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飞机电源系统 任课教师：朱继军总学时：80课程类别：考试课/学科主干课第一章 概 述 飞机电气系统 飞机的电源系统 用电设备 电源系统/或发电系统：发电机到电源汇流条之间的部分 输配电系统：电源汇流条到用电输入端的部分 飞机电源系统作用：向飞机上的所有用电设备供电 11 飞机电源系统的组成与发展 一飞机电源系统的组成 1主电源：正常飞行时，给机上全部用电设备供电 类型2辅助电源：飞机在地面时，主电源不工作 类型3应急电源：飞行中若主电源和辅助电源全部失效 类型、特点4二次电源：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 类型5外接电源插座：飞机在机场作地面检查或起动航空发动 机时 注意事项一飞机电源系统的组成 二飞机上的用电设备及其分类（一）按用途分 1电动机构：占总负载的30%左右 2加热和防冰负载：占到总负载的40%左右 3电子设备：占总负载的20%4照明设备：占8%左右 1 当飞机处于不同状态时，电气负载的用电量也不同。一般根据用电量的大小，将整个飞行过程分为几个主要阶段，如飞行前准备（包括地面维护、加油、设备预热等）、发动机起动、滑行、起飞和爬升、巡航、下降着陆和飞行后检查等。2 航前和航后由地面电源或辅助电源供电。由图可见，飞机在起飞与爬升时的用电量最大，因此电源的总容量应按最大用电量选取。（二）按其重要程度分 1关键设备或最重要设备：采用4余度供电 2重要设备：采用3余度供电方式 3通用设备及厨房设备：通常由主电源供电，故障时若主电源容量不够，可以人工或自动卸去一些次要负载 三飞机电源系统的发展概况（机主电源系统的特点及安装容量的发展）1 早期的中、小型飞机：运-5型 2 中型涡轮螺旋桨飞机：运-7、安-24、伊尔-18 3 较早的涡轮喷气式客机：波音707、三叉戟、图-154 4 目前的涡轮喷气式客机：波音747、757及767 12 飞机电源系统的主要类型一低压直流电源系统 二变速变频交流电源系统（VSVF）三混合电源系统 四恒速恒频交流电源系统（CSCF）五变速恒频交流电源系统（VSCF）变速恒频电源系统的供电质量比恒速恒频系统好得多 六270伏高压直流电源系统12 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）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（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。23 直流发电机与蓄电池的并联运行直流发电机与蓄电池的并联运行 在装有单台发电机电源系统的飞机上，发电机常和蓄电池并联在装有单台发电机电源系统的飞机上，发电机常和蓄电池并联运行。发电机正常工作时，向蓄电池充电，保证蓄电池储备充运行。发电机正常工作时，向蓄电池充电，保证蓄电池储备充足的电能。发电机停车或发生故障不能发电时，由蓄电池向负足的电能。发电机停车或发生故障不能发电时，由蓄电池向负载供电，不会发生供电中断的现象。载供电，不会发生供电中断的现象。(连续浮充制供电方式）连续浮充制供电方式）一发电机与蓄电池并联工作时的负载分配一发电机与蓄电池并联工作时的负载分配 1 1）如如果果电电网网上上没没有有接接负负载载，则则有有。此此时时，电电网网电电压压为为U Un n0 0，即即为两条曲线的交点。为两条曲线的交点。2 2）如如果果负负载载电电流流为为I I1 1，则则电电网网电电压压必必然然下下降降为为U Un n1 1，蓄蓄电电池池的的充充电电电电流流从从I Ib b0 0降降为为I Ib b1 1。发发电电机机除除继继续续向向蓄蓄电电池池充充电电外外，还还向向用用电电设设备备供供电，因此发电机的输出电流变为电，因此发电机的输出电流变为I Ia a1 1I Ib b1 1+I I1 1。3 3）负载电流增加到一定值时，电网电压将降低到等于蓄电池的电）负载电流增加到一定值时，电网电压将降低到等于蓄电池的电动势动势E Eb b，充电电流为零，负载电流全部由发电机供给。显然，负载充电电流为零，负载电流全部由发电机供给。显然，负载电流超过上述值后，将由发电机和蓄电池共同承担，电池由充电状电流超过上述值后，将由发电机和蓄电池共同承担，电池由充电状态转为放电状态，电网电压将更低。态转为放电状态，电网电压将更低。1）通常将线路压降限制在）通常将线路压降限制在0.250.25伏以内。伏以内。2 2）调调节节点点调调定定电电压压的的高高低低对对蓄蓄电电池池的的工工作作影影响响很很大大。如如果果调调定定电电压压过过低低，蓄蓄电电池池会会在在负负载载电电流流较较小小的的情情况况下下就就开开始始放放电电。这这样样会会使使电电池池容容量量减减小小，失失去去应应急急电电源源的的作作用用。反反之之，调调定定电电压压太太高高，蓄蓄电电池池一一直直处处于于充充电电状状态态，造造成成能能量浪费。量浪费。3 3）蓄蓄电电池池的的充充放放电电程程度度对对负负载载分分配配影影响响较较大大，如如图图2-2-1313所所示示。在在调调定定电电压压不不变变时时，充充电电不不足足的的蓄蓄电电池池（曲曲线线5 5）与与发发电电机机并并联联，充充电电电电流流会会很很大大。这这不不仅仅会会降降低低电电池池寿寿命命，而而且且会会在在负负载载较较小小时时就就使使发发电电机机过过载载。一一旦旦发发电电机机故故障障不不能能供供电电，蓄蓄电电池池也也不不能能起起应应急急电电源源的的作作用用。因因此此，未充足电的蓄电池不应装机使用。未充足电的蓄电池不应装机使用。注意事项注意事项二蓄电池对电网电压脉动的影响二蓄电池对电网电压脉动的影响 蓄电池的金属极板浸于电解液中，金属与溶液界面的双电层相当于平板电容器，称为双电层电容。由于这一等值电容器（通交隔直）的容量很大，可达法拉级，故有良好的平波作用。三蓄电池对电网电压的镇定作用三蓄电池对电网电压的镇定作用电网中接了蓄电池后，显著降低了电源内阻，因而改变了电能质量电网中接了蓄电池后，显著降低了电源内阻，因而改变了电能质量 1 1）突加载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降加大，）突加载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降加大，发电机端电压降低，蓄电池的充电电流减小；如果电压降得很低，发电机端电压降低，蓄电池的充电电流减小；如果电压降得很低，蓄电池会转入放电状态。这样由于负载电流由发电机和蓄电池共同蓄电池会转入放电状态。这样由于负载电流由发电机和蓄电池共同承担，电网电压下降量必将减小。承担，电网电压下降量必将减小。2 2）突卸负载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降突卸负载时，由于调压器滞后，发电机电枢反应和内阻压降减减小小，发电机端电压，发电机端电压升高升高，蓄电池的充电电流，蓄电池的充电电流增大增大；电网电压；电网电压升高升高量量必将减小。必将减小。Ia=I+Ib共同点：共同点：I变化时，相应改变变化时，相应改变Ib，Ia变化小，变化小，IaR+变化小，变化小，UA 变化小变化小1-1-轴承；轴承；2-2-液压泵传动齿轮液压泵传动齿轮Z Z1111；3-3-可动斜盘；可动斜盘；4-4-轴承；轴承；5-5-球形轴承；球形轴承；6-6-端端部滑块；部滑块；7-7-销片；销片；8-8-柱塞；柱塞；9-9-中心弹簧；中心弹簧；10-10-缸体；缸体；11-11-轴承；轴承；12-12-分油盘；分油盘；13-13-固定固定斜盘；斜盘；14-14-销子；销子；15-15-液压马达输出齿轮液压马达输出齿轮Z Z1212；16-16-弧形槽；弧形槽；17-17-进出油口进出油口