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未来航空器电力系统新构架及优势

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:因为需要把发电机发出的电能传送给终端用电设备,贯穿于整个航空器内部的某种架构的配电系统至关重要。另一方面,为了优化航空器的性能、可靠性和生命周期成本,MEA更青睐于采用电力系统而不是机械、液压和气压功率传输系统。因而MEA的电力系统容量更大、配置更复杂。因此,未来航空器电力系统将采用多变换器电力电子系统。电源管理系统的主要功能是调整负载的占空比,以减少最大功率需求[21]。图6-5 未来先进航空器电力系统构架

未来航空器电力系统新构架及优势

因为需要把发电机发出的电能传送给终端用电设备,贯穿于整个航空器内部的某种架构的配电系统至关重要。另一方面,为了优化航空器的性能、可靠性和生命周期成本,MEA更青睐于采用电力系统而不是机械液压和气压功率传输系统。因而MEA的电力系统容量更大、配置更复杂。实际上,MEA的电力系统中存在多种不同类型的负载,它们所需的电能不同于主发电机直接发出的电能。因此,未来航空器电力系统将采用多电平混合交直流系统。例如,先进航空器电力系统以270V直流为主电源,而某些仪器和电子设备采用28V直流和115V交流作为电源,就连一般概念中主要采用交流电的航空器也不能完全没有直流电。此外,我们注意到就算在用电设备内部各模块中,电路的某些部分需要的电源类型或电平也不同。所以,既需要采用能完成电能形式转换的设备,又需要能完成电平转换的设备,它们都是必需的。因此,现代航空器需要不同类型的电力电子变换器,如AC/DC整流器、DC/AC逆变器和DC/DC斩波器。除此之外,变速恒频系统还采用固体双向变换器将频率变化的电能转换为恒定频率和电压的电能。双向DC/DC变换器还用于电池充放电单元。因此,未来航空器电力系统将采用多变换器电力电子系统。图6-5所示为先进航空器电力系统构架,其中有一些电力电子变换器。

图6-5中,由于采用远程智能模块来控制负载,所以减少了电气配线的长度和数量。此外,由于各远程模块间通信/控制总线互连,使得电源管理系统(PMS)的应用成为可能。电源管理系统的主要功能是调整负载的占空比,以减少最大功率需求[21]。其他功能包括电池管理、多电池系统充电策略、负载管理、含整流器在内的起动机/发电机系统管理以及控制和保证供电系统的完整性。

图6-5所示的配电控制网络简化了运载器的机体设计和组装。配合智能电源管理控制,配电控制网络还具备以下优点:

1)智能地控制所有负载,因此可以最小的代价将电源管理系统集成到现有的控制系统中。

2)电源管理策略有利于优化发电机和电池的尺寸。

3)在不增加系统复杂程度和成本的前提下改善运载器原有通信系统的性能。(www.xing528.com)

4)基于网络化系统中的电池状态监控,改善运载器的经济性。

此外,可将主配电系统由直流改为交流。交流配电系统的主要优点是可通过变压器方便地改变电压。同时,交流电机使用更方便。

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图6-5 未来先进航空器电力系统构架

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