tc531000ap變速恒頻與恒速恒頻電源系統供電質量對比,270v高壓直流電源系統.

與恒頻交流電源系統相比，采用270v高壓直流電源系統具有發電效率高、發電和配電系統重量輕，航空電子設備的電源裝置重量輕，可靠性高，易實現不中斷供電及壽命周期費用低等優點．

根據美國對大型運輸機供電系統的研究結果可知,高壓直流電源系統的綜合性能、可罪性、維修性和重量指標都是最好的,因而這是一種很有吸引力的電源系統。

但目前還不會在干線飛機上全面采用高壓直流電源系統。因為這樣做涉及到供電體制的改變問題,將會出現一個大量更換用電設各或為現有用電設各添加許多功率變換器的局面。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直流電,如僅在飛行控制系統部分采用高壓直流供電。

交流電源系統的主要優缺點,由前述可知,隨著機上用電設各的增多,電源系統的容量也在成倍地增長。低壓直流電源系統已不能滿足容量及飛行性能的要求,因此在大型運輸機上,低壓直流電源系統已逐步被交流電源系統所取代。

低壓直流電源系統存在的缺點,隨著電源容量的增加,低壓直流電源系統的重量也在增大現代大中型飛機上的電源容量增加了幾百倍,如果仍采用低壓直流電源系統,則發電系統和配電系統的重量將會增大很多。對發電機來說,由于受換向條件的限制,使得有電刷的直流發電機電壓及轉速都不能太高。因此只能以加大電樞電流的方式來提高容量,從而導致了發電機的體積和重量的增大。例如,功率為18kw的航空直流發電機重量為41.5kg,而噴油冷卻的60kva航空交流發電機,其重量只有17kg左右。

飛行高度和速度的不斷提高,使低壓直流電源系統的工作條件惡化,現代大型噴氣式飛機的飛行高度達10000m以上。隨著高度的增加,空氣變得稀薄,水蒸氣含量急劇減少,使直流發電機的電刷磨損加劇,換向條件惡化。同時,在高速飛行條件下,直流發電機的冷卻問題也難以解決,因為直流發電機常采用迎面氣流風冷,而當飛機高速飛行時,迎面氣流溫度高達100~200℃,采用風冷會顯著降低發電機的輸出功率。直流發電機由于電刷與換向器的存在,不能采用油冷,所以其冷卻問題較難解決。

功率變換設各復雜、效率低,在以直流電為主電源的飛機上,需要把相當一部分低壓直流電變換為不同電壓等級的直流電及交流電,這就需要通過頻率變換裝置或變流機組進行變換,而這些裝置的效率低,體積重量大。尤其是現代大型飛機上使用交流電的設備越來越多,若仍采用低壓直流電源作為主電源,變換設各也將增多,會使電源設各重量大大增加。

飛機交流電源系統的主要優缺點,可以提高額定電壓,使供電系統重量減輕交流電源系統大多采用無刷交流發電機,沒有換向問題,因而,發電機的額定電壓可大大提高,從而使發電及配電系統的重量大大減輕。

能適應高空、高速飛行的要求,無刷交流發電機沒有電刷和換向器,因而在高空飛行時不存在電刷磨損問題。同時,無刷交流發電機可以采用噴油冷卻方式,能夠適應高速飛行的要求。

交流電能容易變換,在交流電源系統中,利用變壓器及變壓整流器可以方便地得到不同等級的交流電和直流電。這些變換裝置沒有旋轉部件,重量輕、體積小、效率高、工作可靠,而且現代飛機上的直流負載容量只占總容量的5%~10%,因此,所需的變換裝置少、損耗小。

總之,交流電源系統比低壓直流電源系統更能適應現代大中型飛機的要求。目前采用較多的是帶有恒速傳動裝置的恒速恒頻交流電源系統。

但交流電源系統也有缺點,主要表現在:

恒速恒頻交流電源系統中的恒速傳動裝置(csd)結構復雜、造價高、故障多、維護困難,是交流電源系統中故障率較高的一個部件。

交流電源系統的控制與保護設各復雜,特別是并聯運行時的控制保護更為復雜。

恒速恒頻交流電源系統由于有恒速傳動裝置,無法用來啟動發動機,必須另設啟動設備。

與交流電源相比,直流電源的控制、保護設各簡單,且直流發電機可以用作啟動發電機,從而減輕機載設各的重量。因此,低壓直流電源系統在小型飛機上仍在廣泛使用。目前正在研制的高壓直流電源系統及變速恒頻交流電源系統有望克服恒速恒頻交流電源的缺點,成為飛機電源的發展方向。

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