MEV方法在海上和水下运载器中的实现引入了许多新的尖端电气负载,特别是在武器系统中。根据电力系统的安全、战斗损伤的控制及供电连续性的要求,这些负载被分为关键负载和非关键负载两类,如图8-12所示[2]。电能调整和电能管理系统协调这些负载的工作。为了保证电能调整和电能管理系统的可靠运行,这些负载又进一步被分为小功率、中等功率和大功率负载。
图8-12 海上和水下运载器的高级电气负载
这些负载使用60Hz或400Hz的电能,电压等级为440V、115V和4160V,与指挥、监视及武器系统相关的电气负载使用400Hz的电能。直流负载使用640~900V的电能。航空母舰上的电气负载普遍使用4160V的电能[10]。(www.xing528.com)
配电系统通过使用不同类型的电力变换器、逆变器和静止的固态频率变换器,完成不同电压和频率运行模式的管理。当系统出现功率需求的剧变、元器件故障、内部失灵及系统崩溃时,PMC能在这种危机状态下保证供电连续性和电压调节。
主要的大功率关键负载平均重量在70000~80000t之间,电力推进和转向控制系统就属于此类负载,它们负责驱动海上和水下运载器。武器和对抗系统中的电动火炮和定向能量武器通过脉冲形成网络消耗的平均功率有几十兆瓦。超导电感储能和带磁动力存储的高压电容很可能用来给未来武器供能[15]。因此有可能充分利用运载器和推进系统内的动能[16,17]。
火灾是海上和水下运载器面临的主要危险之一,它可由短路和战斗损伤引起。所以运载器上安装了消防泵。它由离心压缩机和变速电机传动,功率约为6MW。起重和装卸系统包含卷扬机、起重机、电梯及电磁发射器一类的电气负载,功率为5~7MW。
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