tc531000ap变速恒频与恒速恒频电源系统供电质量对比,270v高压直流电源系统.

与恒频交流电源系统相比，采用270v高压直流电源系统具有发电效率高、发电和配电系统重量轻，航空电子设备的电源装置重量轻，可靠性高，易实现不中断供电及寿命周期费用低等优点．

根据美国对大型运输机供电系统的研究结果可知,高压直流电源系统的综合性能、可罪性、维修性和重量指标都是最好的,因而这是一种很有吸引力的电源系统。

但目前还不会在干线飞机上全面采用高压直流电源系统。因为这样做涉及到供电体制的改变问题,将会出现一个大量更换用电设各或为现有用电设各添加许多功率变换器的局面。因而,在干线飞机上首先考虑的方案是在一些必要的场合局部采用高压直流电,如仅在飞行控制系统部分采用高压直流供电。

交流电源系统的主要优缺点,由前述可知,随着机上用电设各的增多,电源系统的容量也在成倍地增长。低压直流电源系统已不能满足容量及飞行性能的要求,因此在大型运输机上,低压直流电源系统已逐步被交流电源系统所取代。

低压直流电源系统存在的缺点,随着电源容量的增加,低压直流电源系统的重量也在增大现代大中型飞机上的电源容量增加了几百倍,如果仍采用低压直流电源系统,则发电系统和配电系统的重量将会增大很多。对发电机来说,由于受换向条件的限制,使得有电刷的直流发电机电压及转速都不能太高。因此只能以加大电枢电流的方式来提高容量,从而导致了发电机的体积和重量的增大。例如,功率为18kw的航空直流发电机重量为41.5kg,而喷油冷却的60kva航空交流发电机,其重量只有17kg左右。

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,现代大型喷气式飞机的飞行高度达10000m以上。随着高度的增加,空气变得稀薄,水蒸气含量急剧减少,使直流发电机的电刷磨损加剧,换向条件恶化。同时,在高速飞行条件下,直流发电机的冷却问题也难以解决,因为直流发电机常采用迎面气流风冷,而当飞机高速飞行时,迎面气流温度高达100~200℃,采用风冷会显著降低发电机的输出功率。直流发电机由于电刷与换向器的存在,不能采用油冷,所以其冷却问题较难解决。

功率变换设各复杂、效率低,在以直流电为主电源的飞机上,需要把相当一部分低压直流电变换为不同电压等级的直流电及交流电,这就需要通过频率变换装置或变流机组进行变换,而这些装置的效率低,体积重量大。尤其是现代大型飞机上使用交流电的设备越来越多,若仍采用低压直流电源作为主电源,变换设各也将增多,会使电源设各重量大大增加。

飞机交流电源系统的主要优缺点,可以提高额定电压,使供电系统重量减轻交流电源系统大多采用无刷交流发电机,没有换向问题,因而,发电机的额定电压可大大提高,从而使发电及配电系统的重量大大减轻。

能适应高空、高速飞行的要求,无刷交流发电机没有电刷和换向器,因而在高空飞行时不存在电刷磨损问题。同时,无刷交流发电机可以采用喷油冷却方式,能够适应高速飞行的要求。

交流电能容易变换,在交流电源系统中,利用变压器及变压整流器可以方便地得到不同等级的交流电和直流电。这些变换装置没有旋转部件,重量轻、体积小、效率高、工作可靠,而且现代飞机上的直流负载容量只占总容量的5%~10%,因此,所需的变换装置少、损耗小。

总之,交流电源系统比低压直流电源系统更能适应现代大中型飞机的要求。目前采用较多的是带有恒速传动装置的恒速恒频交流电源系统。

但交流电源系统也有缺点,主要表现在:

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。

交流电源系统的控制与保护设各复杂,特别是并联运行时的控制保护更为复杂。

恒速恒频交流电源系统由于有恒速传动装置,无法用来启动发动机,必须另设启动设备。

与交流电源相比,直流电源的控制、保护设各简单,且直流发电机可以用作启动发电机,从而减轻机载设各的重量。因此,低压直流电源系统在小型飞机上仍在广泛使用。目前正在研制的高压直流电源系统及变速恒频交流电源系统有望克服恒速恒频交流电源的缺点,成为飞机电源的发展方向。

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