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新型飞机电气设备

来源:www.cnsspc.com 作者:韦克威科技 时间:2022-04-25 09:17:53 点击:70次

在电工科技突破的基础上研制成功十量新型电气设备,它们在飞机上的成功应用,显著地提高了飞机电气系统的可靠性、维修性和电气性能,提高了能量转换的效率,减轻了体积重量,提高了环境的适应能力。

1.新型航空电机

20世纪50年代,旋转整流器式无刷交流发电机研制成功,首先在B707飞机上得到使用,输出电压为115/200 V,频率为400 Hz,电机转速为6 000 r/min。在F-5、全球快车等飞机上用的变频无刷交流发电机、在F- 18飞机上使用的变速恒频交流电源的高频高速(>3000Hz)6相旋转整流器式无刷交流发电机、B737- 500飞机变速恒频电源和F-22飞机270V高压直流电源的65 kW无刷直流发电机、B787飞机250kV●A变频交流起动/发电机都是旋转整流器式400 Hz无刷交流发电机的衍生品。

20世纪80年代开发的开关磁阻电动机逐渐演变为开关磁阻起动/发电机,使磁阻电机第一次在 飞机上得到应用(F -35飞机)。同样,具有磁阻电机特性的双凸极起动/发电机也于2011年在国产某型无人机上应用。

20世纪60年代无刷直流电动机开始在飞机上应用。20 世纪80年代交流伺服电动机及由其组成的机电作动机构(EMA)和电液作动机构(EHA)在军用飞机和民用飞机A320、A380上使用。转速为每分钟数万转的高速电动机应用在B787飞机的电动环境控制系统中。

2.高效率静止电能变换器

20世纪60年代,静止变流器在28 V直流电源的飞机和直升机上开始应用。与旋转变流机相比,静止变流器的电能转换效率从50%增加到90%,功率密度提高一倍以上,电能质量大幅度提高。随着航空电子的发展,以DC/DC变换器为核心的开关电源、模块电源在航空电子设备内部电源中得到了广泛应用。在交流电源为主电源的飞机上都配有变压整流器TRU,自耦变压器整流器ATRU是伴随着多电飞机诞生的高效率高功率密度AC/DC变换器。

功率因数校正器PFC和有源滤波器APF伴随着功率电子装置在交流电源的飞机上得到应用。

3. 固态电器和混合式电器

在F- 22、F- 35、B787飞机上广泛使用了固态功率控制器SSPC,这是集开关电器、保护电器和遥控电器于一身的智能型固态电器。与此同时,由电磁式接触器与固态电器组合而成的混合式功率控制器也得到应用。电气负载控制器(ELCU)是更早在飞机上应用的智能化功率电磁电器,具有过流、差动、过温等保护功能,显著地提高了交流电网的可靠性,延长了生命力。

4. 发电机控制器(GCU)、汇流条功率控制器(BPCU)和数据总线

20世纪80年代初,进人航线的B757、B767飞机上开始应用内嵌入微型计算机的发电机控制器(GCU)、汇流条功率控制器(BPCU)和数据总线(A429、A629)。军用飞机早在20世纪70年代就应用了微机控制器和1553B数据总线。航空电子和机电系统的综合化成为飞机提高性能的重要手段。在B777飞机上电气负载管理中心(ELMS)实现了负载的自动管理,成为智能配电系统。从电传操纵(flybywire)到飞行控制用机电和电液作动(flybypower)是电气系统渗透到飞控系统的标志。

5.新型航空电源

F- 18C/D飞机装备两台40/45 kV●A VSCF电源,F - 18E/F飞机装备两台60/65kV● A VSCF电源。该电源为交-交型VSCF电源,高频六相发电机产生的变频交流电通过晶闸管交-交变频器直接转变为400 Hz交流电。

B777飞机的20kV●A VSCF电源和MD-95飞机的75/90kV●A VSCF电源是交流发电机与交-直-交型电能变换器的组合。变换器先将变频交流电转为直流电,然后通过脉宽调制型逆变器(B777)或阶梯波合成型逆变器(MD-95)将直流电转换为400Hz交流电。它们是发电机、功率电子变换器和微机控制器构成的新型飞机电源的范例。

F-35飞机的开关磁阻起动/发电机也是电工科技发展的成功范例。

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