著電源容量的增加，低壓直流電源系、隨著電源容量的增加，低壓直流電源系 統(tǒng)的重量也在增大。統(tǒng)的重量也在增大。n原因：有電刷，電壓低，

11、電流大原因：有電刷，電壓低，電流大發(fā)電機的發(fā)電機的體積重量及輸電線路重量增大。體積重量及輸電線路重量增大。n例如：航空直流發(fā)電機：例如：航空直流發(fā)電機：18KW，重量為重量為41.5kg，噴油冷卻航空交流發(fā)電機：，噴油冷卻航空交流發(fā)電機：60KVA重量為重量為17kg左右。左右。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點2、飛行、飛行高度高度和和速度速度的不斷提高，使低壓直流的不斷提高，使低壓直流電源系統(tǒng)的電源系統(tǒng)的工作條件工作條件惡化。惡化。 飛行高度增加（飛行高度增加（1萬米以上），電刷磨損加萬米以上），電刷磨損加 劇，換向條件

12、惡化。劇，換向條件惡化。 高速飛行時，直流發(fā)電機的冷卻問題也難高速飛行時，直流發(fā)電機的冷卻問題也難 以解決。冷卻條件差將導致發(fā)電機帶載能力以解決。冷卻條件差將導致發(fā)電機帶載能力下降。下降。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點一、低壓直流電源系統(tǒng)的特點3、二次電源復雜，效率低。、二次電源復雜，效率低。n主電源為直流電源，則二次電源為主電源為直流電源，則二次電源為變流機變流機/變流器變流器：效率低，體積重量大；且交流電用：效率低，體積重量大；且交流電用量大（占量大（占95%以上），使變換設備增多。以上），使變換設備增多。4、優(yōu)點優(yōu)點：控制、保護設備簡單；易

13、實現(xiàn)并聯(lián)：控制、保護設備簡單；易實現(xiàn)并聯(lián)供電；可用作起動發(fā)電機，減輕機載設備的供電；可用作起動發(fā)電機，減輕機載設備的重量。重量。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點長期以來,民航客機的主要電源一直是115V、3相、400Hz交流電。1恒速恒速恒頻交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源系統(tǒng)n傳統(tǒng)的恒頻是通過以恒定的轉速驅動發(fā)電機的轉子而產(chǎn)生的。一臺恒速傳動裝置(CSD)便可以把發(fā)動機主齒輪箱的變速輸出穩(wěn)定為一個恒定轉速。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點n目前產(chǎn)生恒頻的最佳方法是使

14、用組合驅動發(fā)電機( IDG) ,如圖1所示。整體驅動發(fā)電機把恒速傳動裝置和發(fā)電機合二為一,構成一個整體。與恒速傳動裝置和發(fā)電機分開使用的系統(tǒng)比較,組合驅動發(fā)電機的體積較小、重量較輕,且維護較為簡單。n雖然恒速恒頻電源系統(tǒng)目前仍廣泛用于各種軍、民用飛機,而且經(jīng)過幾十年的發(fā)展,有了很大的改進,但它在可靠性、維修性、重量、費用、戰(zhàn)損生存能力等方面一直存在著不同程度的缺陷。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點二、恒頻交流電源系統(tǒng)特點2、變速、變速恒頻交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源系統(tǒng)n在過去20年中,在若干民用飛機上試驗并使用過一種產(chǎn)生恒頻電源的替代方法,即試圖通過電

15、子變頻裝置把由變速發(fā)動機附件齒輪箱直接驅動的一臺發(fā)電機產(chǎn)生的變頻電源轉換為恒頻電源。這就是所謂的變速恒頻(VSCF)技術。變速恒頻交流電源系統(tǒng)與恒速恒頻交流電源系統(tǒng)相比,具有電氣性能好、效率高、可靠性高、維護費用低等優(yōu)點,因此曾一度受到很高的重視。但大功率變速恒頻電源系統(tǒng)主要受到功率器件的限制。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn),這一技術沒有能夠達到預期的可靠性要求,現(xiàn)在已經(jīng)不把這一技術視為近期民用飛機領域中恒頻電源的替代技術。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點n優(yōu)點：優(yōu)點：變頻交流電源系統(tǒng)具有結構簡單、能量轉換效率高、功率密度高等優(yōu)點。變頻交流電源

16、系統(tǒng)由交流發(fā)電機和控制器構成,系統(tǒng)只有一次變換過程,交流發(fā)電機直接由發(fā)動機附件傳動機匣驅動,沒有恒速傳動裝置(恒速恒頻系統(tǒng)采用)和二次變換裝置(變速恒頻系統(tǒng)采用) ,結構簡單、重量輕、體積小、功率密度高功率密度高,可靠性高、費用低,能量轉換效率高,易于構成起動發(fā)電系統(tǒng)。因此單從電源系統(tǒng)本身來講而不考慮配電系統(tǒng)、用電設備和發(fā)動機起動等因素,在各種電源系統(tǒng)方案中,變頻交流發(fā)電系統(tǒng)具有結構最簡單、可靠性最高、效率最高、費用最低等優(yōu)點,而且具有較小的重量和體積。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點缺點：缺點：但由于其輸出頻率取決于發(fā)動機減

17、速器輸出轉速,尤其是多數(shù)飛機均采用渦噴發(fā)動機或渦扇發(fā)動機,發(fā)動機轉速變化范圍大,因此這種變頻交流電源系統(tǒng)稱之為寬變頻交流電源系統(tǒng),它具有頻率變化大的缺點,難以滿足機載電子設備對供電品質的要求,其發(fā)展曾一度受到了限制。n應用：應用：但隨著電力電子技術的發(fā)展及其在飛機上的應用,變頻交流電源系統(tǒng)更易于構成變頻交流起動發(fā)電系統(tǒng),因此,在最新研制的大型民用飛機上也得到了應用,如Boeing787 飛機和A380飛機。使用變頻電源的飛機主要有以下幾種(如表1所示)1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點 表1變頻電源飛機列表序號 飛 機名稱 生產(chǎn)

18、國家 生產(chǎn)年代 主發(fā)電機容量( kVA) 頻率范圍(Hz)1 貝爾法斯特 英國 1966 8 50 334 485 2 SF - 340支線 瑞典 1984 2 263 ATP支線運輸 英國 1987 2 304 全球快車 加拿大 1994 4 40 324 596 5 新舟- 60 中國 1997 2 20 325 5286 B - 787 美國 2009 4 250 360 8007 A - 380 歐洲 2008 4 150 360 - 8001.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點三、變頻交流電源系統(tǒng)特點結論：由于交流發(fā)電機直接由發(fā)動機附件傳動機匣驅

19、動,其轉速隨著發(fā)動機的轉速而變化,頻率變化范圍較大,一般約為2: 1左右。為滿足飛機各種不同用電負載的需要,二次電源變換形式較多,造成飛機配電系統(tǒng)十分復雜。1.4 1.4 各供電系統(tǒng)技術特點各供電系統(tǒng)技術特點四、高壓直流電源系統(tǒng)特點四、高壓直流電源系統(tǒng)特點n270V直流電源系統(tǒng)由發(fā)電機和控制器構成。恒速恒頻交流電源效率在68%左右,高壓直流電源的效率可達到85%以上。270V高壓直流電源系統(tǒng)具有結構簡單、能量轉換效率高、功率密度高、易實現(xiàn)不中斷供電以及使用安全等優(yōu)點。1.5 飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向n資料表明, B737 - 800 與B737 - 300 相比,駕駛艙的儀表板采用了大尺寸顯示器

20、;增加了航空電子設備;改進了座艙的內飾,使乘客感到更加寬敞和舒適。以上的改進對于電源系統(tǒng)而言,能夠分析出的是駕駕駛艙和客艙的用電量會增加駛艙和客艙的用電量會增加,主發(fā)電機的功率由2 60kVA 增加到2 90kVA。與此同時, APU 發(fā)電容量也從40kVA增加到90kVA (如表2所示) 。1.5 飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向表2部分150座級飛機電源容量對比參數(shù) 737 - 300 B737 - 800 A320 200主發(fā)電機容量( kVA) 2 60 (CSCF) 2 90 (CSCF) 2 90 (CSCF)APU 發(fā)電機( kVA) 40 (CF) 90 (CF) 90 (CF)RAT發(fā)

21、電機( kVA) 7. 5 (CF) 5 (CF) 5 (CF)蓄電池(Ah) 36或38 2 47 2 23逆變器(VA) 500, 單相 1000, 單相 1000,單相28V TRU (A) 3 50 3 200 3 2001.5 飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向1.飛機上存在多種二次能源,以電能逐步取代液壓能、氣壓能以電能逐步取代液壓能、氣壓能等其它形式的二次能源等其它形式的二次能源,提高了飛機的可靠性、維護性、經(jīng)濟性,提高了飛機的總體性能。被列為多電的子系統(tǒng)為: 飛控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)。2.多電技術的關鍵技術是大功率的發(fā)電機和大功率的電動機。飛機技術的發(fā)展帶來飛機的用電量的快速

22、增加,要求飛機供飛機供電系統(tǒng)的容量也相應增加電系統(tǒng)的容量也相應增加。3.隨著電力電子技術、計算機技術的發(fā)展,飛機供電系統(tǒng)的電飛機供電系統(tǒng)的電壓等級從壓等級從28V 低壓直流向低壓直流向115V、400Hz 恒頻交流、恒頻交流、270V高壓直流、高壓直流、115V變頻交流和變頻交流和230V變頻交流方向發(fā)變頻交流方向發(fā)展展。1.5 飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向B787、A380 飛機以及A320 后繼機、B737后繼機都將可能是多電飛機。多電飛機是未來飛機發(fā)展的方向之一,但是多電的程度是需要根據(jù)飛機的航程、載客量以及設備的體積、重量、效率、可靠性、經(jīng)濟技術風險等方面綜合考慮。1.6 1.6 先進飛機供

23、電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況一、空客一、空客A380A380多電飛機多電飛機nA380飛機是一個典型的多電商用飛機,它完全按多電飛機電力系統(tǒng)來設計,總的發(fā)電功率是915 KVA。其中,由發(fā)動機驅動4臺150 KVA的變頻交流發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電容量共600 KVA,頻率在360 Hz800 Hz之間;由輔助動力裝置(APU)驅動兩臺120 KVA恒速發(fā)電機,發(fā)電容量共240 KVA;一個空氣充壓渦輪系統(tǒng)驅動一個75 KVA發(fā)電系統(tǒng)。A380飛機大部分的作動裝置采用電力作動,使飛機的設計更為簡單,地面保障設備減少,飛機性能大為提高。1.6 1.6 先進飛機供電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況二、波音二、

24、波音787787飛機飛機n波音787飛機是一個典型的多電商用飛機,它與A380 飛機相比,更接近全電飛機,它完全按多電飛機來設計,總發(fā)電功率是1460 KVA。波音787飛機的電源系統(tǒng)與以往的波音飛機有著很大的區(qū)別,飛機上的電源來自4個安裝在發(fā)動機上的230V交流250 KVA變頻發(fā)電機和2個安裝在輔助動力裝置(APU)上的230V交流225 KVA變頻發(fā)電機組成,變頻系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的恒頻系統(tǒng), 頻率在360Hz800 Hz之間;1個空氣充壓渦輪系統(tǒng)驅動一個10 KVA交流發(fā)電系統(tǒng)。電源經(jīng)過變頻、整流、變壓分配后形成飛機的4種電源模式,即傳統(tǒng)的115V交流、28V直流和新的230V交流、270

25、V 直流。其中230V 交流和270V直流電源主要用于以往由氣源系統(tǒng)驅動的系統(tǒng)部件。1.6 1.6 先進飛機供電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況二、波音二、波音787787飛機飛機n波音787 飛機上取消了傳統(tǒng)的氣源系統(tǒng)。這樣的設計優(yōu)化了飛機能源的使用,提高了發(fā)動機的效率。由于取消了氣源系統(tǒng)的各個部件(活門,管道等) ,大大降低了飛機的重量,系統(tǒng)的可靠性得到顯著提高,飛機的維修成本也得到有效降低。1.6 1.6 先進飛機供電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況三、三、F35F35戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機nF35戰(zhàn)斗機是一個典型多電戰(zhàn)斗機,技術更加先進,能攜帶更大的高能武器。它完全按多電飛機來設計, 總的發(fā)電功率是25

26、0 KW。F35戰(zhàn)斗機采用固態(tài)配電技術,對飛機的電力系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計,一次配電和二次配電系統(tǒng)采用集中控制,飛機可靠性大為提高,飛機重量大大減輕,飛機性能更為優(yōu)越, F35戰(zhàn)斗機成為典型的第二代多電飛機。1.6 1.6 先進飛機供電系統(tǒng)狀況先進飛機供電系統(tǒng)狀況三、三、F35F35戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機nF35的綜合機載機電系統(tǒng)主要包括熱/能量管理系統(tǒng)( T/EMM) 、起動/發(fā)電系統(tǒng)和電靜液作動器系統(tǒng)( EHA) ,并由飛機管理系統(tǒng)控制,從而使機載機電系統(tǒng)在布局、能量利用和控制信息共享上實現(xiàn)了最優(yōu)化,該飛機接近于全電飛機。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平一、一、恒

27、速恒速恒頻交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源系統(tǒng)n我國陜西航空電氣有限責任公司( 115廠)自行研制的比較先進的、比較成熟的電源系統(tǒng)為恒速恒頻系統(tǒng),其中組合式傳動發(fā)電機( IDG)容量為60KVA (恒裝由南京液壓中心研制) ,該產(chǎn)品已經(jīng)裝備多種類型的戰(zhàn)斗機,屬于貨架產(chǎn)品。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平一、一、恒速恒速恒頻交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源系統(tǒng)n南京機電液壓工程中心的恒裝研究具有悠久歷史,主要是參考仿照美國和俄羅斯技術,具有120KVA以下的恒裝研制能力。當前主要生產(chǎn)研制60KVA的恒裝,功率傳輸效率約80% ,已經(jīng)在軍機上采用,最長實現(xiàn)200飛行小時無故

28、障使用。從產(chǎn)品角度上可以使用,但仍存在一些問題,如專利保護問題;單獨適航取證問題;可靠性還需要進一步驗證。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平一、一、恒速恒速恒頻交流電源系統(tǒng)恒頻交流電源系統(tǒng)n由于恒速裝置的技術難度高,我國要研制更大功率的IDG已經(jīng)很困難。盡管國外研制的IDG能夠達到150KVA,但由于工藝、材料等技術因素,我國在短期內實現(xiàn)技術的突破很困難。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平二、二、變變頻交流電源系統(tǒng)頻交流電源系統(tǒng)n陜西航空電氣有限責任公司(115廠)已經(jīng)開始了變頻電源的研制,其中發(fā)電機容量為90KVA。

29、該產(chǎn)品已經(jīng)在裝配與試驗。該廠曾經(jīng)研制了15KVA的變速恒頻電源系統(tǒng),其中發(fā)電機部分為變頻發(fā)電機。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平二、二、變變頻交流電源系統(tǒng)頻交流電源系統(tǒng)n由于變頻發(fā)電機的結構與IDG發(fā)電機相同,為三級發(fā)電機,部分關鍵技術可以通用,該廠已經(jīng)完成了電磁設計、冷卻、整流等關鍵技術,如果承擔更大功率的變頻發(fā)電機的研制,沒有很大的技術難點,因此其有能力承擔更大功率變頻發(fā)電機的研制。但是與國外比較,在材料、軸承、熱處理等技術上仍存在差異,在壽命、可靠性等性能上亦不如國外水平。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平補充

30、：三級式無刷交流發(fā)電機補充：三級式無刷交流發(fā)電機n組成：組成： 永磁式副勵磁機永磁式副勵磁機旋轉磁極式，給交流勵磁機的旋轉磁極式，給交流勵磁機的 勵磁繞組、勵磁繞組、GCU等供電；等供電； 交流勵磁機交流勵磁機旋轉電樞式，為主發(fā)電機提供勵磁旋轉電樞式，為主發(fā)電機提供勵磁 電源；電源； 旋轉整流器旋轉整流器將交流勵磁機電樞轉子上發(fā)出的交將交流勵磁機電樞轉子上發(fā)出的交 流電變?yōu)橹绷麟?，為主發(fā)電機的勵流電變?yōu)橹绷麟?，為主發(fā)電機的勵 磁繞組供電；磁繞組供電； 主發(fā)電機主發(fā)電機旋轉磁極式，供電到飛機電網(wǎng)；旋轉磁極式，供電到飛機電網(wǎng)；1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平

31、補充：三級式無刷交流發(fā)電機補充：三級式無刷交流發(fā)電機航空交流發(fā)電機實物圖航空交流發(fā)電機實物圖航空交流發(fā)電機轉子航空交流發(fā)電機轉子CSD外形圖外形圖CSD分解圖分解圖1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平三、三、高壓直流高壓直流電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)n高壓直流電源可采用開關磁阻發(fā)電機和繞線式發(fā)電機。115廠研制的270V、70KW開關磁阻電機應用于海軍,軍用70KW的開關磁阻發(fā)電機在研制中,作為預研項目,該廠曾經(jīng)研制過125KW的磁懸浮開關磁阻發(fā)電機。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平四、四、試驗條件試驗條件115廠作為我國最有實

32、力的航空電源生產(chǎn)廠,有著比較完善的研發(fā)試驗條件,為新型發(fā)電機的研制提供了很好的硬件條件。1.7 1.7 關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平關于我國飛機供電系統(tǒng)技術水平五、五、總結總結n目前我國國內飛機電源系統(tǒng)的整體發(fā)展水平滯后于國外電源系統(tǒng)供應商,國外Boeing787上已經(jīng)裝配了變頻250KVA 的發(fā)電機,而我們國內90KVA 的發(fā)電機還在研制中。另外我們國內技術儲備與國外相比差距較大。中國商用飛機有限責任公司的成立,標志著我國大型客機項目的正式啟動,開創(chuàng)了我國大型飛機研制的新局面,國內電源生產(chǎn)廠家可以借助大型客機項目展開國際合作,提升自己的技術水平,從而提升我們的產(chǎn)業(yè)結構。1.81.8對發(fā)展我國

33、飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法n我國航空工業(yè)迎來了一個難得的發(fā)展機遇期， 大型運輸機、 干線飛機 、新型戰(zhàn)斗機和高超音速飛行器的研制都對航空電源系統(tǒng)提出了迫切的需求。對我國航空電源的發(fā)展來說是一個珍貴的機遇 。認清形勢 ，找出差距，滿足需求，才能得到突破式發(fā)展 。 1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法一、一、與國外航空電源的差距與國外航空電源的差距 我國電源系統(tǒng)缺少系列化 ，可供選擇的電源產(chǎn)品和技術儲備較少， 尚不能滿足飛機發(fā)展的需要 。 我國航空發(fā)電技術有了較大提高， 但航空電源系統(tǒng)研制開發(fā)能力和試驗驗證手段比較薄弱 。我國在多

34、電飛機和全電飛機采用的高壓直流電源系統(tǒng)， 自動配電技術等項目預研剛剛起步，寬變頻系統(tǒng)尚未研究。 1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法二、二、需要突破的技術關鍵需要突破的技術關鍵 1、航空電源系統(tǒng)供電體制的研究、航空電源系統(tǒng)供電體制的研究 我國現(xiàn)有航空電源系統(tǒng)供電體制主體是 28 伏低壓直流電源系統(tǒng)和 400HZ 115 伏 /200 伏恒頻交流電源系統(tǒng) 。270 伏高壓直流電源系統(tǒng)是主要的研究內容 ，這種供電體制在殲擊機上應用有其突出的優(yōu)點 。 變頻供電混合供電體制研究也應該是研究的重點。 為適應大型機的發(fā)展， 在發(fā)電系統(tǒng)中要打破恒速傳動裝置和全功率逆變

35、裝置的發(fā)展制約， 大大提高系統(tǒng)的效率和可靠性，降低全壽命周期費用 。 1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法二、二、需要突破的技術關鍵需要突破的技術關鍵 2、航空電源供電系統(tǒng)結構的研究、航空電源供電系統(tǒng)結構的研究 我國航空電源供電系統(tǒng)的結構基本上是傳統(tǒng)的典型結構 ，這種結構已經(jīng)無法適應今后飛機技術發(fā)展的需要， 不能達到系統(tǒng)容容錯錯 、重構、重構、 不間斷供電不間斷供電等重要的技術性能 。新的系統(tǒng)結構研究的重點是智能化智能化 分布式固態(tài)配電系統(tǒng)分布式固態(tài)配電系統(tǒng) 。 1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法二、二、需要突破

36、的技術關鍵需要突破的技術關鍵 n3、航空電源系統(tǒng)核心部件的技術研究、航空電源系統(tǒng)核心部件的技術研究 3.1 發(fā)電機設計技術方面的研究發(fā)電機設計技術方面的研究 （1）大功率開關磁阻起動）大功率開關磁阻起動 / 發(fā)電機技術的研究發(fā)電機技術的研究 這種研究最終能夠取消大功率發(fā)動機的燃氣起動機 ，并且適應向多電飛機發(fā)展的需要。 （2）異步起動）異步起動 / 發(fā)電機技術的研究發(fā)電機技術的研究 作為獨立電源系統(tǒng)方面， 這是一個重要的發(fā)展方向 。 （3）高功率密度永磁發(fā)電機的技術研究）高功率密度永磁發(fā)電機的技術研究 這類發(fā)電機技術在無人機 高速飛行器上有較大的應用可能 。 （4）多級電壓）多級電壓 交交 直

37、流發(fā)電機技術研究直流發(fā)電機技術研究 這類技術將有效的減少二次電能變換設備， 提高無人機的燃油利用率 ，增加無人機的效載荷， 適應高性能無人機發(fā)展 。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法二、二、需要突破的技術關鍵需要突破的技術關鍵 3.2發(fā)電機先進結構方面的有關研究發(fā)電機先進結構方面的有關研究 (1)組合到發(fā)動機內的內裝式發(fā)電機的研究 探索與航空發(fā)動機的協(xié)調結構設計等關鍵技術, 這種結構結合到多電飛機技術發(fā)展，就可以取消發(fā)動機附件機匣或者飛機附件機匣 ，技術上是跨越式發(fā)展 。 (2)發(fā)電機新型的冷卻結構方式和新的冷卻技術研究 大功率的發(fā)電機和集中式繞組的冷

38、卻技術， 如繞組導體內腔及鐵心內部循油冷卻技術在航空電機上應用 以及新型冷卻介質在航空電機上應用 。(3)新型 結構材料在航空電機上的應用研究 特別是發(fā)動機內裝的起動 / 發(fā)電機需要的耐高溫達 6000 的磁性材料 。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法三、三、組合電源裝置不宜大力發(fā)展組合電源裝置不宜大力發(fā)展 在研制新系統(tǒng)和新設備時既要考慮到技術可行性，又必須估計到其發(fā)展前途和對今后發(fā)展的影響。正是出于上述考慮，不主張發(fā)展組合電源裝置，具體理由如下：1、我國已能生產(chǎn)分離式的恒速恒頻系統(tǒng)，其功率也完全能滿足干線飛機和軍用飛機的要求，這種系統(tǒng)仍廣泛用于國外的

39、干線飛機。因而，為減輕一點重量去發(fā)展組合電源裝置必要性不大，也不經(jīng)濟合理。2、國外的下一代干線飛機和戰(zhàn)斗機都有不再采用組合電源裝置的趨勢，新的變速恒頻系統(tǒng)也正開始在民用飛機上使用。這說明可靠性差又十分昂貴的組合電源裝置正逐步淘汰，我們現(xiàn)在再去研制這種裝置顯得不合時宜。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法三、三、組合電源裝置不宜大力發(fā)展組合電源裝置不宜大力發(fā)展 3、前蘇聯(lián)研制組合電源裝置的過程表明：研制該裝置需花費很多時間和財力。前蘇聯(lián)的技術條件和經(jīng)濟實力都比我們強，但他們在仿制恒速傳動裝置（CSD)的前提下，仍需十多年才研制出第一代組合電源裝置。4、我們

40、對組合電源裝置的研制費用和時間、需求量、外銷可能性、取得適航性的可能性以及經(jīng)濟上是否有利等可行性問題還沒有做具體的分析和論證，待這些問題解決后再發(fā)展也不遲。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法三、三、組合電源裝置不宜大力發(fā)展組合電源裝置不宜大力發(fā)展 5、恒速恒頻系統(tǒng)的“攤子”比低壓直流系統(tǒng)更大，受繼承性的影響也更深，發(fā)展組合電源裝置將使我們以后像美國現(xiàn)在一樣，處于進退兩難的局面。因而我們順應飛機供電系統(tǒng)發(fā)展的潮流，積極發(fā)展變速恒頻系統(tǒng)，早日把變速恒頻系統(tǒng)裝在民用飛機上。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法四、改造低

41、壓直流系統(tǒng)四、改造低壓直流系統(tǒng)我國生產(chǎn)的低壓直流系統(tǒng)雖然能滿足支線飛機等小型民用機的要求，但畢竟是屬于50年代的產(chǎn)品，在重量、性能、可靠性和維修性等方面都低于國外目前的水平，應把改造低壓直流系統(tǒng)的重點放在設計高轉速高性能的起動/發(fā)電機和開發(fā)固態(tài)的發(fā)電機控制裝置兩個方面。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法五、努力開發(fā)供電系統(tǒng)應用的電子技術五、努力開發(fā)供電系統(tǒng)應用的電子技術最近一段時間內，飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展是以更多地采用電子技術為特征的。變速恒頻系統(tǒng)就是一種電子化的恒頻交流系統(tǒng)，電氣多路傳輸系統(tǒng)則是多路傳輸技術用于配電系統(tǒng)的產(chǎn)物，發(fā)展中的高壓直流系統(tǒng)將采用

42、計算機和固態(tài)功率控制器，并具有負載自動管理功能。1.81.8對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看對發(fā)展我國飛機供電系統(tǒng)的一些看法法五、努力開發(fā)供電系統(tǒng)應用的電子技術五、努力開發(fā)供電系統(tǒng)應用的電子技術因此我們應把重點放在開發(fā)固態(tài)功率控制器、微處開發(fā)固態(tài)功率控制器、微處理機型發(fā)電機控制裝置和匯流條功率控制裝置以理機型發(fā)電機控制裝置和匯流條功率控制裝置以及多路傳輸技術的研究。及多路傳輸技術的研究。促進電子技術在飛機供電系統(tǒng)中的應用。為了達到上述目的，我們應該更加積極地研制和生產(chǎn)飛機供電系統(tǒng)所需的專用半導體器件，如大功率、高轉換速度的功率晶體管，垂直場效應晶體管等。復習思考題 1 1飛機供電系統(tǒng)的功用是什么

43、？并簡述其組成情況。飛機供電系統(tǒng)的功用是什么？并簡述其組成情況。2 2 飛機供電系統(tǒng)有哪些主要類型？并簡述其發(fā)展歷程。飛機供電系統(tǒng)有哪些主要類型？并簡述其發(fā)展歷程。3 3 分析各供電系統(tǒng)技術特點。分析各供電系統(tǒng)技術特點。4 簡述飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向簡述飛機供電系統(tǒng)的發(fā)展方向5 5簡述空客簡述空客380380多電飛機供電系統(tǒng)狀況。多電飛機供電系統(tǒng)狀況。6 6簡述波音簡述波音787787多電飛機供電系統(tǒng)狀況。多電飛機供電系統(tǒng)狀況。7 7我國飛機供電系統(tǒng)技術發(fā)展水平的情況是什么？我國飛機供電系統(tǒng)技術發(fā)展水平的情況是什么？8 8為什么我國不宜大力發(fā)展為什么我國不宜大力發(fā)展組合電源裝置？組合電源裝置？

44、9我國發(fā)展我國發(fā)展機供電系統(tǒng)機供電系統(tǒng)需要突破的技術關鍵有哪些？需要突破的技術關鍵有哪些？第二章第二章 不同民用飛機供電系統(tǒng)不同民用飛機供電系統(tǒng)簡介簡介2.1 民用飛機的種類民用飛機的種類2.2民用飛機供電系統(tǒng)的特點民用飛機供電系統(tǒng)的特點2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)2.4支線飛機的供電系統(tǒng)支線飛機的供電系統(tǒng)2.5通用航空飛機的供電系統(tǒng)通用航空飛機的供電系統(tǒng)2.1 民用飛機的種類民用飛機的種類一、民用飛機的種類民用飛機的種類1、干線飛機、干線飛機2、支線飛機、支線飛機3、通用航空飛機、通用航空飛機小型多用途飛機小型多用途飛機輕型飛機輕型飛機農林飛機農林飛機行政飛機行政飛機2.1 民

45、用飛機的種類民用飛機的種類二、所選用的供電系統(tǒng)類型二、所選用的供電系統(tǒng)類型1、干線飛機：、干線飛機：主要采用恒速恒頻系統(tǒng)，發(fā)展的趨主要采用恒速恒頻系統(tǒng)，發(fā)展的趨勢將是變速恒頻系統(tǒng)和變速變頻系統(tǒng)。勢將是變速恒頻系統(tǒng)和變速變頻系統(tǒng)。2、支線飛機：、支線飛機：低壓直流系統(tǒng)以及由低壓直流系統(tǒng)低壓直流系統(tǒng)以及由低壓直流系統(tǒng)和變頻交流組成的混合供電系統(tǒng)。和變頻交流組成的混合供電系統(tǒng)。3、通用航空飛機：、通用航空飛機：低壓直流系統(tǒng)以及由低壓直流低壓直流系統(tǒng)以及由低壓直流系統(tǒng)和變頻交流組成的混合供電系統(tǒng)。系統(tǒng)和變頻交流組成的混合供電系統(tǒng)。2.2民用飛機供電系統(tǒng)的特點民用飛機供電系統(tǒng)的特點一、適于采用變頻交流電

46、一、適于采用變頻交流電 用電最多的加熱負載對供電頻率沒有什么要求。用電最多的加熱負載對供電頻率沒有什么要求。二、航空電子設備不是一個重要因素二、航空電子設備不是一個重要因素1、在民用飛機上航空電子設備的用電量很少，并且?guī)缀跏?、在民用飛機上航空電子設備的用電量很少，并且?guī)缀跏且粋€不變的量，不像加熱等負載那樣是隨著飛機尺寸而一個不變的量，不像加熱等負載那樣是隨著飛機尺寸而變化的；變化的；2、民用航空電子設備是按、民用航空電子設備是按ARINC規(guī)范設計的，在供電特規(guī)范設計的，在供電特性和航空電子設備的要求之間不存在不相容的問題。性和航空電子設備的要求之間不存在不相容的問題。2.2民用飛機供電系統(tǒng)的特

47、點民用飛機供電系統(tǒng)的特點三、采用起動三、采用起動/發(fā)電機發(fā)電機發(fā)電機容量不超過發(fā)電機容量不超過12kw，將優(yōu)先采用低壓直流供電系統(tǒng)，將優(yōu)先采用低壓直流供電系統(tǒng)，原因：原因：1、民用飛機對起動時間的要求不像軍用機那么高，、民用飛機對起動時間的要求不像軍用機那么高，因而可以采用電起動方式；因而可以采用電起動方式；2、所需直流發(fā)電機的容量已足以起動小型民用飛機的發(fā)動、所需直流發(fā)電機的容量已足以起動小型民用飛機的發(fā)動機。機。四、強調安全性四、強調安全性1、采用一些能滿足適航性要求的應急電源裝置；、采用一些能滿足適航性要求的應急電源裝置；2、安裝輔助動力裝置及其驅動的發(fā)電機，以提高足夠的備、安裝輔助動力

48、裝置及其驅動的發(fā)電機，以提高足夠的備份電力。份電力。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)一、一、 干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求n1、采用節(jié)能發(fā)動機后要求增加發(fā)電容量、采用節(jié)能發(fā)動機后要求增加發(fā)電容量隨著節(jié)能發(fā)動機在干線飛機上的應用，將直接影響到環(huán)境控制系統(tǒng)和氣熱防冰系統(tǒng)的運行，因為發(fā)動機的核心氣流和可用的放氣變少了；提取發(fā)動機的軸功率，考慮采用電動環(huán)境控制系統(tǒng)和電防冰技術，為此要求增加發(fā)電容量。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)一、一、 干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求2、采用變速恒頻起動、采用變速恒頻起動/發(fā)電系統(tǒng)（優(yōu)點）發(fā)電系統(tǒng)（優(yōu)

49、點）用一套設備來完成兩種功能，因而在飛機上取消冷氣起動機和有關管道后可大大減輕重量；電起動系統(tǒng)是一個電子控制系統(tǒng)，易于實現(xiàn)加速度控制和限制最大輸入功率，因而能使起動機更好地滿足發(fā)動機的要求；與冷氣起動方式不同，采用電起動方式可使所提供的起動力矩與飛機所處的高度無關；2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)一、一、 干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求電起動系統(tǒng)的成本比冷氣起動系統(tǒng)低，因為與一專用的冷氣起動機相比，把發(fā)電機改為起動/發(fā)電機所增加的費用是低的；目前正在為明天的干線飛機發(fā)展超高涵道比的發(fā)動機，用變速恒頻起動/發(fā)電系統(tǒng)來起動這種發(fā)動機十分理想，因為起動力矩-轉速特性更

50、適應這種發(fā)動機特有的性能要求。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)一、一、 干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求干線飛機對供電系統(tǒng)的新要求3、提高發(fā)電效率、提高發(fā)電效率發(fā)電效率高就意味著有效載荷大，收益干線飛機的用電量大，更應重視效率這個指標。干線飛機的用電量大，更應重視效率這個指標。發(fā)電效率高也是飛機總體設計和環(huán)境控制系統(tǒng)所希望的。4、與集中式電子監(jiān)控系統(tǒng)接口（、與集中式電子監(jiān)控系統(tǒng)接口（B767） 可顯示供電系統(tǒng)的配置情況，什么部件發(fā)生故障以及應該采取什么修正措施，從而實現(xiàn)了對供電系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的

51、供電方案（150-700座）座）n1組合電源裝置式恒速恒頻系統(tǒng)（第組合電源裝置式恒速恒頻系統(tǒng)（第2代）代）優(yōu)點：重量輕維修性有所改善。發(fā)展前途：CSD再改進已很困難，原因：要在發(fā)動機很寬的轉速范圍內和加速條件下實現(xiàn)恒速輸出是困難的；高的赫茲應力（小體積/高速機械液壓部件的運行）也使CSD發(fā)展更加困難，因而CSD的采購費用和維修費用一直居高不下。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）2、變速恒頻系統(tǒng)（優(yōu)點）、變速恒頻系統(tǒng)（優(yōu)點）干線飛機采用變速恒頻系統(tǒng)具有很好的實用性。干線飛機采用變速恒頻系統(tǒng)具有很好的實用性

52、。 由于干線飛機本來就采用恒頻交流系統(tǒng)，因而改用變速恒頻系統(tǒng)僅僅是一個更換發(fā)電系統(tǒng)的問題，而不要求配電和用電部分也作相應的改變。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）n變速恒頻系統(tǒng)具有可靠性高和壽命周期變速恒頻系統(tǒng)具有可靠性高和壽命周期費用低。費用低。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）變速恒頻系統(tǒng)供電質量比恒速恒頻系統(tǒng)好得多。變速恒頻系統(tǒng)供電質量比恒速恒頻系統(tǒng)好得多。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、

53、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）變速恒頻系統(tǒng)的發(fā)電效率高。變速恒頻系統(tǒng)的發(fā)電效率高。組合電源裝置式恒速恒頻系統(tǒng)：組合電源裝置式恒速恒頻系統(tǒng)：74-79%變速恒頻系統(tǒng)：變速恒頻系統(tǒng)：82-86%易于改成變速恒頻起動易于改成變速恒頻起動/發(fā)電系統(tǒng)。發(fā)電系統(tǒng)。 只需增加一些部件即可，這樣可降低營業(yè)費用，只需增加一些部件即可，這樣可降低營業(yè)費用，減輕飛機重量。減輕飛機重量。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）3、270V高壓直流系統(tǒng)（優(yōu)點）高壓直流系統(tǒng)（優(yōu)點）發(fā)電效率高

54、發(fā)電效率高發(fā)電和配電系統(tǒng)重量都輕發(fā)電和配電系統(tǒng)重量都輕航空電子設備的電源裝置重量輕航空電子設備的電源裝置重量輕可靠性高可靠性高易實現(xiàn)不中斷供電易實現(xiàn)不中斷供電壽命周期費用最低壽命周期費用最低2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座） 兩種供電系統(tǒng)比較兩種供電系統(tǒng)比較項目項目現(xiàn)用的現(xiàn)用的cscf系統(tǒng)系統(tǒng)270v高壓直流系統(tǒng)高壓直流系統(tǒng)總重（總重（kg)25212199組合電源裝置（組合電源裝置（kg)307244（270V直流發(fā)電機）二次電源裝置（二次電源裝置（kg)10596負載中心的機械式轉換裝負載中心的機械

55、式轉換裝置（置（kg)181357（固態(tài)轉換裝置和電氣多路傳輸系統(tǒng)）電線和電纜（電線和電纜（kg)17111342連接器（連接器（kg)216180平均故障間隔時間（小時）平均故障間隔時間（小時）150600發(fā)電效率（發(fā)電效率（%）74-79%88-94%2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座） 大型運輸機供電系統(tǒng)的綜合對比 項目 系統(tǒng)類型得分組合電源裝置式cscf系統(tǒng)循環(huán)變換器式vscf系統(tǒng)270v高壓直流系統(tǒng)可靠性3012.927.630.0設備費用2424.017.020.2維修性2010.419.22

56、0.0重量2013.215.820.0供電質量64.86.05.6總計10065.385.695.82.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）270V高壓直流系統(tǒng)的應用：高壓直流系統(tǒng)的應用：目前還不會在干線飛機上全面采用高壓直流目前還不會在干線飛機上全面采用高壓直流系統(tǒng)，因為這樣做涉及到供電體制的改變系統(tǒng)，因為這樣做涉及到供電體制的改變問題，將會出現(xiàn)一個不是大量更換用電設問題，將會出現(xiàn)一個不是大量更換用電設備就是為現(xiàn)有的用電設備添加許多功率變備就是為現(xiàn)有的用電設備添加許多功率變換器的局面。因而在干線飛機上首先考

57、慮換器的局面。因而在干線飛機上首先考慮的方案是在一些必要的場合局部采用高壓的方案是在一些必要的場合局部采用高壓直流電，如僅在飛行控制系統(tǒng)部分采用高直流電，如僅在飛行控制系統(tǒng)部分采用高壓直流供電。壓直流供電。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）4、變速變頻交流系統(tǒng)變速變頻交流系統(tǒng)解決了異步電動機的變頻供電問題。解決了異步電動機的變頻供電問題。 雖然電壓和頻率都隨發(fā)動機轉速而變化，但可保證在負雖然電壓和頻率都隨發(fā)動機轉速而變化，但可保證在負載變化和發(fā)動機轉速變化的條件下作到電壓和頻率基本載變化和發(fā)動機轉速變化

58、的條件下作到電壓和頻率基本保持恒定（保持恒定（10%），因此絕大多數(shù)異步電動機能在較），因此絕大多數(shù)異步電動機能在較寬的頻率范圍內正常工作而重量不會過分增加。寬的頻率范圍內正常工作而重量不會過分增加。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）不同負載采取不同的供電方式。不同負載采取不同的供電方式。 在采用在采用變速變頻交流系統(tǒng)的干線飛機上，變速變頻交流系統(tǒng)的干線飛機上，發(fā)電機直接向廚房設備、加熱、防冰、照發(fā)電機直接向廚房設備、加熱、防冰、照明以及大部分電動機負載供電；明以及大部分電動機負載供電； 航空電子設備和

59、飛行控制系統(tǒng)所需的高航空電子設備和飛行控制系統(tǒng)所需的高質量高壓直流和恒頻交流電分別由相滯整質量高壓直流和恒頻交流電分別由相滯整流器和變速恒頻變換器提供。流器和變速恒頻變換器提供。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）只能采用直流網(wǎng)絡式變速恒頻技術直流網(wǎng)絡式變速恒頻技術來產(chǎn)生所需的來產(chǎn)生所需的恒頻交流電。恒頻交流電。變速變頻交流系統(tǒng)的發(fā)電效率高達變速變頻交流系統(tǒng)的發(fā)電效率高達95%，比，比cscf和和vscf都高得多。都高得多。 這樣不但增加了飛機的有效載荷，也解決了大這樣不但增加了飛機的有效載荷，也解決了大

60、容量發(fā)電機的熱管理問題。容量發(fā)電機的熱管理問題。2.3干線飛機的供電系統(tǒng)干線飛機的供電系統(tǒng)二、二、 近期內可供選擇的供電方案（近期內可供選擇的供電方案（150-700座）座）總結：事實上，vsvf系統(tǒng)僅把一小部分電力變換為270v高壓直流電和115/200v、400Hz恒頻交流電。與vscf系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點主要體現(xiàn)在采購費用、重量、油耗、維修性和安全性方面。下一代干線飛機的供電系統(tǒng)將向下一代干線飛機的供電系統(tǒng)將向vscf系統(tǒng)和系統(tǒng)和vsvf系統(tǒng)的方向發(fā)展。系統(tǒng)的方向發(fā)展。2.4支線飛機的供電系統(tǒng)支線飛機的供電系統(tǒng)一、一、 支線飛機的特點支線飛機的特點1、能在小機場和簡易機場起落。、能在小機場