机载电源作为航空领域的关键技术,其发展历程见证了航空工业的不断进步与创新。从早期的简单电源系统到如今高度复杂、智能化的综合能源供应网络,机载电源在技术上经历了多次重大变革。30KW机载电源的相关知识也可以到网站具体了解一下,有专业的客服人员为您全面解读,相信会有一个好的合作!https://www.coralnewenergy.com/
早期的机载电源主要以低压直流电源为主,这种电源系统在20世纪40年代趋于成熟。它由航空发动机直接传动的直流发电机和控制保护器等组成,调定电压为28.5V,发电机额定容量有3、6、9、12KW等几种,相应的额定电流分别为100、200、300和400A。二次电源则由旋转变流机或静变流器把低压直流电转变为单相或相交流电,应急电源采用航空蓄电池。这种电源系统主要应用于运 - 5、立 - 2、伊尔 - 14及C - 46等小型飞机,在30座以下的小型支线飞机上普遍采用。
随着航空技术的发展,对电源容量和性能的要求不断提高,变频交流电源系统应运而生。当交流同步发电机通过变速器直接由飞机发动机传动时,发出的交流电是变频交流电。这种电源系统不需要恒速传动装置,结构简单、重量轻、可靠性高。但由于喷气式发动机的转速变化范围可达3∶1,其发出的交流电只能供加温、照明等对频率没有要求的设备使用。若要满足某些需要恒频交流电的设备,还需要另加变换装置,增加了设备重量。因此,变频交流电源更适用于装有涡轮螺旋桨发动机的飞机,因为这种发动机的转速变化范围小,交流电的频率变化范围也较小,且支线飞机上要求高质量供电的设备较少。由低压直流和变频交流电源组成的混合供电系统在支线飞机上得到了广泛应用,在较大的支线飞机上采用混合供电系统可以更经济,其发展方向是采用微处理器型的发电机控制保护装置和混流条功率控制装置,以现电网的监控和保护,同时进一步减轻重量,降低维修费用。
恒速恒频交流电源系统是航空电源发展中的一个重要里程碑。该系统的发电机通过恒速传动装置(CSD)由飞机发动机传动,可以发出频率为400Hz、电压为115/200V的恒频交流电。恒频交流发电机的额定容量有30、40、60、90、120kVA等数种,辅助电源为辅助动力装置驱动的交流发电机,应急电源有蓄电池、静变流器和冲压空气涡轮发电机,二次电源为变压整流器。这种电源系统采用了组合驱动发电机、微处理器式发电机控制保护组件及汇流条功能控制功能,具有重量轻、体积小、可靠性高等点,且控制组件采用模块式设计并具有机内自检功能,维修性得到改善。然而,由于恒速传动装置结构复杂、成本高、维护困难等原因,近年来航空工业界把不采用恒速传动装置的恒频交流电源的研制作为重点研究课题,电力电子技术的发展使变速恒频电源进入用阶段,如MD - 90型飞机即采用变速恒频电源作为主电源。变速恒频电源系统与恒速恒频电源系统可以互换,不需要改变配电和用电部分,用性强,且维护费用低,寿命周期费用低。
随着机上用电设备的增多,电源系统的容量也在成倍增长,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。而270V高压直流电源系统则凭借其发电效率高、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、易现不中断供电及寿命周期费用低等点,成为一种很有吸引力的电源系统。不过,在干线飞机上全面采用高压直流电源系统还面临一些问题,因为这涉及到供电体制的改变,需要大量更换用电设备或为现有用电设备添加许多功率变换器。因此,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。
进入21世纪,随着“更多电气化飞机”(MEA)和新型电动推进技术的兴起,航空机载逆变电源成为能量转换和调控的核心部件。它不仅承担着将直流电转换为交流电的基本任务,更是连接动力系统、航电设备和机载信息网络的关键枢纽,直接影响到飞机的可靠性、效率以及作战或运行能力。航空机载逆变电源具有“高功率密度”“高效率”“高可靠性”和“适航标准”四大技术特征,一般采用高频PWM(脉宽调制)技术和IGBT(绝缘栅双极晶体管)模块,可以现96% - 99%的能量转换效率。其DC - AC变换过程包括输入滤波和稳压、功率开关调制、滤波以及控制与反馈等关键步骤,确保输出稳定、符合航空电子设备要求的交流电。
未来,机载电源将朝着更高性能、更智能化的方向发展。SiC与GaN功率器件将主导市场,第代半导体器件的应用将进一步提高机载电源的转换效率、减轻重量、降低散热成本。全电飞机的发展将对机载电源提出更高的要求,推动其向高能量密度、充、耐高温等方向发展。数字孪生与预测维护系统的集成将成为机载电源管理的重要手段,通过时监测和数据分析,现故障预测和预防性维护,提高电源系统的可靠性和使用寿命。此外,模块化、标准化设计将使机载电源更易于在不同型号飞机、人机、eVTOL、卫星之间互换和集成,降低设计与维护成本,提升系统升级的灵活性。智能控制技术的融入,如在线状态监测、健康预测、远程维护和AI辅助故障分析,将显著提升飞行器电气系统的可用性、可靠性与运维效率,降低全寿命周期成本。
小黑屋|手机版|Archiver|气功人网
( 苏ICP备12036507号-1 )
苏公网安备32100302010304号
GMT+8, 2025-12-14 21:16
Powered by Discuz! X3.2
© 2001-2013 Comsenz Inc.