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文檔簡介

多電飛機與電力電子南京航空航天大學民用航空技術交流會嚴仰光,張方華多電飛機與電力電子南京航空航天大學民用航空技術交流會嚴仰光多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南航大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生21世紀初的三種新飛機A380歐洲空客公司B787美國波音公司F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機21世紀初的三種新飛機A380B787F-3521世紀初的三A380歐洲空客公司

空機重量:280,000公斤最大載客量:555-853人四發,雙通道,雙層發動機:4臺渦輪風扇噴氣式

發動機

-羅爾斯-羅伊斯公司Trent900-發動機聯盟GP720021世紀初的三種新飛機21世紀初的三種新飛機A380歐洲空客公司空機重量:280,000公斤21

空機重量:115,000公斤載客量:210~330人雙發,雙通道發動機:

-通用電氣GEnx-勞斯萊斯(Rolls-Royce)Trent100021世紀初的三種新飛機B787美國波音公司21世紀初的三種新飛機空機重量:115,000公斤21世紀初的三種新飛機B786F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機

空機重量:13,020公斤

標準的武器配備:2枚空空彈和2枚JDAMPratt&WhitneyJSF119-611加力渦扇發動機21世紀初的三種新飛機6F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機空機重量多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南航大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生多電飛機的特征:概要多電發動機是多電飛機技術的核心不提取發動機的壓縮空氣取消或簡化附件傳動機匣采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統電能代替集中式的液壓、氣壓能、機械能多電飛機的特征:概要多電發動機是多電飛機技術的核心多電飛機的特征:傳統飛機的能量分配電能,航電、照明、風機、娛樂等氣壓能,高溫高壓空氣用于座艙增壓、防冰和環控液壓能,舵面、起落架、艙門等操縱機械能,發電機、燃油和滑油泵推力多電飛機的特征:傳統飛機的能量分配電能,氣壓能,液壓能,舵面提取發動機壓縮空氣

電氣加溫和防冰設備;電動飛機環境控制系統(增壓,溫度和濕度的調節);提取軸馬力比引氣更省燃油。多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取發動機壓縮后的空氣提取發動機壓縮空氣電氣加溫和防冰設備;多電飛機的優點多電飛大大提高可靠性多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取發動機壓縮后的空氣大大提高可靠性多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取多電飛機的優點是一個復雜的齒輪傳動裝置;將發動機的機械能傳到各設備;包括滑油泵、燃油泵、液壓泵、發電機、起動機。附件機匣多電飛機的特征:(1-2)簡化或取消附件機匣B787——簡化附件機匣,附件機匣上僅有起動發電機F-35的IPU——取消附件機匣,起動發電機和發動機組合于一體。簡化或取消附件機匣,省去了空氣或燃氣起動機及相關設備。多電飛機的優點是一個復雜的齒輪傳動裝置;附多電飛機的特征:(IPU和內裝起動發電機采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統,可靠性高多電飛機的特征:(1-3)采用氣浮/磁浮軸承IPU和內裝起動發電機采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統,可靠機械能液壓能氣壓能電能多電飛機的特點現有飛機的二次能源多電飛機的二次能源氣壓能機械能液壓能電能電能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替機械能多電飛機的特點現有飛機的二次能源多電飛機的二次能源氣壓序號使用電能設備名稱1230V360-800HzAC環境控制系統循環風扇2230V360-800HzAC冰箱電動壓縮機3115V360-800HzAC設備冷卻風扇4115V360-800HzAC冰箱電動壓縮機5230V360-800HzAC燃料泵628VDC燃料泵B787使用的變頻交流和28V直流電動機氣壓能和機械能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號使用電能設備名稱1230V360-800HzAC序號設備名稱數量單臺功率/kW總功率/kW1電動液壓泵4753002電動壓氣機4753003電動風扇225504制氮電動機15050調速電動機總功率700B787大功率調速電動機氣壓能和機械能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號設備名稱數量單臺功率/kW總功率/kW1電動液壓泵475電動環境控制系統壓氣機氣壓能和機械能電動環境控制系統壓氣機多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替電動環境控制系統壓氣機氣壓能和機械能電動環境控制系統壓氣機多集中式飛機液壓能源的替代飛機舵面和其它機構的操縱集中式液壓系統機電作動機構或電液作動機構提高飛機的可靠性生命力和經濟性附件機匣傳動的液壓泵和飛機的液壓管路多電飛機的優點多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替集中式飛機液壓能源的替代飛機舵面和其它機構的操縱集中式液壓系序號部件名稱作動面積/m2作動功率/kW總功率/kW1副翼6×46×6362升降舵6×126×10603方向舵2×202×10204配平20550505襟翼與阻力板1501506起落架1751757機輪剎車和轉向控制998作動系統總功率550A380飛機的操縱部件和作動功率集中式飛機液壓能源的替代多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號部件名稱作動面積/m2作動功率/kW總功率/kW1副翼6機電作動機構EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動機構多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替機電作動機構EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動機構多電液作動機構EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動機構多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替電液作動機構EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動機構多ControlsOutputFilterCommonMotorStartController(CMSC)大功率調速電機控制器集中式飛機液壓能源的替代多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替大功率調速電機控制器ControlsOutputFilterCommonMo多電飛機的特征:總結多電發動機是多電飛機技術的核心不提取發動機的壓縮空氣取消或簡化附件傳動機匣采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統電能代替集中式的液壓、氣壓能、機械能多電飛機是飛機技術的全局性優化簡化了飛機和發動機結構,迎風面積小,節省能源減少了地面支援設備改善了飛機的可靠性、維護性、生命力和經濟性多電飛機的特征:總結多電發動機是多電飛機技術的核心多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生910kVA1460kVA250kW多電飛機的特點MEA的電源總容量:MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A3802×2254×2502010163B787F-3531.82007250kWIPU*MEA的電源總容量提升5倍以上910kVA1460kVA250kW多電飛機的特點MEA的電2×1204×1502007560A380790/115*4×75/90*1990275/365A3406903×100/120*1990273MD-11560kVA+12kW4×601983151伊爾-764903×901971259DC-1032×75/904×75/90*1980/1985362-394B747-300/4002主電源為IDG,輔助電源為APU**輔助電源為雙輸出多電飛機2×604×601970362-394B747-2001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機型號序號多發動機客機電源額定功率**輔助動力裝置與發電機組合*恒速恒頻電源115/200VAC400Hz組合傳動發電機IDG,75/90中75為額定功率,50%過載和100%過載以75kVA計,為112.5kVA和150kVA,90kVA時可長期工作。MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A380790/115*4多電飛機2×2254×2502010163B787420kVA為變速恒頻電源1202×120kVA+20kVA1995229B7773902×75/901982159B7672主電源為IDG,輔助電源為APU902×75/901983150A310-3001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機型號序號雙發動機客機電源額定功率MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大多電飛機2×2254×2502010163B787420k序號飛機型號發動機數最大起飛重量/t始用日期主電源功率/kVA輔助電源功率/kVA備注1F-15C23019742×40/50主電源為IDG2F-161161978405應急電源為5kVA3幻-200011719832020kVA為變速恒頻電源4蘇-272342×305F-2222719972×65kW22kW主電源和輔助電源270VDC6F-35131.82007250kWIPU*270VDC多電飛機*IPU組合動力裝置是APU和應急動力裝置EPU的組合。戰斗機電源額定功率MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大序號飛機發動機數最大起飛重量/t始用日期主電源輔助電源備注1Rating:250kVAFrequency:360–800HzWeight–dry:203lbsMTBF:30,000FHMTBUR:20,000FHB787的起動發電機(VFSG)MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大Rating:250kVAB787的起動發電機(VFSGB787的起動發電機的技術指標序號技術指標單位數據1結構型式旋轉整流器式同步電機2額定電壓VAC230/4003額定電流AAC3614額定頻率Hz360-8005額定功率kVA2506過載能力%125%5'175%5''7功率因數cosφ0.75-0.958極對數39轉速r/min7200-1600010起動轉矩Nm≮18011冷卻方式噴油12效率%>9013電機干重kg9214平均故障間隔時間h30000MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787的起動發電機的技術指標序號技術指標單位數據1結構型式B787VFACS/G發電機電路圖MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787VFACS/G發電機電路圖MEA的電源和用電設備B787的APUAPUASGsInstalledOnAPURating:225kVAFrequency:360–440HzWeight–dry:122.7lbs.MTBF:40,000FHMTBUR:30,000FHLiftingLugAlignmentPinInputShaftScavengeCoreSupplyCoreASGMEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787的APUAPUASGsInstalledRati結構簡單的開關磁阻起動/發電機,互為備份的兩個獨立的變換器通道F-35飛機的開關磁阻起動發電機MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大結構簡單的開關磁阻起動/發電機,互為備份的兩個獨立的變換器通F-35飛機的開關磁阻起動發電機技術指標序號技術要求單位數據1電機結構開關磁阻起動發電機2額定電壓VDC2703額定電流ADC9284額定功率kW2505過載功率kW3306工作轉速r/min13456~222247起動轉矩Nm≮1808冷卻方式空心導體油冷9效率%≮8910重量kg46.6(電機本體)11平均故障間隔時間h20000MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大F-35飛機的開關磁阻起動發電機技術指標序號技術要求單位數據功率大、效率高、體積重量小要求多種電能(B787中8種以上)電能質量要高不中斷供電內裝起動/發電機MEA的電源和用電設備:(2)電源的其他特點功率大、效率高、體積重量小MEA的電源和用電設備:(2)電MEA的電源和用電設備:(3)非線性負載顯著增加雷達等通訊設備的脈沖負載特性EMA和EHA的輸入特性曲線線性負載和恒功率負載的輸入特性MEA的電源和用電設備:(3)非線性負載顯著增加雷達等通訊電源功率顯著增大;非線性負載顯著增加;電力電子變換器廣泛應用;多微處理器的智能配電系統。A380、B787、F35等多電飛機的發電系統、二次電源及用電設備和電力電子緊密結合,是電機、機械、電力電子、傳感器、控制理論和計算機及通信網絡構成的集成機電系統,使多電飛機電氣系統有高的可靠性、好的維修性、小的體積重量、低的成本和優良性能。MEA的電源和用電設備電源功率顯著增大;MEA的電源和用電設備多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生非線性負載使電源畸變,必須有TRU、ATRU、PFC、APF;電源重量增加。不易承受能量回饋,B787用耗能電阻或用矩陣變換器、AC/DC/AC變換器與電能存儲設備如蓄電池、超級電容等接口復雜發電系統重量大,結構復雜。B787發電機,250kVA,92Kg;F35發電機250kW46.6Kg交流電網電壓降大,損耗大不易實現并聯和不中斷供電交流固態功率控制器結構復雜,損耗大交流電源飛機離不開28V直流電DC電源和AC電源的比較:(1)AC電源的缺點非線性負載使電源畸變,必須有TRU、ATRU、PFC、APB787VFACS/G起動工作系統圖ATRU單向能量流動自耦變壓整流器(ATRU)的電路波形質量高、過載強、效率高、重量輕DC電源和AC電源的比較:(1)AC電源的缺點B787VFACS/G起動工作系統圖自耦變壓整流器(ATVFAC電源給調速電動機的供電耗能電阻防止母線電壓升高反流保護二極管D和SSPC組合實現不中斷供電電源故障;饋線故障;配電線故障;負載故障。以上4種故障不會導致用電設備供電中斷。DC電源和AC電源的比較:(1)AC電源的缺點VFAC電源給調速電動機的供電反流保護二極管D和SSPC組合不能用結構簡單使用方便的異步電機和變壓器。二次大戰時某些大型飛機使用110V直流電,遇到三個難題:有刷直流電機高空換向;開關電器高空斷弧;直流電能變換和電壓電流隔離檢測。電工科技發展特別是電力電子學的發展克服了三個難題1997年裝備270V直流電源的F-22飛機升空(主電源2臺65kW無刷直流發電機,輔助電源1臺22kWAPU)。DC電源和AC電源的比較:(2)DC電源的缺點不能用結構簡單使用方便的異步電機和變壓器。DC電源和AC電源多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生航空電源的研究工作:(1)起動發電系統電勵磁雙凸極發電機系統整流器調壓器提出電勵磁雙凸極直流電機,適用于起動/發電場合,具有電勵磁電機控制簡單、開關磁阻電機結構簡單的優點。定子轉子電樞繞組勵磁繞組航空電源的研究工作:(1)起動發電系統電勵磁雙凸極發電機系航空電源的研究工作:(2)二次電源

輸入:27VDC輸出:單相115V/400Hz功率:1000VA123研制成功20W-10kW功率等級的多種靜止變流器。航空電源的研究工作:(2)二次電源輸入:27VDC輸出:多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究展望與結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生多電飛機對電氣設備提出了更高的要求惡劣環境下工作的能力,如內裝起動發電機更高的可靠性、更小的體積重量電能管理與熱管理穩態功率的管理瞬態功率的管理嚴峻的熱管理挑戰全電化:節能環保多電飛機對電氣設備提出了更高的要求惡劣環境下工作的能力,如內多電飛機與電力電子:

總結

多電發動機是多電飛機的核心技術,取消引氣大幅度降低了燃料消耗;液壓能、機械能等被電能替代,同時簡化了機載和保障系統,實現了飛機技術的全局性優化。多電飛機的電源功率顯著增加,非線性負載顯著增加,并具有持續增加的趨勢。與AC電源系統相比,DC電源系統具有較大的優勢。多電飛機在高功率密度的發電技術、功率變換技術、配電技術、能量管理和熱管理等方面提出了更大的挑戰,是電氣學科,尤其是電力電子技術的重要機遇。多電飛機與電力電子:總結多電發動機是多電飛機的核心技術,謝謝!南京航空天大學江蘇省航空學會民用航空技術交流會謝謝!南京航空天大學民用航空技術交流會多電飛機與電力電子南京航空航天大學民用航空技術交流會嚴仰光,張方華多電飛機與電力電子南京航空航天大學民用航空技術交流會嚴仰光多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南航大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生21世紀初的三種新飛機A380歐洲空客公司B787美國波音公司F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機21世紀初的三種新飛機A380B787F-3521世紀初的三A380歐洲空客公司

空機重量:280,000公斤最大載客量:555-853人四發,雙通道,雙層發動機:4臺渦輪風扇噴氣式

發動機

-羅爾斯-羅伊斯公司Trent900-發動機聯盟GP720021世紀初的三種新飛機21世紀初的三種新飛機A380歐洲空客公司空機重量:280,000公斤21

空機重量:115,000公斤載客量:210~330人雙發,雙通道發動機:

-通用電氣GEnx-勞斯萊斯(Rolls-Royce)Trent100021世紀初的三種新飛機B787美國波音公司21世紀初的三種新飛機空機重量:115,000公斤21世紀初的三種新飛機B7855F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機

空機重量:13,020公斤

標準的武器配備:2枚空空彈和2枚JDAMPratt&WhitneyJSF119-611加力渦扇發動機21世紀初的三種新飛機6F-35美國洛·馬公司21世紀初的三種新飛機空機重量多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南航大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生多電飛機的特征:概要多電發動機是多電飛機技術的核心不提取發動機的壓縮空氣取消或簡化附件傳動機匣采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統電能代替集中式的液壓、氣壓能、機械能多電飛機的特征:概要多電發動機是多電飛機技術的核心多電飛機的特征:傳統飛機的能量分配電能,航電、照明、風機、娛樂等氣壓能,高溫高壓空氣用于座艙增壓、防冰和環控液壓能,舵面、起落架、艙門等操縱機械能,發電機、燃油和滑油泵推力多電飛機的特征:傳統飛機的能量分配電能,氣壓能,液壓能,舵面提取發動機壓縮空氣

電氣加溫和防冰設備;電動飛機環境控制系統(增壓,溫度和濕度的調節);提取軸馬力比引氣更省燃油。多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取發動機壓縮后的空氣提取發動機壓縮空氣電氣加溫和防冰設備;多電飛機的優點多電飛大大提高可靠性多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取發動機壓縮后的空氣大大提高可靠性多電飛機的優點多電飛機的特征:(1-1)不提取多電飛機的優點是一個復雜的齒輪傳動裝置;將發動機的機械能傳到各設備;包括滑油泵、燃油泵、液壓泵、發電機、起動機。附件機匣多電飛機的特征:(1-2)簡化或取消附件機匣B787——簡化附件機匣,附件機匣上僅有起動發電機F-35的IPU——取消附件機匣,起動發電機和發動機組合于一體。簡化或取消附件機匣,省去了空氣或燃氣起動機及相關設備。多電飛機的優點是一個復雜的齒輪傳動裝置;附多電飛機的特征:(IPU和內裝起動發電機采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統,可靠性高多電飛機的特征:(1-3)采用氣浮/磁浮軸承IPU和內裝起動發電機采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統,可靠機械能液壓能氣壓能電能多電飛機的特點現有飛機的二次能源多電飛機的二次能源氣壓能機械能液壓能電能電能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替機械能多電飛機的特點現有飛機的二次能源多電飛機的二次能源氣壓序號使用電能設備名稱1230V360-800HzAC環境控制系統循環風扇2230V360-800HzAC冰箱電動壓縮機3115V360-800HzAC設備冷卻風扇4115V360-800HzAC冰箱電動壓縮機5230V360-800HzAC燃料泵628VDC燃料泵B787使用的變頻交流和28V直流電動機氣壓能和機械能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號使用電能設備名稱1230V360-800HzAC序號設備名稱數量單臺功率/kW總功率/kW1電動液壓泵4753002電動壓氣機4753003電動風扇225504制氮電動機15050調速電動機總功率700B787大功率調速電動機氣壓能和機械能多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號設備名稱數量單臺功率/kW總功率/kW1電動液壓泵475電動環境控制系統壓氣機氣壓能和機械能電動環境控制系統壓氣機多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替電動環境控制系統壓氣機氣壓能和機械能電動環境控制系統壓氣機多集中式飛機液壓能源的替代飛機舵面和其它機構的操縱集中式液壓系統機電作動機構或電液作動機構提高飛機的可靠性生命力和經濟性附件機匣傳動的液壓泵和飛機的液壓管路多電飛機的優點多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替集中式飛機液壓能源的替代飛機舵面和其它機構的操縱集中式液壓系序號部件名稱作動面積/m2作動功率/kW總功率/kW1副翼6×46×6362升降舵6×126×10603方向舵2×202×10204配平20550505襟翼與阻力板1501506起落架1751757機輪剎車和轉向控制998作動系統總功率550A380飛機的操縱部件和作動功率集中式飛機液壓能源的替代多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替序號部件名稱作動面積/m2作動功率/kW總功率/kW1副翼6機電作動機構EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動機構多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替機電作動機構EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動機構多電液作動機構EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動機構多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替電液作動機構EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動機構多ControlsOutputFilterCommonMotorStartController(CMSC)大功率調速電機控制器集中式飛機液壓能源的替代多電飛機的特征:(2)飛機上的二次能源用電能代替大功率調速電機控制器ControlsOutputFilterCommonMo多電飛機的特征:總結多電發動機是多電飛機技術的核心不提取發動機的壓縮空氣取消或簡化附件傳動機匣采用氣浮/磁浮軸承,省去滑油系統電能代替集中式的液壓、氣壓能、機械能多電飛機是飛機技術的全局性優化簡化了飛機和發動機結構,迎風面積小,節省能源減少了地面支援設備改善了飛機的可靠性、維護性、生命力和經濟性多電飛機的特征:總結多電發動機是多電飛機技術的核心多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生910kVA1460kVA250kW多電飛機的特點MEA的電源總容量:MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A3802×2254×2502010163B787F-3531.82007250kWIPU*MEA的電源總容量提升5倍以上910kVA1460kVA250kW多電飛機的特點MEA的電2×1204×1502007560A380790/115*4×75/90*1990275/365A3406903×100/120*1990273MD-11560kVA+12kW4×601983151伊爾-764903×901971259DC-1032×75/904×75/90*1980/1985362-394B747-300/4002主電源為IDG,輔助電源為APU**輔助電源為雙輸出多電飛機2×604×601970362-394B747-2001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機型號序號多發動機客機電源額定功率**輔助動力裝置與發電機組合*恒速恒頻電源115/200VAC400Hz組合傳動發電機IDG,75/90中75為額定功率,50%過載和100%過載以75kVA計,為112.5kVA和150kVA,90kVA時可長期工作。MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A380790/115*4多電飛機2×2254×2502010163B787420kVA為變速恒頻電源1202×120kVA+20kVA1995229B7773902×75/901982159B7672主電源為IDG,輔助電源為APU902×75/901983150A310-3001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機型號序號雙發動機客機電源額定功率MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大多電飛機2×2254×2502010163B787420k序號飛機型號發動機數最大起飛重量/t始用日期主電源功率/kVA輔助電源功率/kVA備注1F-15C23019742×40/50主電源為IDG2F-161161978405應急電源為5kVA3幻-200011719832020kVA為變速恒頻電源4蘇-272342×305F-2222719972×65kW22kW主電源和輔助電源270VDC6F-35131.82007250kWIPU*270VDC多電飛機*IPU組合動力裝置是APU和應急動力裝置EPU的組合。戰斗機電源額定功率MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大序號飛機發動機數最大起飛重量/t始用日期主電源輔助電源備注1Rating:250kVAFrequency:360–800HzWeight–dry:203lbsMTBF:30,000FHMTBUR:20,000FHB787的起動發電機(VFSG)MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大Rating:250kVAB787的起動發電機(VFSGB787的起動發電機的技術指標序號技術指標單位數據1結構型式旋轉整流器式同步電機2額定電壓VAC230/4003額定電流AAC3614額定頻率Hz360-8005額定功率kVA2506過載能力%125%5'175%5''7功率因數cosφ0.75-0.958極對數39轉速r/min7200-1600010起動轉矩Nm≮18011冷卻方式噴油12效率%>9013電機干重kg9214平均故障間隔時間h30000MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787的起動發電機的技術指標序號技術指標單位數據1結構型式B787VFACS/G發電機電路圖MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787VFACS/G發電機電路圖MEA的電源和用電設備B787的APUAPUASGsInstalledOnAPURating:225kVAFrequency:360–440HzWeight–dry:122.7lbs.MTBF:40,000FHMTBUR:30,000FHLiftingLugAlignmentPinInputShaftScavengeCoreSupplyCoreASGMEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大B787的APUAPUASGsInstalledRati結構簡單的開關磁阻起動/發電機,互為備份的兩個獨立的變換器通道F-35飛機的開關磁阻起動發電機MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大結構簡單的開關磁阻起動/發電機,互為備份的兩個獨立的變換器通F-35飛機的開關磁阻起動發電機技術指標序號技術要求單位數據1電機結構開關磁阻起動發電機2額定電壓VDC2703額定電流ADC9284額定功率kW2505過載功率kW3306工作轉速r/min13456~222247起動轉矩Nm≮1808冷卻方式空心導體油冷9效率%≮8910重量kg46.6(電機本體)11平均故障間隔時間h20000MEA的電源和用電設備:(1)電源容量顯著增大F-35飛機的開關磁阻起動發電機技術指標序號技術要求單位數據功率大、效率高、體積重量小要求多種電能(B787中8種以上)電能質量要高不中斷供電內裝起動/發電機MEA的電源和用電設備:(2)電源的其他特點功率大、效率高、體積重量小MEA的電源和用電設備:(2)電MEA的電源和用電設備:(3)非線性負載顯著增加雷達等通訊設備的脈沖負載特性EMA和EHA的輸入特性曲線線性負載和恒功率負載的輸入特性MEA的電源和用電設備:(3)非線性負載顯著增加雷達等通訊電源功率顯著增大;非線性負載顯著增加;電力電子變換器廣泛應用;多微處理器的智能配電系統。A380、B787、F35等多電飛機的發電系統、二次電源及用電設備和電力電子緊密結合,是電機、機械、電力電子、傳感器、控制理論和計算機及通信網絡構成的集成機電系統,使多電飛機電氣系統有高的可靠性、好的維修性、小的體積重量、低的成本和優良性能。MEA的電源和用電設備電源功率顯著增大;MEA的電源和用電設備多電飛機與電力電子:

提綱

多電飛機的誕生多電飛機的特征多電飛機的電源和用電設備DC電源和AC電源系統的比較南京航空航天大學在航空電源方面的研究結論多電飛機與電力電子:提綱多電飛機的誕生非線性負載使電源畸變,必須有TRU、ATRU、PFC、APF;電源重量增加。不易承受能量回饋,B787用耗能電阻或用矩陣變換器、AC/DC/AC變換器與電能存儲設備如蓄電池、超級電容

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