的变压器和滤波器相近。()模块化、模板化设计,合理的结构和发热冷却设计,设计寿命为 "%,并有好的可靠性和维修性。
胜德斯特兰公司和联信公司都宣称他们的 &’()电源可实现起动 *发电双功能;可能在近期内就会装机使用,因此研究大容量 &’()发电系统的同时,必须研究他的电动工作状态,以实现起动 *发电双功能。这不仅是 &’()电源本身的问题,而且涉及到起动工作时的电源问题。国外拟从加大辅助动力装置的发电容量着手,而该辅助动力装置本身的起动是藉机载蓄电池和相应的电子变换器向辅助动力装置的发电机供电实现的。这是一套小 &’()起动 *发电系统。我国辅助动力装置还是一个空白,不能适应航空工业发展的需要。起动 *发电系统是 &’()电源发展的第三阶段。
胜德斯特兰公司为了实现无刷起动 *发电,在现有旋转整流器式无刷交流发电机的励磁机上设两套励磁绕组,直流励磁绕组在发电状态时使用,交流励磁绕组在电动运行时使用,这是一种解决这类电机双功能工作的办法。但究其根源,是因为这种电机在 (’()电源中广泛应用,有好的性能。因之沿用到 &’()电源上。实际上,对 &’()电源来说,可以发展单级无刷电机,这不仅使电机结构简化,体积重量和成本降低,还可进一步提高发电和电动工作性能,这是十分有意义的。在 )一 "+和波音 ,,,飞机的备份电源中,飞控系统的四或三余度不中断供电电源就是稀土永磁发电机和功率电子变换器构成的,设计者之所以用这种方案,是从可靠性出发的。
目前所用的脉宽调制型逆变器和阶梯波合成逆变器具有将直流电转变为 -。三相或单相正弦交流电的功能,但输出电压的调节功能没有,只能籍电压调节器调节励磁机的励磁电流来调节系统的输出电压,为了改善加卸负载时的电压恢复速度,必须采用多种措施。不采用自身具有调压功能的逆变器的主要原因是功率电子器件开关速度的限制,大功率双极型晶体管开关频率高,开关损耗大。为了实现自身调压又能获得好的正弦输出,逆变桥功率管的开关频率必须提高,这可从两方面人手,一是采用新型功率器件,如 ./01;二是改进主电路拓扑,实现功率器件的软开关。在这种情况下,不仅输出电压瞬态响应特性会有显著提高,逆变器所有滤波器的体积和重量也将明显降低,同时,由于降低了器件开关应力,工作可靠性将提高。
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第四章高压直流电源系统
第一节概述
飞机供电系统的发展是以适应飞机的需求为前提,随着科学技术的进步而不断前进的。半个世纪以来,飞机供电系统经历了以低压直流(" %&)为主到恒速恒频交流与变速恒频交流(’’%&,())*+)为主的演变。近年来,随着飞机性能的进一步提高与机载设备的发展,要求飞机电源系统进一步增大容量,减小体积,减轻重量,提高供电质量,提高可靠性、安全性与维修性。虽然上述几种供电系统在不断发展和改善,但因有其各自的固有缺点难以适应要求。例如,在交流供电体制不变的前提下,提高供电电压(增加到 ",) -())&)只能在一定程度上减轻供电系统重量,而难以实现不中断供电及供给机电作动系统用电等要求。在此条件下,飞机高压直流供电系统应运而生。
高压直流电源系统的主电源是由航空发动机驱动的无刷直流发电机,辅助电源是由辅助动力装置驱动的无刷直流发电机,应急电源是高能蓄电池,常用的二次电源有直流变换器和静止变流器。直流变换器是将 ".)&高压直流转变为 "&或其他电压的静止式电能变换装置,静止变流器将直流电转变为 ())*+(或其他频率的)交流电。
高压无刷直流发电机有两种类型,电磁式和永磁式。电磁式无刷直流发电机由电磁式无刷交流发电机和二极管整流桥、滤波电路等构成,借凋节电机的励磁电流保持发电机输出电压恒定。永磁式无刷直流发电机由永磁发电机与晶闸管整流桥构成,借调整可控整流桥的移相角保持电压恒定。
高压直流供电系统的配电系统采用以计算机为控制核心的配电系统和负载自动管理系统。
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