多电飞机与电力电子 民用航空技术交流会.ppt

B787的起动发电机的技术指标 序号 技术指标 单位 数据 1 结构型式 旋转整流器式同步电机 2 额定电压 VAC 230/400 3 额定电流 AAC 361 4 额定频率 Hz 360-800 5 额定功率 kVA 250 6 过载能力 % 125% 5 175% 5 7 功率因数 cosφ 0.75-0.95 8 极对数 3 9 转速 r/min 7200-16000 10 起动转矩 Nm ≮180 11 冷却方式 喷油 12 效率 % 90 13 电机干重 kg 92 14 平均故障间隔时间 h 30000 MEA的电源和用电设备：(1) 电源容量显著增大 B787 VFAC S/G发电机电路图 MEA的电源和用电设备：(1) 电源容量显著增大 B787的APU APU ASGs Installed On APU Rating: 225 kVA Frequency: 360–440 Hz Weight – dry: 122.7 lbs. MTBF: 40,000 FH MTBUR: 30,000 FH Lifting Lug Alignment Pin Input Shaft Scavenge Core Supply Core ASG MEA的电源和用电设备：(1) 电源容量显著增大 结构简单的开关磁阻起动/发电机，互为备份的两个独立的变换器通道 F-35飞机的开关磁阻起动发电机 MEA的电源和用电设备：(1) 电源容量显著增大 F-35飞机的开关磁阻起动发电机技术指标 序号 技术要求 单位 数据 1 电机结构 开关磁阻起动发电机 2 额定电压 VDC 270 3 额定电流 ADC 928 4 额定功率 kW 250 5 过载功率 kW 330 6 工作转速 r/min 13456~22224 7 起动转矩 Nm ≮180 8 冷却方式 空心导体油冷 9 效率 % ≮89 10 重量 kg 46.6（电机本体） 11 平均故障间隔时间 h 20000 MEA的电源和用电设备：(1) 电源容量显著增大 功率大、效率高、体积重量小 要求多种电能（B787 中8种以上） 电能质量要高 不中断供电 内装起动/发电机 MEA的电源和用电设备：(2) 电源的其他特点 MEA的电源和用电设备：(3) 非线性负载显著增加 雷达等通讯设备的脉冲负载特性 EMA和EHA的输入特性曲线 线性负载和恒功率负载的输入特性 电源功率显著增大； 非线性负载显著增加； 电力电子变换器广泛应用； 多微处理器的智能配电系统。 A380、B787、F35等多电飞机的发电系统、二次电源及用电设备和电力电子紧密结合，是电机、机械、电力电子、传感器、控制理论和计算机及通信网络构成的集成机电系统，使多电飞机电气系统有高的可靠性、好的维修性、小的体积重量、低的成本和优良性能。 MEA的电源和用电设备 多电飞机与电力电子： 提纲 多电飞机的诞生 多电飞机的特征 多电飞机的电源和用电设备 DC电源和AC电源系统的比较 南京航空航天大学在航空电源方面的研究 结论 非线性负载使电源畸变， 必须有TRU、ATRU、PFC、APF；电源重量增加。 不易承受能量回馈，B787用耗能电阻或用矩阵变换器、AC/DC/AC变换器 与电能存储设备如蓄电池、超级电容等接口复杂 发电系统重量大，结构复杂。B787 发电机，250kVA，92Kg; F35 发电机 250kW 46.6Kg 交流电网电压降大，损耗大 不易实现并联和不中断供电 交流固态功率控制器结构复杂，损耗大 交流电源飞机离不开28V直流电 DC电源和AC电源的比较：(1)AC电源的缺点 B787 VFAC S/G起动工作系统图 ATRU单向能量流动 自耦变压整流器（ATRU）的电路 波形质量高、过载强、效率高、重量轻 DC电源和AC电源的比较：(1)AC电源的缺点 VFAC电源给调速电动机的供电 耗能电阻防止母线电压升高 反流保护二极管D和SSPC组合实现不中断供电 电源故障；馈线故障；配电线故障；负载故障。 以上4种故障不会导致用电 设备供电中断。 DC电源和AC电源的比较：(1)AC电源的缺点 不能用结构简单使用方便的异步电机和变压器。 二次大战时某些大型飞机使用110V直流电，遇到三个难题： 有刷直流电机高空换向； 开关电器高空断弧； 直流电能变换和电压电流隔离检测。 电工科技发展特别是电力电子学的发展克服了三个难题 1997年装备270V直流电源的F-22飞机升空（主电源 2台65kW无刷直流发电机，辅助电源1台22kW APU ）。 DC电源和AC电源的比较：(2)DC电源的缺点 多电飞机与电力电子： 提纲 多电飞机的诞生 多电飞机的特