航空飞机电源系统
关于飞机电源系统
一．飞机电源系统的组成
① 主电源：由发动机直接或间传的系统；是上全部用设备能量来源。
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、APU.G。作用：航前/后准备（在地面工作）、起动主发动机等，可以在空中接替失效的主发电机向飞机供电。
③ 二次电源：将主电源电能变换为另一种形式或规格的电能，以满足不同用电设备的需要。
④ 应急电源：飞行中主电源和辅助电源全部失效时启用，只能向飞机上重要的用电设备（关键负载）供电。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）
⑤ 地面电源：机场作地面检查或启动航空发动机时用外接电源供电。此时，主电源不供电。
二、飞机电源系统的主要类型及特点
① 低压直流电源（28V）二次电源：旋转变流机、静变流器 ；应急电源：航空蓄电池。
② VSVF：特点：不需要CSD，直接由飞机发动机传送，结构简单，重量轻，可靠性高。易构成启动发电系统。涡桨飞机的接近恒频，是窄变频交流电源系统。涡喷飞机需要另配变频器，是宽变频交流电源系统。
③ CSCF：通过恒装CSD由飞机发动机传送，目前大型喷气式飞机最常用的形式。
④ VSCF：无CSD，可靠性高，寿命周期费用低；但技术不稳定。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。
⑤ 270伏高压直流电源：用于军用飞机。
3、 飞机电气负载分类：
按用途分电动机构（30%）、加热和防冰负载（40%）、航空电子设备（20%）、照明设备（8%)按重要程度分：关键设备或最重要设备（影响飞机飞行安全）通常采用4余度供电，即两套独立的主电源，一套备用电源，一套应急电源。重要设备（影响飞机人员安全占50%左右）通常采用3余度供电，即两套主电源和一套备用电源。通用设备及厨房设备（厨房加热占40%左右）是单发飞行或起动主发时的卸载对象。
4、供电方式：
多电源直流供电系统一般采用并联供电方式，多电源的恒频交流电源系统有两种供电方式：单独供电和并联供电。
5、 飞机电网结构及特点：
直流电网：单线制，机体作负线。
交流电网：
A以机体为中线的三相四/三线制。有两种规格的电压：相电压115V和线电压200V，较安全。
B无中线的三相三线制。 负载只能接一种电压为线电压200V，故障时比较危险。
6、恒频交流电源系统的主要参数：
115V/200V，400Hz三相交流正弦波。
——U：考虑因素：重量、电网允许电压降、导线强度、人员安全性、绝缘强度等因素。
① 电压越高，电网重量越轻；
② 导线细，线路压降大；导线截面积受机械强度限制，电压太高也无益处；
③ 电压太高，绝缘材料重量增加，熄弧困难
④ 人员的安全性差。
——f：考虑因素：电磁设备重量、尺寸及性能、继承性等
① 对于变压器、互感器等静止电磁设备，提高频率可以减小铁芯体积、重量；
② 对发电机、电动机等旋转电机，有一个最佳频率值。频率取400Hz较为合适。
对于旋转电机：当f↑→磁极对数↑，铁损耗↑→体积重量↑。
——三相制优点：
① 三相发电机体积小，功率大；
② 三相电源有相、线两个电压；
③ 三相异步机优于单相异步机。
——正弦波：电磁元件损耗小，电磁干扰小。
7、 低压直流电源系统的主要缺点：
A随着电源容量的增加，低压直流电源系统的重量也在增大。
B高速飞行时，直流发电机的冷却问题也难以解决。
C主电源为直流电源，则二次电源为变流机/变流器：效率低，体积重量大；且交流电用量大（占95%以上），使变换设备增多。
8、飞机交流电源系统的主要优点：
A电压提高，使重量减轻。
B无电刷和换向器，不存在电刷磨损问题；且可采用喷油冷却方式，能适应高空、高速飞行的要求。
C交流电能容易变换，没有旋转部件，重量轻，体积小，效率高。
飞机电源系统的经典问答
1、飞机电源系统的组成部分是什么？
飞机电源系统由主电源、辅助电源、应急电源、二次电源及地面电源插座等构成。
2、什么是飞机主电源？什么叫二次电源？
主电源是指由飞机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。分为直流和交流两类，它取决于发电机的类别。
二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能，以满足不同用电设备的需要。
3、辅助电源有哪些？飞机在地面，主电源不工作时由什么电源供电？
辅助电源有航空蓄电池和辅助动力装置驱动的发电机。飞机在地面，主电源不工作时，机上用电设备由辅助电源或机场地面电源供电。
4、常用应急电源有哪些？什么时候使用？向谁供电？
应急电源有航空蓄电池和冲压空气涡轮发电机。飞机飞行中若全部主电源发生故障时，则由应急电源供电。由于应急电源容量较小，只能向飞机上的重要用电设备供电，以保证飞机紧急着陆或返航。
5、什么是二次电源？二次电源有哪些？
二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能，能满足不同用电设备的需要。
在低压直流电源系统中，二次电源有旋转变流机，静止变流器等，可以将28V的低压直流电变换为115V/400Hz的单相交流电。
在交流电源系统中，二次电源主要有变压整流器和变压器（TRU），可以将三相交流电变换为低压直流电。
6、飞机电源系统的主要类型有什么？
飞机电源系统的主要类型有低压直流电源系统、变速变频交流电源系统、恒速恒频交流电源系统以及新型的变速恒频交流电源系统和高压直流电源系统。
7、低压直流电源系统的有什么特点（优缺点）？
优点：
可以兼作起动发电机，减轻机载设备的重量。
缺点：
1）、电压低，电流大，因此发电机及馈线重量大。
2）、高空性能差。（因为高度上升，空气稀薄，电刷和换向器磨损加大，寿命低。速度增大，气流温度上升，直流发电机用迎风冲压气流冷却，故散热差。
3）、功率变换设备（DC――AC）复杂，效率低。
8、飞机交流电源系统的频率参数为什么选择为400Hz？
频率的高低与电磁元件的重量、尺寸及性能等因数有关：
1）、影响电磁设备的重量：
对变压器/互感器，频率提高可减轻重量（减小铁芯体积）
对旋转电机，频率提高可减小重量。在400Hz左右重量最小。
2）、对开关设备，400Hz时交流电弧易熄弧。
