飞机配电系统
飞机输配电系统的控制及保护
检测发电机与电网 之间旳电压差
进行或运算 产生合闸信号
对合闸信号 放大
控制发电机投 入电网
自动并联装置原理电路
可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)
（二）交流负载旳自动均衡
确保并联运营旳各发电机间负载相等 即：各台发电机输出旳有功功率和无功功
率相等
无功负载均衡(reactive load sharing)
供电系统要求：两台发电机旳负载分配，在总负载接近 两台发电机额定负载之和时，要求能够接近于均衡状态
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二、直流电源并联供电 直流电源投入电网旳条件
电源极性和电网极性相同 电源电压和电网电压相同
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两台直流发电机并联原理图
要求： △I=I1I2=0
负载均衡旳概念
两台发电机并联，假如两台 发电机旳输出电流相等，各为负 载电流旳二分之一，则称负载分 配是均衡旳。
所以，未充分电旳蓄电池不应装机使用。
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三、 交流发电机旳并联运营
交流发电机不并联运营旳优点
恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置，降低了 系统旳复杂性；
电气系统中某一部分旳扰动仅影响到与该台发电机有关旳 那一部分系统；
因为不需要考虑发电机负载均衡旳问题，能够充分利用单 台发电机旳全部容量
调整、控制与保护设备简朴，有利于提升系统旳可靠性
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负载均衡旳条件
两个调压器所保持旳电压 相等，即U1=U2 两台发电机旳正线电阻相 等，即R+1=R+2
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（二）提升负载分配均衡性旳措施
两台发电机旳转速不可能完全相同，引起 U1与U2不可能完全相同
各导线连接情况（拧紧、清洁情况等）不 同，接触器电阻不同，引起R+1与R+2不可能 完全相同
飞机配电系统
由馈电电缆、汇流条、配电板组成的设备
01 发展概况
03 配电器件
目录
02 配电方式 04 系统组成
目录
05 系统的控制
07 发展趋势
06 基本要求
飞机配电系统的主要功能是将飞机发电机产生的电能以不同的线制、不同的配电方式传输到汇流条，再通过 汇流条到用电设备。飞机配电系统除了配置系统外还包含控制和保护电路。在直流供电系统的飞机上，配电系统 采用单线制或双线制。在单线制电中，发电机和用电设备正端采用导线(或汇流条)连通，飞机的金属壳体作为负 线。在双线制电中，发电机和用电设备的正端、负端均采用导线(或汇流条)线连通。前者的优点是减少导线重量， 缺点是任一导线与机壳相碰，会发生短路。采用双线制可以避免短路，但是导线重量增加。
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③保护电器：包括熔断器、断路器和保护继电器等。工作原理与工业用器件相似，但为了满足体积、重量以 及各种恶劣条件下工作的要求，两者在结构上却大不相同。飞行过程中不可能更换器件，因而飞机电中大量采用 可重复工作的热断路器或磁断路器等。在飞行中有时需要强制某些设备通电而不惜其本身的损坏，因而断路器的 结构也具有非自由脱扣与自由脱扣两种形式。
飞机配电系统的配电方式可分为集中、混合、分散和独立4种。
集中配电的主要优点是当一台发电机损坏时，用电设备仍能由其他发电机继续供电，操作维护方便。
混合式供电的原理是由电源产生的电能都输送给中心配电装置，一般系统的电源汇流条均设置于此装置中。 除中心配电装置外，系统还设有分配电装置，它们安装在飞机不同部位。各用电设备可分别就近由上述两种配电 装置获取电能；而一些大功率用电设备，一般由中心配电装置供电。
④固态功率控制器：为适应固态配电方式而研制的兼有控制、保护、指示等多种功能的电器，分为混合式 （由电子器件和电磁接触器组成）和全固态（全部由电子器件构成）两种形式。
飞机输配电系统名词解释
飞机输配电系统名词解释
飞机输配电系统是指飞机上用于输送和分配电能的系统。
这个系统包括了各种设备和组件，用来产生、转换、分配和控制飞机上的电能。
飞机输配电系统的主要组成部分包括发电机、变压器、配电盘、电池、继电器、保护装置、电源管理系统等。
首先，发电机是飞机输配电系统的核心部件，它负责将机械能转换为电能。
发电机可以由飞机的发动机、APU（辅助动力装置）或者外部电源驱动。
发电机产生的交流电会经过变频器或整流器转换为所需的直流或交流电。
其次，变压器用于改变电压，以适应飞机上不同设备的电压要求。
配电盘则负责将电能分配到飞机上各个系统和设备，确保它们能够得到所需的电能供应。
此外，飞机输配电系统还包括电池，用于提供紧急电源或辅助电源。
继电器和保护装置用于监控和保护电路，防止电路过载或短路引发故障。
最后，电源管理系统是飞机输配电系统的智能控制中枢，它监
控和控制飞机上的电能流动，确保各个系统和设备能够得到稳定、安全的电源供应。
总的来说，飞机输配电系统是飞机上不可或缺的重要系统，它负责为飞机上的各种设备提供稳定、安全的电能供应，保障飞行安全和正常运行。
飞机电气系统PPT全套课件
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直流发电机
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直流发电机
电容器
引线组件
接线柱 火花抑制盒 接线盖
夹子
带窗孔 的带 与驱动端相 对的端架
夹板
密封滚珠轴承
转轴和 板组件 转轴花键 轴承支承架
端盖 挡盖
滚珠轴承
电刷
电枢
磁轭和 激磁线圈
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直流发电机
➢ 标称电压为30V（对应的电网 电压一般为28V）
➢特点：既有遥控式的特点，又简化了控制 线。
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正常和非正常供电
➢ 正常供电 :
在各个飞行 阶段均可完 成对用电设 备的供电任 务
➢ 非正常供电：
系统的短时意 外失控状态
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主电源容量
➢ 飞机上主发电系统的台数与单 台发电系统额定容量的乘积
➢ 直流电源容量单位为千瓦(kW) ➢ 交流电源为千伏安(kVA)
电阻较小，一般为百分之几 到千分之几欧姆。 3.端电压 充电 U=E+IR 放电 U=E-IR
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铅蓄电池放电曲线
极板附近及 孔隙中的电 解液浓度迅
速下降
A
2.0
B
U
1.5
E
F
C D
极板孔隙中的 硫酸浓度与极 板外的浓度达
到一定值
1.0
孔隙内硫酸
0.5
迅速下降
扩散 作用
极板 硬化
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
t(h)
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铅蓄电池充电曲线
2.6
2.4 b
2.2 a
2.0
1.8
de U
c
E
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
第四节飞机电气系统
航空蓄电池——一种化学电源，是化学能和电能 相互转换的装置。放电时，它把化学能转化为电能，向 用电设备供电；充电时，它又将电能转化为化学能储存 起来。
当飞机主电源采用直流电源系统时，航空蓄电池 通常与直流发电机并联供电。
正常飞行时，航空蓄电池处于被充电状态； 某些短时工作的“尖峰”用电设备工作时，作为电源系统的 辅助电源，与发电机并联一起向用电设备供电； 当发电机损坏时，作为应急电源向重要负载供电； 在应急状态下，还用作为起动发动机的电源 在地面时，又作为机上检查用的电源。
容量：30、40、60、90、120KVA 辅助电源：APU.G ； 应急电源：BAT 、INV 、RAT 、HMG 二次电源：TRU 特点：恒装的采购费用、维修费用、寿命周期费用 高；重量重、效率低、供电质量差；可靠性和可维 修性也较差。恒频。
（5）变速恒频交流电源系统（VSCF） 结构示意图：
碱性蓄电池有银锌蓄电池和镍铬蓄电池，它们的 电解质都是氢氧化钾。
银锌蓄电池的突出优点是体积小、重量轻、容量大、放电电 压平稳、自放电小；其缺点是寿命短、容易产生内部短路故障， 而且造价很高。
镍铬蓄电池与银锌蓄电池一样，也具有能适应大电流放电和 自放电小等优点；其突出的优点是寿命长，另外其低温性能好、 结构牢固、使用维护简便；其主要缺点是原材料来源少，因此造 价很高。
4）直流发电机的优缺点
缺点：可能产生电弧，烧毁换向器。 优点：并联比较容易，只要直流电压相等，正负极正确就可以通过电 源并联的方式提高供电系统的稳定性，飞机上通常用直流发电机和蓄 电池并联供电。直流发电机还可以作为起动发电机使用。
5）交流发电机的优缺点
优点：交流发电机没有换向器，不会产生火花，可靠性高，重量轻。 缺点：交流电并联比较困难，需要交流电的幅值、频率和相位完全 一致，否则并联时可能会损坏发电机，因此交流电通常不进行并联 供电。
飞机电气系统 第三章飞机交流供电系统
恒装的安装位置
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恒速传动装置的四个发展阶段
使用年代
四、五十年代 六十年代
七十年代
八十年代后
项目
系统功率(kVA)
40
60
60
40
系统重量(kg)
99~145
63
43
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系统重功比(kg/k VA)
2.5~3.6
1.22
0.71~0.85
0.83
可靠性 MTBF·h
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§3-3恒速恒频交流电源
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一、概述
➢ 恒速恒频简称CSCF
(Constant Speed Constant Frequency)
➢ 核心装置：恒速传动装置
CSD (Constant Speed Drive)
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功用和分类
功用：用来保持交流发电机转速基本恒 定 分类：液压式、机械式、液压机械式、 电磁式、电磁机械式
第三章 飞机交流供电系统
§3-1 飞机交流供电系统概述
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大中型民航客机采用交流 电源系统的主要因素
✓ 电源容量增加，需要提高电源电压 以减轻系统重量
✓ 工作环境限制
❖ 随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷 和整流子的磨损变得越来越严重
❖ 用电量增加，电机发热增加，需要效率更 高的冷却方式
✓ 电压和功率变换的要求
频率：一般为400HZ 转速：恒速恒频常见转速为6000、8000、 12000、24000转/分（r/min）
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§3-2飞机无刷交流 发电机
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有刷 无刷
异步 同步
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飞机无刷交流发电机 同步发电机
转子转速n与定子绕组中电流所产 生的旋转磁场的转速n1相等，且转向相 同，这样的发电机称为同步发电机。
飞机配电系统发展趋势分析
飞机配电系统发展趋势分析摘要：本文介绍了飞机电源系统配电电压等级和配电方式的发展过程，对比了各种配电方式的优缺点，最后提出了智能化分布式固态配电系统是现代飞机配电系统发展的必然趋势，固态功率控制器和电气负载管理中心以及电流谐波抑制整流技术是配电系统研究的三大核心，系统可靠性和安全性的综合考虑及电能质量管理工作是今后研究的工作热点之一。
关键词：飞机；配电系统；智能化；分布式；固态配电；电流谐波抑制中图分类号：TP273 文献标志码：A1□引言飞机的供电系统是飞机上电能产生、变换、输送与分配部分的总称，主要包括发电系统和配电系统两大部分。
其中配电系统的主要功能是将飞机发电机产生的电能以不同的线制、不同的配电方式传输到和分配到飞机各用电设备上。
飞机配电系统除了配置系统外，还包含控制和各种保护电路。
随着航空技术的迅速发展[1]，现代飞机任务和功能的急剧扩大，用电设备日益增加，电源功率不断提高，这就要求配电系统要更加的可靠、容错、自动化和可扩展，新型配电方式的研究非常必要。
2□飞机电源系统现状随着电力电子技术、计算机技术的发展，飞机电源系统经历了低压直流、交流、高压直流的发展过程，其中交流电源经历了恒速恒频、变速恒频、变速变频,如表1所示[2-3]。
自1914年飞机上第一次使用航空直流发电机以来，其额定电压由6V、12V，逐步发展为28V的低压直流电源系统，一直沿用至今。
额定功率有3、6、9、12和18kW等数种。
115/200V/400Hz三相交流电源系统从40年代开始使用，额定容量有20、30、40、60、90、120和150kVA等几种，有恒速恒频、变速恒频、变速变频交流3种类型。
70年代开始研制额定电压为 270V的高压直流电源系统。
这种电源系统兼有低压直流电源系统和交流电源系统的优点：效率高，重量轻，并联和配电简便，易实现不中断供电，抗干扰能力强，不需要恒速传动装置，因而简单、经济、维护方便，但电路开关器件、电能变换装置、功率转换装置及无刷直流电动机比较复杂。
飞机电气系统的组成
飞机电气系统的组成飞机电气系统是现代飞机的重要组成部分，它主要负责飞机各种电力设备的供电和控制。
随着飞机技术的不断发展和改进，飞机电气系统也不断地得到完善和创新。
本文将介绍飞机电气系统的组成，包括飞机电气系统的基本概念、主要部件和工作原理。
一、飞机电气系统的基本概念飞机电气系统是指飞机各种电力设备的供电和控制系统。
它主要由发电机、电池、交流配电盘、直流配电盘、配电保护装置、电力负载、飞机电气控制器等组成。
飞机电气系统的主要任务是为飞机提供稳定、可靠、安全的电力供应，保证飞机各种电气设备的正常工作。
二、飞机电气系统的主要部件1.发电机发电机是飞机电气系统的重要组成部分，它主要负责为飞机提供电力。
发电机的工作原理是利用发动机的动力驱动转子旋转，通过磁场感应原理产生电压，从而产生电流。
发电机的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流发电机和直流发电机。
2.电池电池是飞机电气系统的备用电源，它主要用于在发电机故障或其他原因导致主电源失效时，为飞机提供电力。
电池的类型和容量根据飞机的需求而定，一般分为铅酸电池和镍氢电池。
3.交流配电盘交流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将发电机产生的交流电转换为直流电，并向飞机各种电气设备供电。
交流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、变压器等组成。
4.直流配电盘直流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将电池或发电机产生的直流电向飞机各种电气设备供电。
直流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、电压稳定器等组成。
5.配电保护装置配电保护装置是飞机电气系统的重要保护部件，它主要负责保护飞机电气系统的各种电气设备不受过电流、过电压等异常情况的损害。
配电保护装置一般由保险丝、断路器、过电流保护器、过电压保护器等组成。
6.电力负载电力负载是飞机电气系统的各种电气设备，包括航空仪表、通讯设备、导航设备、动力设备等。
电力负载的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流负载和直流负载。
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飞机配电系统(aircraft electrical power distribution system)
简介
飞机发电机与地面或应急电源的电能进行转换、传输、分配与控制保护的系统（见飞机电气系统）。
它由馈电电缆、汇流条、配电板以及配电器件等组成。
配电系统保证对飞机各部分可靠地输配电能，管理各类电气负载并保护用电设备。
20世纪40年代以来随着飞机电气系统的完善，飞机配电器件也实现了系列化。
50年代中开始制订标准和规范。
大型飞机的发展使配电系统的重量在飞机供电系统总重中占居主要地位。
在某些飞机中有上千个断路器，电缆重量达供电系统总重的7 0％。
60年代末，飞机配电向着多路传输总线控制的固态配电方向发展。
70年代开始将电气系统与电子、武器和操纵等系统通过多路传输总线交联在一起并由计算机控制。
配电方式
按机载供电的性质可分为低压直流、高压直流和交流配电三种方式。
直流电网常采用负线与机身搭接的单线制，交流电网常采用三相四线制。
按结构配置可分为集中配电和分散配电。
集中配电，不论一台或多台发电机只配置一个电源汇流条，因而操作和维护都比较简单。
但汇流条一旦出现故障便会影响飞机的全部供电。
分散式配电有多组可以相互隔离或联接的汇流条，局部故障不致关系全局，而且功率线长度减少，重量减轻。
配电系统按控制方式分为常规式、遥控式和固态式3种。
常规式配电的功率线全部引入座舱内的配电中心。
遥控式配电的配电中心接近用电设备，由遥控信号通过功率控制器操纵，座舱内只引入控制线。
固态式配电由一条多路传输总线传递全部控制信号。
这种方式取消了众多的控制线，减轻了重量，提高了自动化程度。
用电设备的重要性及其在飞行中各个阶段的作用不尽相同，在巡航、战斗、起飞、着陆等各阶段可实行不同的负载管理方案。
出现故障时，管理方式更应改变。
在飞行中，需要综合考虑各种因素决定怎样切换负载，或转换为应急供电等，以确保对重要设备可靠供电。
负载管理方式分为人工管理和自动管理两种。
前者由空勤人员判断操作，后者由计算机按预先设计好的管理方案自动进行。
负载自动管理可以使电网经常处于最佳状态。
配电器件
包括电缆、开关电器(或控制电器)、保护电器、汇流条和接插件等。
①飞机电缆：由多股细铜丝绞制而成的线芯和绝缘护套组成。
线芯截面积的选择需要兼顾机械强度和导电性。
铬铜、镉铬铜等新型线芯材料正在研制中。
②开关电器：分手动开关与继电器接触器两大类。
用半导体器件构成的无触点继电器是一种新型的飞机用开关电器。
③保护电器：包括熔断器、断路器和保护继电器等。
工作原理与工业用器件相似，但为了满足体积、重量以及各种恶劣条件下工作的要求，两者在结构上却大不相同。
飞行过程中不可能更换器件，因而飞机电网中大量采用可重复工作的热断路器或磁断路器等。
在飞行中有时需要强制某些设备通电而不惜其本身的损坏，因而断路器的结构也具有非自由脱扣与自由脱扣两种形式。
④固态功率控制器：为适应固态配电方式而研制的兼有控制、保护、指示等多种功能的电器，分为混合式（由电子器件和电磁接触器组成）和全固态（全部由电子器件构成）两种形式。
不同飞机配电系统的复杂程度和安装结构差异很大。
小型飞机的配电板多装在驾驶舱内，由驾驶员直接操作。
而大型飞机的各种配电板多装在飞行工程师的操作台附近。
用在各种飞机和其他飞行器上的电器。
航空电器通常分为5类:①手动控制或自动控制电量和某些非电量用的电器装置或器件，如各种机械式开关、继电器、接触器、电磁阀门和电磁离合器、制动器等；②调节或放大某些电气物理量用的装置或设备，如电压调整器、稳压器等；③分配电能、通断和保护各种电气设备和电气网络用的装置或元件，如熔断器、断路器等；④进行能量变换用的特殊装置，如喷气式发动机用的点火器；⑤进行电气连接用的装置，如插销等。
航空电器通常在极为严酷的气象环境和力学环境中工作，同时又要求航空电器体积小、重量轻、具有高的机械强度、抗电强度和耐热性能，电器的工作不受飞行器在空间的位置和飞行状态的影响。
因此，航空电器在制造过程中和出厂前，都须进行严格的试验。
除了进行电器本身工作性能的各种试验外，根据不同电器的实际需要，还要进行一系列特殊试验，如高温、低温、耐潮、防腐、气压、冲击、振动、长霉、淋雨、运输、寿命和可靠性试验等，以保证在使用中安全可靠。
首架在中国完成总装的空客A320飞机日前成功完成首次测试飞行，而来自杭州的鸿雁电器也参与其中，中德合资的鸿雁GEYER（鸿雁盖伊尔）品牌低压电器产品成功中标空客A320系列飞机中国总装线项目。
“这次中标，证明了中国制造、杭州制造的产品并不比外资品牌差，在某些方面甚至更强于外资品牌。
”鸿雁电器总裁王米成说。
空客A320系列飞机中国总装线项目位于天津市滨海新区临空产业区，是空中客车在欧洲之外的首个总装生产线，总投资预计在70亿元，到2011年将形成年产48架飞机的规模。
天津也成为继美国西雅图、法国图卢兹、汉堡之后，世界上第4个拥有大飞机总装线的城市。
而天津航空城主任董维忠日前透露，空客天津总装线目前已收到中国国内市场284架空客A320飞机的订单，订单已签至2016年。
这显然是笔大买卖。
而用在空客A320系列飞机天津总装线总装厂的低压电器产品即为鸿雁盖伊尔EW1、EGS1系列元器件产品。
空客A320系列飞机中国总装线项目引进的是生产线，设计和监理由外方负责，施工则由中方负责。
“德方在建筑材料选材方面要求极高，都要求采用国际品牌，首次入围名单里根本没有我们。
”鸿雁北方大区总监郭卫东说，鸿雁的工作人员一次又一次地与设计方、甲方、总承包方进行沟通，向外方代表中国总装线基础设施和设备项目的经理介绍杭州鸿雁盖伊尔电器有限公司的基本情况，合资公司生产的相关断器的优点，以及在过载、短等方面的优越性能。
“我们还想了办法，在现场演示了断器过载、短负载对比这些相关实验。
”郭卫东说，“结果，在不到1分钟的时间内，其他品牌断器发生跳闸，还在跳闸时产生了火星和刺激性气体，而我们的产品根本没有这些现象。
”他解释说，这是由于其他品牌断器通常采用“9片灭弧片”，在机构结合处采用铜制等材料，而鸿雁盖伊尔断器主要原材料由进口，过载机构是原装双金属片，在结合部成分则是复合银。
“外方代表马上体验到了我们产品卓越的过载、短安全性，以及真正的无害环保性能。
”鸿雁盖伊尔低压电器最终凭借优良的产品质量、及时快速的服务以及系统的解决方案，得到了A320中国总装线项目中外双方的一致认可，成功进驻该项目。
“这只是一次小小的成功，但增强了鸿雁盖伊尔牌产品在外资企业工程项目中的品牌知名度及品牌影响力。
”王米成说，“这为我们目前‘走出去’的战略，积累了更多的底气。
”。