航空用電源系統(tǒng)優(yōu)缺點對比

目前，航空用電源系統(tǒng)的種類很多。此次，吉事勵電源廠家詳細介紹了這幾種飛機電源系統(tǒng)的基本概況和發(fā)展歷史，并結(jié)合代表機型分析了各自的特點，探討和比較了各自的優(yōu)缺點。

一、28V低壓直流電源

自1914年第一臺航空直流發(fā)電機在飛機上使用以來，飛機直流供電制經(jīng)歷了九十年的發(fā)展歷程，由開始的6V、12V到現(xiàn)在的28V，低壓直流電源系統(tǒng)還在使用中。

優(yōu)點：

28V低壓直流供電制簡單可靠。

缺點：

一是有刷直流發(fā)電機的工作轉(zhuǎn)速受到限制(一般為4000—9000r/min或7000—13000r/min)，電動機的最大功率也受到限制。他可靠的工作高度也是有限的(一般為0—18000m)，工作壽命也較短，使用維護也不方便。二是電壓低，大功率時輸配電線路重。第二次世界大戰(zhàn)后期，一些大型飛機使用110 V直流電源，但由于高空電機換向困難和高空開關(guān)觸點電弧破碎困難，沒有進一步的發(fā)展。

二、恒速恒頻交流電源

1946年，美國發(fā)明了機械液壓恒速傳動裝置。將發(fā)動機的變化速度轉(zhuǎn)換為恒速后，驅(qū)動交流發(fā)電機，可產(chǎn)生400Hz 115/200V交流電。這就是飛機用恒速恒頻交流電源。

優(yōu)點：

與分開使用恒速傳動裝置和發(fā)電機的系統(tǒng)相比，組合驅(qū)動發(fā)電機更小、更輕。

缺點：

恒速裝置是精密液壓機械，不僅生產(chǎn)制造困難，使用維護也不方便。

三、變速恒頻交流電源

隨著電力電子器件的發(fā)展，變速恒頻交流電源誕生并安裝于70年代。變速恒頻電源由航空發(fā)動機直接驅(qū)動發(fā)電機產(chǎn)生變頻交流電，通過電力電子變換器將變頻交流電轉(zhuǎn)換成400Hz 115/200V交流電，如下圖所示：

優(yōu)點：

電能轉(zhuǎn)換率高，恒速恒頻電源的效率為68~72%，變速恒頻則達80%。變速恒頻電能質(zhì)量高，無頻率暫態(tài)過程。電力電子變換器的安裝位置靈活，可設(shè)置自檢電路，便于維護。變速恒頻電源可實現(xiàn)起動發(fā)電，不需要專門的起動器。

缺點：

由于采用電力電子器件，其過載能力和環(huán)境適應(yīng)能力不如恒速恒頻電源。這一技術(shù)已經(jīng)不能滿足預(yù)期的可靠性要求，近期內(nèi)不再考慮將這一技術(shù)作為民用飛機領(lǐng)域恒頻電源的替代技術(shù)。

四、變頻交流電源

進入21世紀以來，A380和B787采用變頻交流電源，即頻率為360—800Hz的115/200V變頻交流電源，引起了人們的關(guān)注。變頻交流電源的最大優(yōu)點是省去了恒頻交流電源的恒速傳動裝置或電力電子變換器，顯著簡化了飛行器的主電源，使主電源的效率提高到90%左右。

交流發(fā)電機由發(fā)動機附件變速箱殼直接驅(qū)動，無定速傳動裝置(用于恒速恒頻系統(tǒng))和二次轉(zhuǎn)換裝置(用于變速恒頻系統(tǒng))。

優(yōu)點：

結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，功率密度高，可靠性高，成本低，能量轉(zhuǎn)換效率高，易于組成起動機發(fā)電系統(tǒng)。

缺點：

頻率范圍較大，難以滿足機載電子設(shè)備對供電質(zhì)量的要求。為了滿足飛機各種電氣負載的需要，二次電源變換形式多種多樣，飛機配電系統(tǒng)十分復(fù)雜。

五、高壓直流電源

在過去的幾十年里，飛機電氣設(shè)備發(fā)生了重要的變化，其主要特征就是由線性負載向非線性負載的轉(zhuǎn)變。大多數(shù)航空電子設(shè)備的內(nèi)部電源都是由線性電源轉(zhuǎn)換為開關(guān)電源。開關(guān)電源的輸入端是帶電容濾波的整流電路。它具有精確的輸出電壓調(diào)節(jié)，成為一個恒定功率負載。飛機控制和發(fā)動機控制中使用的電液和機電作動器大多是電力電子變換器和電動機的組合。它們與異步電動機驅(qū)動的泵和風機有著質(zhì)的區(qū)別，也是非線性負載。過去，大多數(shù)飛機照明是白熾燈，這是典型的電阻性負載，但現(xiàn)在發(fā)光二極管和高強度氣體放電燈也必須與電力電子變換器相結(jié)合，成為非線性元件。同時，計算機的大量應(yīng)用和軍用飛機靜穩(wěn)性的寬松飛控體系都需要不間斷電源的供電。目前，即使是飛機的恒頻電源也只能實現(xiàn)不間斷變換，遠遠不能滿足不間斷電源的要求。在這種情況下，高壓直流功率電源(HVDC)又重新引起人們的關(guān)注。

270V高壓直流電源的成功應(yīng)用主要取決于三項技術(shù)的突破：

1、無刷直流發(fā)電機和電動機的誕生。

2、非接觸式固態(tài)電器的發(fā)展，通常稱為固態(tài)電源控制器。

3、電源轉(zhuǎn)換器的模塊化和小型化。

高壓直流電源與28V低壓直流電源一樣簡單可靠，適用于非線性負載。

以上幾種航空用的電源系統(tǒng)，吉事勵都有生產(chǎn)，十多年生產(chǎn)經(jīng)驗，質(zhì)量可以保證，價格便宜，性價比高，免費出方案和報價，一對一服務(wù)，售后有保證。

審核編輯：湯梓紅