航空航天器供電系統(tǒng)課件

航空航天器供電系統(tǒng)第一章 概

述航空航天器用電設(shè)備及其特性12航空航天器的二次能源33

航空航天器供電系統(tǒng)44

航空航天供電系統(tǒng)的沿革與發(fā)展55

飛機(jī)供電系統(tǒng)的基本參數(shù)第一章 概

述飛機(jī)供電系統(tǒng)正常與應(yīng)急工作飛機(jī)電源的容量及其選擇航空航天電氣設(shè)備的工作條件對供電系統(tǒng)的基本要求小結(jié)67891

0§1—1

航空航天器用電設(shè)備及其特性用電設(shè)備：靠電能工作的設(shè)備。分類：·

按功用：(1)發(fā)動機(jī)和飛機(jī)的操縱控制設(shè)備。發(fā)動機(jī)噴油、點(diǎn)火、推動及轉(zhuǎn)速控制。飛機(jī)飛行儀表、通風(fēng)、導(dǎo)航、燃油供給、起落架收放、艙門起啟閉。按功用：發(fā)動機(jī)和飛機(jī)的操縱控制設(shè)備。機(jī)上人員生活和工作所需的保障設(shè)備。環(huán)控、照明、加熱、防冰、氧氣、安全救生。完成任務(wù)所需的任務(wù)設(shè)備?！ぐ粗匾裕?23飛行關(guān)鍵負(fù)載：影響飛機(jī)安全飛行。

飛行必要負(fù)載：影響飛行任務(wù)的完成。一般負(fù)載。不同類型的飛機(jī)，負(fù)載的重要性是不一樣的?！ぐ从秒姺N類：直流交流（單相，三相）交直流混用。3.用電設(shè)備與供電系統(tǒng)的相互關(guān)系。用電設(shè)備種類繁多，對電能的形式要求不一樣。供電系統(tǒng)提供的電能形式不可能很多樣。所以有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)二者的關(guān)系，以使飛機(jī)成本低、性能好。如：GJB181-86“飛機(jī)供電系統(tǒng)及對用電設(shè)備的要求”(1)用電設(shè)備對電能質(zhì)量的要求用電設(shè)備：按允許的線路壓降不同ABC交流2V4V8V直流1V2V3V限制使用多數(shù)間歇工作設(shè)備電壓大小

除了對電壓大小的要求外，還對直流電壓的電壓脈動、紋波，交流電壓的頻率、穩(wěn)定度、波形失真度、三相電壓對稱性

有明確要求。

對電能質(zhì)量的要求，目的在于使設(shè)備具有預(yù)定的性能。但要求不能高，否則增

加供電系統(tǒng)的成本，飛機(jī)的重量、成本。(2)供電系統(tǒng)對用電設(shè)備特性的要求用電設(shè)備應(yīng)選取符合標(biāo)準(zhǔn)的電源電壓、頻率。不宜有特殊要求，否則使供電設(shè)備復(fù)雜化。又如：交流用電設(shè)備耗電量大于500VA時(shí)應(yīng)有三相供電。用電設(shè)備的特殊性不能影響電源系統(tǒng)的正常工作，從而影響其它設(shè)備的工作。4.用電設(shè)備的特性不同的用電設(shè)備具有不同的特性，用電設(shè)備的特性對供電系統(tǒng)會有影響。了解用電設(shè)備特性，是進(jìn)行供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。12用電設(shè)備可分為：線性負(fù)載：符合歐姆定律，具有線性特性。電動機(jī)負(fù)載：啟動電流大，制動工作時(shí)能量可回饋電網(wǎng)。3非線性負(fù)載：各種電力電子裝置，整流設(shè)備·

恒功率（負(fù)阻抗）：輸出電壓穩(wěn)定，輸出功率不變。影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。4·

整流負(fù)載諧波畸變：輸入電流除了基波電流外，還有諧波電流，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓畸變。沖擊負(fù)載：短時(shí)電功率急劇變化的負(fù)載。注意：電源和用電設(shè)備的特性及其相互影響。用電設(shè)備的定義、分類及特性?！?-2

航空航天器的二次能源—定義·飛行器飛行需要能源：一次能源和二次能源。1

一次能源：飛行器飛行，工作時(shí)所有動力的來源，即：航空器：航空發(fā)動機(jī)12產(chǎn)生推力、拉力或升力使飛機(jī)飛行。提供機(jī)上設(shè)備工作所需能源。航天器：運(yùn)載火箭2

二次能源：設(shè)備運(yùn)行、人員生活所需的能源，其能量的來源是一次能源或其它物理、化學(xué)、機(jī)械能源。二航空器二次能源種類液壓能、氣壓能源和電源。二次能源應(yīng)用特點(diǎn)缺點(diǎn)液壓能起落架收放，艙門啟閉，飛機(jī)操縱面控制出力大，響應(yīng)快，體積小，工作平穩(wěn)維護(hù)困難，可

靠性差。氣壓能機(jī)輪剎車，彈藥傳輸，機(jī)上的環(huán)境控制，防冰，溫度調(diào)節(jié)。提取發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)增壓后的空氣簡便影響發(fā)動機(jī)的特性。電能現(xiàn)代飛機(jī)大量使用。安全，傳送方便，易變換三航天器的二次能源常用電源二次能源源于各種物理、化學(xué)電源：化學(xué)電池、太陽能電池、燃料電池、核電源。四飛機(jī)二次能源的發(fā)展：多種二次能源并存，管路多、復(fù)雜，飛機(jī)的工藝、維護(hù)和可靠性低電能能否取代其它的二次能源?·

早期不行：發(fā)電系統(tǒng)容量有限，電動作動機(jī)構(gòu)性能有限?！?/p>

電工技術(shù)的發(fā)展，材料的發(fā)展使二次能源統(tǒng)一到電源已成為可能：正在研究全電飛機(jī)。飛行器設(shè)備動力來源·航空和航天器的一次能源·現(xiàn)代飛機(jī)的三種二次能源：液壓、氣壓和電源?！じ髯缘膽?yīng)用場合及優(yōu)缺點(diǎn)§1-3

航空航天器供電系統(tǒng)一.供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)：航空航天器電能產(chǎn)生、變換、輸送與分配部分的總稱。飛機(jī)電氣系統(tǒng)：供電系統(tǒng)和用電設(shè)備供電系統(tǒng)：電源系統(tǒng)電源輸配電系統(tǒng)：電源匯流條電源匯流條用電設(shè)備輸入端·

任務(wù)：向用電設(shè)備提供電能。123在各種條件下連續(xù)可靠的供電。保證飛機(jī)安全可靠的飛行和完成飛行任務(wù)。

高質(zhì)量、高可靠性。自足性：不依賴于地面設(shè)備的支持。電源系統(tǒng)·

主電源：直接或間接由航空發(fā)動機(jī)傳動的發(fā)電系統(tǒng)?！ぽo助電源：主電源不工作時(shí)，為用電設(shè)備提供電能的機(jī)上電源。二次電源：用于將主電源轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或多種電能。應(yīng)急電源：主電源故障時(shí)。地面電源接口：在地面時(shí)，通過插座由專門的地面電源供電。備份電源二.供電系統(tǒng)的組成主電源：直接或間接由航空發(fā)電機(jī)傳動。輔助電源：Battery、APU。小飛機(jī)用Battery，大飛機(jī)（民航）：APU。應(yīng)急電源：只向飛行關(guān)鍵設(shè)備供電，容量小，供返航。Battery：Ramget：平時(shí)收于機(jī)體內(nèi)，飛機(jī)失去動力后，自動或手動釋放于機(jī)身外?？坑鏆饬鞔祫訙u輪，帶動發(fā)電機(jī)或應(yīng)急液壓泵。地面電源：二次電源：可以集中供電（一臺電源向多設(shè)備供電）也可以分散供電（用電設(shè)備自帶）配電系統(tǒng)：匯流條到用電設(shè)備（電能的傳輸與分配）·

電網(wǎng)：輸電線?！づ潆娧b置：開關(guān)，接觸器·檢測與保護(hù)配電系統(tǒng)控制方式：常規(guī)式：所有設(shè)備的配電線都引入一個(gè)配電中心（一般在座艙內(nèi)）。遙控式：匯流條靠近設(shè)備，控制線引入座艙。固態(tài)式：計(jì)算機(jī)通過多路數(shù)據(jù)總線傳輸控制信息和狀態(tài)信息，經(jīng)SSPC對設(shè)備進(jìn)行控制，減少控制線。航天器的供電系統(tǒng)與航空器類似發(fā)電+配電區(qū)別在于：航天器一般工作時(shí)間長，要與航天器等壽命，容量大，高的效率，免維護(hù)，高可靠性。飛機(jī)供電系統(tǒng)的定義、組成。飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成、配電系統(tǒng)的控制方式。習(xí)題：1-11-4§1-4

航空航天供電系統(tǒng)的沿革與發(fā)展—.航空電源的類型與發(fā)展飛機(jī)的主電源類型1.低壓直流電源（LVDC）（1）組成：主：直流發(fā)電機(jī)+控制器、調(diào)壓器，保護(hù)二次：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)、靜止變流器：dc—Ac輔助：Battery應(yīng)急：Battery（2）指標(biāo)：電壓：28.5V（調(diào)節(jié)點(diǎn)），27V（標(biāo)稱）容量：3、6、9、12KW。（100、200、300和400A）（3）使用情況：國外：早期、小型國內(nèi)：J7以前，H6以前，各類直升機(jī)。(4)發(fā)展：電機(jī)：容量加大。（工藝與材料）。發(fā)電—起發(fā)。有刷—無刷?？刂破鳎赫駝邮健计健w管—數(shù)字式。二次電源：旋轉(zhuǎn)—靜止。優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠。用蓄電池作應(yīng)急與備用電源方便，體積小。起動/發(fā)電。缺點(diǎn)：有刷直發(fā)容量有限。大容量、電網(wǎng)重：Y7

500多公斤；H-6

約2噸。3）二次電源效率低。旋變：40—50%。靜止：70%左右。（5）特點(diǎn)：·增大容量，減小電網(wǎng)重量：2.CSCF

恒速恒頻提高電壓?！ぶ绷麟妷禾岣撸喊踩?，配電問題。發(fā)展交流電源，低壓直流問題得到解決?！そ涣麟姍C(jī)f與電機(jī)的n成正比（pn=60f

）。發(fā)電機(jī)變轉(zhuǎn)速，若直接傳動：變f，難以適應(yīng)設(shè)備的要求。·1946年美國發(fā)明恒速傳動裝置

CSD—Constant

Speed

Drive（1）組成主電源：2.CSCF

恒速恒頻二次電源：變壓整流器(TRU-Transformer

Rectifier

Unit）應(yīng)急電源：Battery+變流機(jī)應(yīng)急發(fā)電機(jī)（沖壓空氣渦輪傳動的發(fā)電機(jī)）輔助電源：APU（中、大型飛機(jī)）。Engine

CSD

GenGCU恒f恒n變n2指標(biāo)115/200V（電機(jī)120/208V）

400Hz

三相四線容量：15、20、30、40、60、90、120、150KVA。3使用情況國外：目前大多數(shù)飛機(jī)，軍機(jī)Su—27、F—16，民機(jī)Boeing757、767、777等。國內(nèi)：J—8、J—10。2.CSCF

恒速恒頻（4）發(fā)展：四個(gè)階段：CSD

Gen調(diào)節(jié)保

護(hù)GCU

50年代：

差動液壓

+有刷

交發(fā)+電磁機(jī)械式60年代：齒輪差動液壓+無刷交發(fā)+電磁式70年代：組合傳動發(fā)電機(jī)（CSD+IDG）+晶體式80年代：IDG+微機(jī)式。2.CSCF

恒速恒頻2.CSCF

恒速恒頻（5）特點(diǎn)：環(huán)境溫度高，過載能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：CSD制造，使用和維護(hù)困難。效率低。電能質(zhì)量難以提高。不能起動發(fā)電。（1）組成主電源：3.VSCF

變速恒頻EngineGenGCU恒f變f變nConv.EngineCSDGenGCU恒f恒n變nVSCFCSCF二次電源：變壓整流器(TRU-Transformer

Rectifier

Unit）應(yīng)急電源：Battery+變流機(jī)應(yīng)急發(fā)電機(jī)（沖壓空氣渦輪傳動的發(fā)電機(jī)）輔助電源：APU（中、大型飛機(jī)）。3.VSCF

變速恒頻34使用情況A—4、F/A18、F-20、Boeing777備份，J-8

等。發(fā)展：AC/AC——AC/DC/AC。？（2）指標(biāo)同CSCF，現(xiàn)在容量90KVA上下。3.VSCF

變速恒頻5特點(diǎn)：電能質(zhì)量高。效率高，80%以上?！れo止式，旋轉(zhuǎn)部件少，高可靠。結(jié)構(gòu)靈活。能起動發(fā)電?！な褂镁S護(hù)方便。缺點(diǎn)允許的工作環(huán)境溫度不如CSCF。過載能力較差。3.VSCF

變速恒頻4高壓直流電源：270

V4

混合電源使用兩種以上主電源。主電源（1）LVDC+VVVF222LVDC+CSCFLVDC+VSCFHVDC+VSCFJ—7

前蘇聯(lián)。G-3、G-4。F-22F-22三.航天器電源：關(guān)鍵在于電池種類。·電池的發(fā)展過去：鋅銀電池(化學(xué))→太陽能電池+蓄電池→放射性同位素溫差發(fā)電器→燃料電池。發(fā)展：高效太陽能電池→聚光太陽能電池，太陽能熱動力電源→再生式燃料電池→大容量核電源不同電源的用途：蓄電池﹤10h；燃料電池﹤250h；太陽能、核電源﹥1個(gè)月。飛機(jī)低壓直流，ＣＳＣＦ，ＶＳＣＦ電源的組成、指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)?！?—5

飛機(jī)供電系統(tǒng)的基本參數(shù)電流種類、電壓、f、波形、相數(shù)一.電壓與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、和歷史繼承性等因素有關(guān)。dc： 期

12V（汽車）→28.5V→120V→270Vac：115V∕200V36V(三相）·U與電網(wǎng)重量的關(guān)系：U↑，g↓。U↑↑，不一定g↓↓。

115/200

g=30%28.5g

?！邔?dǎo)線截面受機(jī)械強(qiáng)度限制。0.2mm2·U與容量的關(guān)系：U低，限制容量升高。·

決定U的因素：重量、容量（VA、W）、安全性、可靠性、短路電流、繼承性、通用性。二.頻率決定f的因素：電磁元件的重量、性能、材料與成件的技術(shù)水平等。1

、變壓器，濾波器體積、重量與f

的關(guān)系？f

高較好2、發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)速與極對數(shù)的關(guān)系？n：1—2萬rpm，受軸承壽命、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制。P：2—3對極，電機(jī)結(jié)構(gòu)。故f=pn∕60=400rpm3

、電動機(jī)

：

n一定,

f↑

p↑對電機(jī)結(jié)構(gòu)不利。加大輸出減速器減速比。4、有觸點(diǎn)電器、開關(guān)滅?。?00～600Hz斷弧時(shí)間最短。電壓增長率，電弧間空氣介電強(qiáng)度5、電網(wǎng)：f↑，導(dǎo)線感抗L↑，集膚效應(yīng)R↑，線路壓降↑，損耗↑。400Hz適宜。導(dǎo)彈、航天飛機(jī):500或1000Hz三.相數(shù)及波形三相四線制。為什么不用單相？優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)，電動機(jī)三相體積重量小效率高電動機(jī)易于起動，起動轉(zhuǎn)矩大。線/相兩種電壓。電動機(jī)可靠性，三相中線接地，缺一相后仍能旋轉(zhuǎn)（單相運(yùn)行）。波形：正弦交流電磁元件損耗小，EMI小。電壓、頻率、相數(shù)及波形選取依據(jù)。

２８，１１５／２００Ｖ４００Ｈz三相四線制正弦波§1-6

飛機(jī)供電系統(tǒng)正常與應(yīng)急工作一.

工作狀態(tài)正常：執(zhí)行預(yù)定任務(wù)而未故障。非正常：短暫失控（如短路保護(hù)）部分主電源故障。應(yīng)急：主電源全部故障，二.

各種工作狀態(tài)下電源的技術(shù)指標(biāo)返航。表1-1

交流供電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電壓范圍(V)供電類別單相三相正常

非正常

應(yīng)急

正常非正常

應(yīng)急A110~

98~118

126106~

11.5~122

116.599.5~

108~124.5

120B108~

96~118

126104~

109.5~122

116.597.5~

106~124.5

120C104~

92~118

126100~

105.5~122

116.593.5~

102~124.5

120表1-2

交流供電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)平均頻率范圍(Hz)正常380~420非正常370~430應(yīng)急360~440對供電系統(tǒng)的要求:一臺主電源故障主電源應(yīng)急程序：由正常電源供電單發(fā)飛機(jī)：主電源故障 應(yīng)急電源多發(fā)飛機(jī)：負(fù)載轉(zhuǎn)移，卸載應(yīng)急電源全部故障電源監(jiān)控、負(fù)載監(jiān)控三.飛機(jī)供電系統(tǒng)的余度技術(shù)、不中斷供電飛行關(guān)鍵設(shè)備：四余度（二主，備用，應(yīng)急）重要設(shè)備：三余度（二主，備用）通用設(shè)備：主電源供電飛控計(jì)算機(jī)：不中斷供電不中斷基礎(chǔ)：并聯(lián)四.飛機(jī)各種供電狀態(tài)下用電設(shè)備的工作正常：完全的技術(shù)性能，保證非安正全常。：對性能不做要求，應(yīng)安全。應(yīng)急：飛行任務(wù)設(shè)備應(yīng)提供規(guī)定的技術(shù)性能和

安全保證。供電恢復(fù)后應(yīng)恢復(fù)全部特性。飛機(jī)供電系統(tǒng)的三種工作狀態(tài)：正常、非正常、應(yīng)急主電源應(yīng)急程序§1-7飛機(jī)電源的容量及其選擇一、容量：·

主電源容量：主發(fā)電機(jī)臺數(shù)×單臺額定容量。DC：kW；

AC：kVA額定容量：在一定的環(huán)境條件下，電能質(zhì)量符合技術(shù)指標(biāo)要求，長期連續(xù)工作時(shí)的最大輸出容量。實(shí)際容量：不一定等于額定容量?！?/p>

影響實(shí)際容量的因素：（１）發(fā)熱冷卻：飛機(jī)飛行的高度與速度：高度：入口溫度低但流量小。高速：超音速，入口風(fēng)溫高。（２）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（３）發(fā)電機(jī)并聯(lián)（４）饋電線二、過載能力：交流：150%2min

，200%5s

。直流：125%～150%2min

，150%～200%30s

。對于工作轉(zhuǎn)速范圍寬的電機(jī)，并不要求在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)過載。為什么要有過載能力？滿足負(fù)載切換，電動機(jī)起動、保護(hù)的需求。2min過載：12短時(shí)大負(fù)載。負(fù)載轉(zhuǎn)換。5s過載：電機(jī)起動，排除短路故障?！?/p>

短路電流要求：AC：CSCF

300%，VSCF

250%。DC：不做要求，∵并battery。三、容量選擇：取決于飛行方案中所用設(shè)備1對電負(fù)功載分率析：的要求。飛行任務(wù)飛機(jī)工作狀態(tài)電源工作狀況：正常：所有設(shè)備。應(yīng)急：關(guān)鍵設(shè)備。

按飛行階段設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮用電設(shè)備的功率，工作持續(xù)時(shí)間，大設(shè)備的起動功率。（2）畫負(fù)載圖：正常，應(yīng)急，地面供電。根據(jù)最大負(fù)載選擇電源和主發(fā)電機(jī)容量。正常：主應(yīng)電急源：應(yīng)急電源地面：地面電源（3）留有一定的余量。飛機(jī)電源的容量定義。影響飛機(jī)電源實(shí)際容量的因素。飛機(jī)電源的容量選擇方法?！?-8

航空航天電氣設(shè)備的工作條件掌握分類、危害·環(huán)境因素：氣候、機(jī)械、化學(xué)和核?！?/p>

氣候因素：溫度：變化范圍大，變化速度快高度：０～１１km：對流層１１

km～３０km：同溫層濕度：潮濕引起絕緣性能下降。淋雨：霉菌：絕緣性能下降。鹽霧：絕緣性能下降，設(shè)備腐蝕。沙塵：絕緣、磨損。·

機(jī)械：振動：機(jī)械諧振，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度沖擊：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、活動觸點(diǎn)加速度：繼電器觸點(diǎn)，活動觸點(diǎn)電氣設(shè)備必須有好的抗振強(qiáng)度和抗振穩(wěn)定性．·

化學(xué)和核因素：有害氣體（蓄電池氣體、臭氧、燃油蒸汽）：火災(zāi)，爆炸有害液體（燃油、液壓油、潤滑油）：腐蝕。電磁輻射，高能粒子輻射：干擾航空航天電氣設(shè)備的工作條件分類、危害?！?-9

對供電系統(tǒng)的基本要求基本要求：可靠性、費(fèi)用、維修性、重量和供電質(zhì)量。評價(jià)權(quán)重：30%

24%

20%20%

6%—.可靠性：成功率的標(biāo)志平均故障間隔時(shí)間（MTBF）：小時(shí)MTBF－Ｍean

Ｔime

ＢetweenＦault故障率

（

=1/MTBF）

：千小時(shí)故障次數(shù)（1）在各種條件下能連續(xù)可靠地向設(shè)備供電。2每臺電源獨(dú)立，一套故障不應(yīng)引起其它2供電系統(tǒng)或用電設(shè)備故障。自足能力。高可靠性來自于良好的設(shè)計(jì)，認(rèn)真的制造、全面的

檢

查

、

合

理

的

使

用

、

準(zhǔn)

確

的

安

裝

和

正

確

的

維

護(hù)?？煽啃砸螅憾?設(shè)備費(fèi)用三.維修性：影響戰(zhàn)術(shù)性能指標(biāo)平均故障修復(fù)時(shí)間MTTR。--Mean

Time

To

Repair自檢測BIT：Built-in-Test。全壽命周期費(fèi)用四.重量：輕航空航天器的性能↑，經(jīng)濟(jì)性能↑。設(shè)備重量附加重量：設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)重量燃油重量。五.供電質(zhì)量1.直流穩(wěn)態(tài)電壓極限：穩(wěn)態(tài)時(shí)用電設(shè)備端電壓的最大變化范圍，取決于調(diào)壓精度、饋電線壓降。電壓脈動：負(fù)載變化或調(diào)節(jié)引起的電壓小幅變化。電壓瞬變：電壓超出穩(wěn)態(tài)極限，并在一定時(shí)間內(nèi)回到穩(wěn)態(tài)極限的狀態(tài)。表示：電壓最大變化量和恢復(fù)時(shí)間。浪涌：持續(xù)時(shí)間長，ms，幅值較低。外干擾尖峰：持續(xù)時(shí)間短，us，幅值較高。電路轉(zhuǎn)換總諧波含量：穩(wěn)態(tài)電壓極限。電壓波形：波峰系數(shù):峰/有效值。1.41

0.1<5%n1n

2U

2U單次諧波含量：

<4%偏離系數(shù)：與標(biāo)準(zhǔn)正弦波的偏離量三相電壓對稱性：幅值；相位。電壓電壓調(diào)制：電壓瞬變：2.交流：電壓和頻率浪涌：持續(xù)時(shí)間長，ms，幅值較低。尖峰：持續(xù)時(shí)間短，us，幅值較高。電壓調(diào)制：穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電壓在其峰值的平均值附近周期性或隨機(jī)或兩者兼有的變化。調(diào)制幅值調(diào)制頻率包絡(luò)線脈動頻率：穩(wěn)態(tài)頻率極限頻率瞬變頻率調(diào)制：調(diào)制量、調(diào)制頻率3.電磁兼容性系統(tǒng)及其部件在總的電磁環(huán)境下按規(guī)定要求完成其功能的能力。供電系統(tǒng)干擾設(shè)備用電設(shè)備影響供電系統(tǒng)1用電設(shè)備的定義、分類及特性。2

航空和航天器的一次能源:

航空發(fā)動機(jī)現(xiàn)代飛機(jī)的三種二次能源：液壓、氣壓和電能。各自的應(yīng)用場合及優(yōu)缺點(diǎn)3飛機(jī)供電系統(tǒng)的定義、組成。飛機(jī)配電系統(tǒng)的組成。4飛機(jī)的四種主電源的組成、指標(biāo)、優(yōu)缺點(diǎn)。4基本參數(shù)：電壓、頻率、相數(shù)及波形選取依據(jù)。小結(jié)小結(jié)1

6飛機(jī)供電系統(tǒng)的三種工作狀態(tài)：正常、非正常、應(yīng)急7飛機(jī)電源的容量定義。

影響飛機(jī)電源實(shí)際容量的因素。飛機(jī)電源的容量選擇方法。8航空航天電氣設(shè)備的工作條件分類、危害。9

對飛機(jī)供電系基本要求及評價(jià)權(quán)重?？煽啃缘谋硎局笜?biāo)及設(shè)計(jì)要求。飛機(jī)交流、直流電源系統(tǒng)的供電質(zhì)量指標(biāo)?！?—1

概述返回飛機(jī)：輔助和應(yīng)急電源

航天器：電能的主要來源主要功能：ＤＣ電源系統(tǒng)：并聯(lián)，輔助電源應(yīng)急電源起發(fā)電源地面檢修ＡＣ電源系統(tǒng)：應(yīng)急電源將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能原電池（一次電池）：只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能鋅錳干電池，鋅汞蓄電池（二次電池）：雙向鉛酸、鎳鎘、鋅銀。機(jī)場電源，機(jī)上應(yīng)急電源儲備電池（激活電池）：燃料電池：一、化學(xué)電源原電池（一次電池）：蓄電池（二次電池）：儲備電池（激活電池）：干態(tài)存儲，靠氣體壓力將電解液通過分配系統(tǒng)進(jìn)入電池體內(nèi)遙控飛機(jī)、無人機(jī)等：鎂銀、鋅銀。燃料電池：H為燃料，O為氧化劑不可再生式和可再生式航天飛機(jī)一、化學(xué)電源二、特種電源：太陽能電池：太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。單晶硅、單晶砷化鎵。地球軌道航天器核電池：放射性同位素溫差發(fā)電器、核反應(yīng)、熱離子發(fā)電。宇宙探測器，軍用衛(wèi)星可靠。使用維護(hù)方便。3.比功率、比能量大：單位體積或重量所輸出的功率或能量。Ｗ／Ｌ，Ｗh／Ｌ（kg）三、對化學(xué)電源和特種電源的要求4.

工作電壓平穩(wěn)，內(nèi)電阻小。4.長期儲存，自放電小，可多次循環(huán)使用、短激活時(shí)間。4. 能承受惡劣環(huán)境，低污染。返回§2—2

鉛蓄電池一、組成：多個(gè)單格電池串聯(lián)。航空：12HK-28每個(gè)單格電池：容器、極板、隔板、電解液返回鉛蓄電池：容器橡膠（耐酸）排氣帽正極板PbO2負(fù)極板Pb隔板多孔橡膠電解液H

SO2

4（?。┗钚晕镔|(zhì)：參與化學(xué)活動的有效物質(zhì)合金柵架（鉛鋅銻）：提高極板的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能2．工作原理（了解）（1）電極電位的形成：·負(fù)極板PbPb2

+

2e雙電層:電極上為負(fù)電荷層、電極表面為正電荷層。阻止Pb

進(jìn)入電解液吸引Pb2電極電位→電解液：-0.13V·

正極板：酸性使PbO2Pb

4

+2

O

2Pb

44于正極板，吸附2個(gè)SO

2

，形成雙電層電位：2V正負(fù)極間存在的電位差為·

氣體電極電位：2

H2O=2H2+O2氣體和電解液接觸產(chǎn)生，

2.13V（2）放電過程：Pb

4Pb2+2ePb

24SO

2+4PbSOPb2Pb

2Pb

4負(fù)極板

：Pb

-2P2eb

2+

SO

244PbSO2e由負(fù)極板提沉積于極板表正極板Pb

2H

2

SO4活性物質(zhì)↓2H

2O

PbSO4↑

E

↓PbO2H

2

SO

4PbSO4↓

H

2

OPb2（3）充電過程正極板：負(fù)極板：Pb

2H

2

SO

4

H

2

OPb

4Pb活性物質(zhì)↑3.參數(shù)與特性電動勢,內(nèi)電阻,充放電曲線,容量和自放電（1）電動勢：與溫度,電解液密度有關(guān)E=0.84+d

（V）3d:15℃

,

1.05～1.30

g

/

cm2內(nèi)電阻:與結(jié)構(gòu)、介質(zhì)和充放電程度、溫度有關(guān)。

成分：極板電阻、電解液電阻、隔板電阻和電解液與電極間過渡電阻組成。主要是電解液電阻,過渡電阻。電解液電阻與電解液濃度有關(guān)：濃度大,

流動性差，電阻大；濃度小，離子少，電阻大。d=1.20g/cm3

，電阻率最小?！み^渡電阻:電解液與極板間的電阻。1）與極板面積、極片疏松度有關(guān)增大面積、片數(shù)、疏松度，電阻↓。與充放電程度有關(guān)放電時(shí)間↑，PbSO4

堵死極板微孔,反應(yīng)深度↓，r↑放電電流↑，電解液滲透來不及，有效作用面積↓，

r

↑與溫度有關(guān)：T

↓，電解液流動差,r

↑。構(gòu)使（3）充放電曲線：放電曲線：一定電流放電時(shí)，電池端電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線。充電曲線：充電時(shí)，電池端電壓與時(shí)間的關(guān)系曲線。A：放電曲線剛開始快速下降中間較平坦，持續(xù)時(shí)間長終止時(shí)，電壓下降，須切除負(fù)載，E回升終止電壓：鉛蓄電池·

放電特性與T、i

有關(guān)：P17

圖2-1(b),(c)放電i小，則放電時(shí)間t↑，電池電壓和終止電壓高。

T高，則r小，放電電壓高，終止電壓也高T太高影響壽命。放電時(shí)間（

h

）放電曲線1

4放電電壓（

v

）2

62

206010

20

30

40

502(b)電池組不同放電電流時(shí)的465

A2

5

A1

85

0

A1

7

0

A放電i小，則放電時(shí)間t↑，電池電壓和終止電壓高。012放電時(shí)間（

h

）24

6

8

10(C)溫度對電池放電的影響1.61.7放電電壓（

v

）2.12.01.91.8-50o

C-

25

o

C0o

C25o

C，則r小，放電電壓高，終止電壓也高T太高影響壽命。B.充電曲線：·

恒流充電充電結(jié)束時(shí)，極板上活性物質(zhì)幾乎全部還原電池電壓：2.3V。繼續(xù)充電：水電解，電勢↑，可達(dá)2.6V。02放電時(shí)間（h）46

8

1012(d)單格蓄電池的充電曲線142.01.82.2放電電壓（v）2.62.434單格電池的充電曲線

3

電壓,4

電動勢4.容量充足電→終止電壓。單位:A·h容量決定于參加化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)?；钚晕镔|(zhì)的數(shù)量。活性物質(zhì)的利用率：使用：放電電流大小，電解液溫度高低。低溫，大電流放電，容量顯著減小結(jié)構(gòu)：減小極板厚度，增加極板面積，提高疏松程度。額定容量：Ｔ＝25℃，額定電流，連續(xù)放電12HK—30，終止電壓1.7Ｖ。實(shí)際容量：一般大于額定容量，放電電流大小和電解液溫度影響活性物質(zhì)利用率。低溫大電流放電，容量減小極板和電解液中含有金屬雜質(zhì)，與極板有效材料構(gòu)成微型電池，由電解液短路。自放電容量減小放到終止電壓以上，電池?fù)p壞。長期存儲的鉛蓄電池必須定期充電。5、自放電返習(xí)題2-1提高電解液純度防止雜質(zhì)進(jìn)入蓄電池§2－３鎘鎳電池（堿性電池）1.結(jié)構(gòu)：正極板Ni(OH

)3石墨（改善導(dǎo)電性）負(fù)極板Cd15%

Fe（防鎘粉結(jié)塊）電解液KOHNaOH殼體涂鎳鋼板或塑料返2.工作原理負(fù)極：Cd2OHCd

(OH

)

22e

2Ni(OH

)22OH

+0.490V正級：2Ni(OH

)31.299V實(shí)際1.34～1.36

V,充足1.48V。正極Ni(OH

)40.12V2e-0.809V電動勢與電解液濃度，溫度關(guān)系不大。電動勢與電解液濃度，溫度關(guān)系不大。電解液濃度無變化。Ni(OH)2,Cd(OH)2

導(dǎo)電性差,內(nèi)電阻隨放電時(shí)間增加３．特性

Ａ．放電特性（１）初始階段：下降（２）放電電壓平穩(wěn)，特別是大電流放電。（３）終止電壓與放電電流有關(guān)小電流長時(shí)間可達(dá)1.1Ｖ，大電流可達(dá)0.5Ｖ024681012放電時(shí)間（h）(a)放電電壓（v）1.51.41.31.21.11.0單格電池的放電曲線024681012放電時(shí)間（h）(b)0.70.50.9放電電壓（v）1.51.31.11h2h3h5h8h10h不同放電時(shí)間的放電曲線第一階段：恢復(fù)Ni(OH

)3和第二階段：產(chǎn)生Ni(OH

)4Ｂ．充電：和Cd1.5Ｖ。Fe

1.8Ｖ。第三階段：水電解，氣體析出，形成附加氣體電極電位。切斷電流，一般要求恒流充電(均勻),而不是浮充(恒壓充電）。1.48V。0123456(c)7放電電壓（v）1.81.61.41.21.00.88放電時(shí)間（h）單格電池的充電曲線481216182230放電電壓（V）2620

24電池容量（A*h）(d)100A100A16A16A5A5A返電池容量與放電電流間關(guān)系實(shí):鎘鎳;虛:鉛4：鎘污染→氫鎳電池：負(fù)極為鈦鎳電極，吸附H2

。

H2的氣體電極電位–0.828v，與Cd

的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢相等。鈦鎳電極吸附H2能力強(qiáng)，容量可比鎘鎳電池大30%左右?！?—4

鋅銀電池一次電池：自動激活、人工激活干式荷電。

二次電池：干式荷電，干式不荷電（未化成）和濕態(tài)未化成和放電存儲態(tài)。返1.構(gòu)成：正極Ag負(fù)極Zn電解液KOH氧化態(tài)AgO2

2Ag

2

OZnOZnOH2.工作原理：負(fù)極

：Zn

2OH或正極：Ag

O

H

2O

22e Zn(OH

)2ZnO

H

2O22e2

Ag

O

2OHAg

O

H

O

2e

2Ag

2OH220.345V0.607V-1.26V-1.249V2

O

2或：Zn

AgZn

Ag

2

O

ZnO

2

Ag總：ZnAg

2

O2H

2O

Zn

(OH

)

2Ag

2OZn

Ag

2OH

2O Zn(OH

)2

2

AgZnO

Ag

2

O正極：Ag2O正負(fù)極均有兩種反應(yīng)負(fù)極：Zn

(OH

)2對應(yīng)的特性（電動勢、內(nèi)阻）不一樣。ZnOAg3.特性放電特性：二個(gè)階段：（一）正極過氧化銀Ag2O

1.82～1.86V,內(nèi)阻大2（二）

Ag

OAg

1.54～1.61V,內(nèi)阻小正極板產(chǎn)物不一樣，負(fù)極板產(chǎn)物不一樣，電位差不明顯圖2-30

24放電時(shí)間（h）(a)1.21.46

8

10

12

14

169A1.5A放電電壓（v）1.81.6∵電壓變化小，不能通過檢測電壓大小

判斷放電程度。06010

20

30

4050(b)不同放電電流特性1.21.470放電時(shí)間（min）放電電壓（v）1.6450A150A1

0A70A45A放電電流大?。捍箅娏鞣烹?，階段性不明顯08放電時(shí)間（h）(c)9A放電電流時(shí)溫度影響1.212

3

45671.41.0放電電壓（v）1.81.6-30

oC-40oC-20oC0

oC+30

oC+20

oC溫度：T↓放電電壓低，容量小，內(nèi)阻大。05230放電時(shí)間（min）10

15

205(d)1

0A放電特性19182021放電電壓（v）2-20

oC20

oC0

oC放電時(shí)的升壓特性：大電流放電，T

電壓。使用有關(guān)，溫度低，放電電流大，容量小。電池種類電動勢（V）平均工作電壓（V）比能量（W*h/Kg）比功率（W/Kg）荷電濕擱置性能鉛酸電池2.1-2.22.010-505-501個(gè)月，容量降30%鎘鎳電池1.351.015-405-306個(gè)月，容量降25%-40%鎘銀電池1.161.040-1020-1606個(gè)月，容量降10%-15%表2-1幾種電池主要性能比較表2-2幾種電池的工作效率電池種類容量輸出效率（%）能量輸出效率（%）鉛酸電池80——9065——70鎘鎳電池70——8050——60鎘銀電池75——855——65鋅銀電池>9580——85三種蓄電池比較鉛鎘鎳鋅銀比能量低一般高比功率低一般高電動勢高2.1~2.2低1.35中1.6~1.8內(nèi)阻大較小小鉛鎘鎳鋅銀充放電特性較陡較平坦平坦判斷終止放電測終止電壓測放電容量充放電循環(huán)壽命15次短1000次長30次一般容量輸出壽命一般低高能量輸出壽命一般低高鉛鎘鎳

關(guān)系不大鋅銀差高低溫特性價(jià)格便宜適中最貴較多應(yīng)用場合民用航空航天共同點(diǎn)：內(nèi)阻與溫度：T

，

r容量與溫度：T

，I

t容量與電流：I

，I

t放電電壓和放電電流：I

，U終止電壓與電流：I

，UD類型 狀態(tài) 正極板負(fù)極板電解液鉛充PbO2Pb2濃H

SO4放PbSO4鎘鎳充3Cd稀H

SO2

4K

OH2放PbSO4Ni

OHNi

OH2Cd

OH2鋅銀充Ag

O22Ag

O2ZnK

OH2習(xí)題2—2、2—3。返整流器：交直直流變換器：直交交交直逆變器：直變換器：交交電力電子變換器§3-1

直流變換器直接變換：降壓、升壓、升降壓。

隔離變換：單端正激、反激、推挽、半橋、橋式。常用做機(jī)內(nèi)電源。一.降壓式：二.升壓式：畫出電路on、off時(shí)的方程。電流連續(xù)時(shí)波形。外特性：Uo

與Dc

的關(guān)系。Off:1.

降壓式（Buck）變換器oiL

diLdtU

UL

di

LUodtU

o

U

i

DcOn:電流連續(xù)時(shí)波形:iL000iViDtttto

nto

nTTT2T2T2Tto

n0iLtonT

2T0（c）臨界電流連續(xù)時(shí)的電感電流波形iLtonT2Tton

to

f（d）電流不連續(xù)時(shí)的電感電流波形（e）變換器的輸出特性0UoIoDc1Dc

22Dc

1Dc2.

升壓式直流變換器On:Off:L

di

LdtU

ioidtL

diLU

UcoUU

i1

D0iLtonT

2

Tt0（b）電流連續(xù)時(shí)的電感電流波形iLtonT

2Tt0（c）臨界電流連續(xù)時(shí)的電感電流波形iLton

to

ff（d）電流不連續(xù)時(shí)的電感電流波形ttonT2T三.兩象限變換器1.電流兩象限：電流極性可變。由升、降壓組成1V

、D2、L

：降壓；充21

：升壓；放電。、D＋—iUV1V2D21D

ABLEb

L

、V（c）充電電流小時(shí)的電感電流波形0iLtonT

2Tt0（b）充電電流大時(shí)的電感電流波形iLtonT

2Tt（d）蓄電池放電電流波形0iLT2Tt.電壓極性可變。.電機(jī)控制，勵(lì)磁控制0U

AB0U

AB不能反轉(zhuǎn)電動?！ふD(zhuǎn)，電動。正轉(zhuǎn)時(shí)，不能制動。·反轉(zhuǎn)，制動。發(fā)電機(jī)工作因?yàn)镮單向。2.電壓兩象＋—iUV12DAB4V3Dio＋—§3-2

具有隔離變壓器的直流變換器·

隔離：輸入與輸出間的電氣絕緣電壓匹配多路輸出·單管：單端正激式、單端反激式·多管：推挽、橋式（半橋、全橋）·

采用變壓器：變壓器只傳遞交流能量；直交直變換?！け碚髯儞Q器的技術(shù)水平：功率密度：單位體積（重量）的輸出功率。一.單端反激式直流1變.換電器路及組成V、D、C、BB：有氣隙，儲能電感，匝比

W1

:W2

。+Ui+-W1

W2VDCUoB-（a)仿（1）V

on，D

off，C→load。B儲能，

W1中電流i升，

，（2）V

off，W1中電流等于0。dt

U

iL1di102dt2UdiLi1W1i2W

2磁通平衡++-UiW1W2VDCUoB-（a)2.

工作原但

不能突變，∴

W2

中產(chǎn)生電流D

onoffLU20T2i211W

2L2

WLiiUW

TUoffTon1W2W

1D

c1W20Dc

U

升降壓變換器221LLoffU

0

TWU

i

TonW1TDcTon占空比onL11Ui

Ti磁通平衡000iW1iW2ttttontonTT2T2TT

2T（b）電流連續(xù)時(shí)的磁通和電流波形（d）電流不連續(xù)時(shí)的波形0iw1tonT2Tt3T0iw2tonT2T（c）臨界電流連續(xù)t時(shí)的電流波形3T0itontk全周期平均法IiavI

iavUiU0IoniiIcUU

TDoavU

0

I

oav

T

U0oaviiav導(dǎo)通期間輸入電平均值功率平衡W2

I

oavW

1

1

D

c晶體管關(guān)斷期間承受的反壓：iciceUWUU1

D12U

0W

1輸入電流平均值在電流斷續(xù)時(shí)：續(xù)流時(shí)間小于ToffL

11i

U

i

T

on22i

L

U

0KTKoKkoLU0

T2

ITTI221

iT2T

2i磁通平衡：i2W

2L

2

L12i1W11ii2設(shè)計(jì)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，隔離，升降壓變換缺點(diǎn)：不能空載；磁利用率低。L1L22LU022iTonL1UT

2

Ioi

cU2D

202

L

fI1

oUD

c

一定時(shí)不能空載二.單端正激式變換器1.電路圖：+-+-UiW1

W2VD1CUoBD3D

2W3L0tto

nT2T變壓器鐵心磁通和副邊電壓波形：0tT2U2.

基本關(guān)系：ioD

UcWU1W

2onontWU

i1ktU

ioffW3kontWW

3t1toff為保證變換器正常工作：tk３．開關(guān)、變換器工作狀態(tài)：W1W1

W

3D

c三.推挽式直流變換器兩個(gè)對稱的單端正激式直流變換器.1.主電路原理圖+-V1V21-

+DD2UiW1W

2W1W

2D3CoUD4(a)2TT

t2TTt0u202.Dc=0.5時(shí)副邊電壓和磁通波形基本關(guān)系：i

cWW12

U

D0U2·變壓器的工作狀態(tài)：雙向磁化，磁利用率高?！ぞw管的反壓：2Ui+漏感引起的尖峰?！ぷ儔浩髀└械挠绊?雙線并繞緊耦合以減小漏感?！ぷ儔浩麟p向磁化：直流偏磁問題。i

cc12

U

Do

WW

2

2U

i1W2WUDc

oiD

IWI12WI

o

UoiI

i

U四.半橋及橋式隔離型直流變換器1.半橋：兩個(gè)輪流工作的降壓式直流變換器+-+-CCiU

BB3DLC

UoD4（a)D1

V1

AD2

V2?a

）半橋式直流變換器主電路-CCU

iB11D

VD2

V2（b)RL

LLA

oi半橋式直流變換器及逆變器電路圖+02TTtio（d）Dc較小時(shí)的逆變器波形02TTuABiot（c）Dc=1/2的逆變器波形u

AB2.全橋a.

橋式逆變器主電路原理圖b.移相控制原理及電壓

U電流io

波形。AB1V2VV3V34VUABto1tt

t2

34tt5＋—UiV12VD1ABV34V4DD3ioRLD2LL（c）移相控制橋式逆變器的工作模＋—ioRLLLAB＋—RL

LLioAB＋—ioRL

LLAB＋—oiRL

LLABioWU12

UWTDt

on分析：+-UiBL+C

Uo-（d)橋式逆變器式直流變換器主電路原理圖AB

W1W2變換器所用可控功率電子器件多，在相同器件定額時(shí)，所能變換的功率也越大。全橋﹥半橋，推挽﹥單端。輸出§3-3

單相逆變器逆變器：DC→AC

（一般為正弦）單相三相方波

階梯波正弦脈寬調(diào)制推挽

半橋

橋式

三相橋＋—Ui1VV21DAB(a)3VV4D43DD2

RLLLCL02TT

tUAB＋—Ui1VD1AV2(a)3VBV44D3D2RLLDLCL一.方波逆變1控制信號V1、V2互補(bǔ)，各導(dǎo)通180°。V3、V4互補(bǔ)，V1和V4同時(shí)開關(guān)。沒有偶次諧波，有基波、奇次諧波4U

isin

nwtn

1ABnUn

1,3,5w

2

f4U

i

sin

wt基波：U

12輸出電壓3優(yōu)點(diǎn)：控制簡單缺點(diǎn)：諧波含量豐富輸出電壓不可調(diào)要求穩(wěn)定，怎么辦？二、1802

脈寬調(diào)制波：減小導(dǎo)通時(shí)間?AB4U

iucos

n

sin

nwtn

1，3，5nu

14Ui

cos

sin

wt(b)02TTtu

AB改變

→（1）改變U1，調(diào)節(jié)輸出電壓。（2）改變U1

，諧波也發(fā)生變化。AB4Uiucos

n

sin

nwtn

1，3，5n14U

i

cos sin

wtu3sin

wt3u

4U

i

cos

33

特點(diǎn)：優(yōu)：可調(diào)壓、可有選擇地消除諧波缺：調(diào)壓和消除諧波不可兼顧諧波仍很豐富三、SPWM逆變（載波交截）1控制規(guī)律多個(gè)脈寬調(diào)制波，且每個(gè)波的寬度按正弦規(guī)律分布常用載波交截法f

c調(diào)制波：正弦波fo載波：三角波二種電壓輸出形式：單極性和雙極性。UABa

sin

nwtnb

cos

nwtnC

na2

b2nna0nn

121

f

( )

sin

d021b

f

()

cos

dn2輸出電2(

)C

nnn

2C1X4特點(diǎn)：N大，x小→開關(guān)頻率高，損耗大。M＜1.1,M↑,x↓，Uo1↑。M＞1.1，M↑，x↑，Uo1↑。單脈寬調(diào)制：輸出電壓基波達(dá)最大2 2

Ui諧波系數(shù)和載頻比及調(diào)制比有關(guān)。ArAcMf

cf

rN四、最優(yōu)SPWM逆變低開關(guān)頻率，高基波電壓，小諧波系數(shù)。開關(guān)點(diǎn)預(yù)置：不是由載波交截決定，而是按一定原則優(yōu)化計(jì)算得到。013552442t1控制原則x最小，或某次諧波為0，同時(shí)基波最大f

(

)b

sinnn

10f

( )

sin

n

d2Tbn54312nncosn

cosn

)cosncosnb

4U

i

(cosn2b3

b5

b7

b9b1103

優(yōu)點(diǎn)：諧波含量小，可有選擇地消除低次諧波缺點(diǎn)：不能調(diào)壓。五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變器電壓電流雙閉環(huán)＋—1V2V2DD1V34V4DD3fC—＋u

i

gu

iffLi

L22—＋V12VD2D1V34VD4D3fC—＋ui

gifufLiL22（2）電流跟蹤比較器輸出-1

V1、V4導(dǎo)通

iL比較器輸出+1V2、V3

on，經(jīng)D2、D3續(xù)流或者V2、V3導(dǎo)電

iL五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變1原理（1）比較器，滯環(huán)特性邏輯延時(shí)與分相2uif

uiguig2uif遲滯比較器uuigifccu21R

2RRR1R

R1

2u

U比較器輸出-1

V1、V4導(dǎo)通

iL比較器輸出12uif

uigifR

R1R

R2cc*

(

U

)iguuR2R121ccifRR1

R2u2u

igR1

U2遲滯比較器uuigifccu1

2R

2R

R1

2R1R

Ru

U2uiguifif1R

R21R

R2cc*

UiguuR2R1ccifRR1

R2u2uigR1

U2比較器輸出+1

V2、V3

on，經(jīng)D2、D3續(xù)流或者V2、V3導(dǎo)電

iL比較器輸出-1遲滯比較器uuigifccu21R

221R1RRURRuccifRR1

R2u2uigR1

U2ccRu22uigR1

UR1

R2ifcc2R1

Uuif22u

ifuif22uif

uig2uiguif五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變器uifuig’五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變2

特點(diǎn)：高開關(guān)頻率，低諧波含量。環(huán)寬越小，諧波越小，但開關(guān)頻率越高。雙閉環(huán)內(nèi)環(huán)：電流環(huán)，高度穩(wěn)定。抑制電源電壓變化的影響。外環(huán)：電壓環(huán)?？煞糯笙禂?shù)，高精度。快速響應(yīng)，瞬態(tài)特性好，電壓恢復(fù)快。電流受限制，內(nèi)在的過流保護(hù)。（通過電壓調(diào)節(jié)器輸出限幅達(dá)到）。五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變3二態(tài)，三態(tài)單極性與雙極性輸出比較：電流脈動改善輸出波單相逆變器小一.方波逆變優(yōu)點(diǎn)：控制簡單缺點(diǎn)：諧波含量豐富輸出電壓不可調(diào)二、1802脈寬調(diào)制波：減小導(dǎo)通時(shí)間?優(yōu)：可調(diào)壓、可有選擇地消除諧波缺：調(diào)壓和消除諧波不可兼顧諧波仍很豐富優(yōu)點(diǎn)：諧波含量小，可有選擇地消除低次諧波。低開關(guān)頻率，高基波電壓，三、SPWM逆變（載波交截）多個(gè)脈寬調(diào)制波，且每個(gè)波的寬度按正弦規(guī)律分布開關(guān)頻率高，諧波小四、最優(yōu)SPWM逆變（開關(guān)點(diǎn)預(yù)置）x最小，或某次諧波為0，同時(shí)基波最大單相逆變器小五.具有電流瞬時(shí)反饋的逆變特點(diǎn)：高開關(guān)頻率，低諧波含量。環(huán)寬越小，諧波越小，但開關(guān)頻率越高。雙閉環(huán)快速響應(yīng)，瞬態(tài)特性好，電壓恢復(fù)快。電流受限制，內(nèi)在的過流保護(hù)。單相逆變器小§3-4

三相逆變器三個(gè)單相構(gòu)成三相逆變器180°導(dǎo)通型，階梯波合成型，脈寬調(diào)制型。一.180°導(dǎo)通型1控制規(guī)律：各導(dǎo)通180°，三相差120°。＋—Ui1V2D1V

V3V46VACD23D

V5BD

4D56DU

AB(b)UiT2TtV1V4V6V3V6V5V2V5(

c)02TTtU

Ao32

U

i＋—iUV1V21DV3V45ACD2D

3VBD

4D5V6

D6)U

NO

1

AO

UBO

UCO3

(UUAN(2U

AOUBOUCO

)132

線電壓：相電壓：2U

(sin

w5t1

sin75wt1

s1i1n

7wt1

sin11wt)U

AB(t)3iU

AO

(t

)2

iU

(sin

wt

51

sin

5wt71

sin

71w1t1

sin

wt

)有效iAB23UU

=AO23

U

iU

=3特點(diǎn)：線、相電壓諧波一樣，諧波相位關(guān)系一樣→波形不一樣。線、相電壓中5、7次諧波相位相反無3及3的倍數(shù)次諧波線、相電壓有效值相差3＋—UiABC1AB11CA2B2C

2Na

11b1c2b2a2c

二. 階梯波合控制規(guī)律：

180°導(dǎo)通，二個(gè)橋。合成原則：諧波抵消，

基波充分利用＋—ABCA1B

1C

1A

2B

2C

2Na

11b1c2b2a2c

二. 階梯波合Ui合成方法：繞組串接，第一臺變比1：1第二臺3

:12合成電勢：U

a)U

a1

U

a

24

U

i(sin

wt

1

1

sin

11wt

131

sin

13wt3特點(diǎn)：基波加大一倍諧波次數(shù)↓，只有12n

1次。輸出功率加大一倍a

1Uta

2UtaUt二.階梯波合多通道階梯波合成逆變器：四個(gè)三.脈寬調(diào)制：載波交截，最優(yōu)SPWM，電流控制?！?-4

三相逆變器三相逆變器小一.180°導(dǎo)通型各導(dǎo)通180°，三相差120°。特點(diǎn)：線、相電壓諧波一樣，諧波相位關(guān)系不一樣→波形不一樣。線、相電壓中5、7次諧波相位相反無3及3的倍數(shù)次諧波線、相電壓有效值相差3三相逆變器小二.階梯波合控制規(guī)律：180°導(dǎo)通，二個(gè)橋。合成原則：諧波抵消，基波充分利用。合成方法：繞組串接，第一臺變比1：1第二臺3

:1特點(diǎn)：基波加大一倍諧波次數(shù)↓，只有12n

1次。輸出功率加大一倍§3-6

飛機(jī)靜止式二次電源二次電源：DC→AC，一.基本類型二.具有功率因數(shù)校正的整流電源PF的定義n

1rIms2(2)

rms(In)22Irms

Irms(1)Irms(n)總輸入電流有效值Pin有功功率視在功率V2

rmsIrms假設(shè)輸入交流電壓為正弦波，輸入電流為非正弦：功率因數(shù)PFPFcosIrms（1）cos

u

cosPFVrms

Irms(1)Vrms

Irms

Irms為輸入基波電流和輸入電壓之間的相移角?；円驍?shù)；相移因數(shù)；電力公VinIin+VB_

CB負(fù)載IinVB（a）（b）二極管和電容整流濾波電路輸入交流電壓、電流和儲能電容電壓波形輸入電流呈脈沖狀，諧波分量很大?！がF(xiàn)象：網(wǎng)側(cè)電流非正電力公·影響1

）諧波電流、電壓

2

）低功率因數(shù)·對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波“污染”?！ぁ岸涡?yīng)”——電流流過線路阻抗造成諧波電壓降，反過來使電網(wǎng)電壓也產(chǎn)生畸變。·干擾其他的用電設(shè)備。平均電流控制的Boost

PFC變換器＋＋—vsisvdciLLQD＋Vo—vdciLVoir—＋VA—＋CA乘法器驅(qū)動器vs原理圖vdc平均電流控制的Boost

PFC變換器＋＋—vsisvdciLLQDvdciLVoir—＋VA—＋CA乘法器驅(qū)動器is原理圖idc控制的目的＋Vo—輸出穩(wěn)定平均電流控制的Boost

PFC變換器＋＋v—

sisvdciLLQD＋Vo—vdciL—＋VorVAi—＋CA乘法器驅(qū)動器原理圖idc問題高頻幾十K工頻100HziL功率因數(shù)校正技術(shù)Uo

Ug要求輸入電流和輸入電壓同相位，所以電流給定和輸入電壓同相位電流給定由波形和電壓調(diào)節(jié)器共同決定ig

Ue

*Udc乘法器·工作原要求輸出電壓穩(wěn)定、可調(diào)，采用電壓閉環(huán)要控制輸入電流，所以要檢測輸入電流，使其等于給定值Boost功率因數(shù)校正技術(shù)1）功率因數(shù)高，0.97~0.99。2

輸入電流連續(xù),電磁干擾小。2

輸入濾波器減小。2

開關(guān)管容易驅(qū)動。優(yōu)Boost缺輸入與輸出無隔離；能量單方向傳遞。·應(yīng)用場1~2kW以下負(fù)載?！?-6

飛機(jī)靜止式二次電源1

傳統(tǒng)：變壓器+整流器可控：不可控：變壓器體積、重量大，不可調(diào)壓2現(xiàn)在：電子式變壓整流器（開關(guān)電源）115

V

/

400

Hz

ac28Vdc三.變壓整流器270V（高f）↑降壓2電子式變壓整流器：主電路：整流→濾波→逆變→整流→濾波?？刂齐娐罚赫{(diào)壓、保護(hù)

恒壓蓄電池充電器：電路相同，控制規(guī)律有區(qū)別。恒流輸出 均、浮充平滑轉(zhuǎn)換高頻、可調(diào)28Vdc

115

Vac四.靜止變流123傳統(tǒng)：變流機(jī)（機(jī)組）?，F(xiàn)在：靜止變流器推挽逆變+升壓變壓器，PWM調(diào)寬。方波400Hz變壓器，濾波器重。升壓式直流變換器+階梯波合成逆變器

400Hz變壓器，濾波小。單端（反激）+SPWM

INV。小體積（高f變壓器），小filter。飛機(jī)靜止式二次電源小二次電源：DC→AC，AC→DC(DC/DC)·具有功率因數(shù)校正的整流電源·電子式變壓整流·靜止變流器習(xí)題：1.

歸納獲得正弦波輸出電壓的逆變器控制方案，并說明其特點(diǎn)。2.

3-113.

3-121降壓和升壓直流變換器的工作原理、輸入輸出特性、電感電流連續(xù)條件、優(yōu)缺點(diǎn)2電流兩象限和電壓兩象限直直變換器的工作原理。3單端反激和單端正激直直變換器的工作原理、輸入輸出特性、參數(shù)設(shè)計(jì)、優(yōu)缺點(diǎn)。4橋式直直變換器的單極性、雙極性、移相控制策略原理、優(yōu)缺點(diǎn)。小結(jié)內(nèi)容要求·低壓直流電源、高壓直流電源的構(gòu)成·飛機(jī)直流發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)、并聯(lián)運(yùn)行、控制與保護(hù)原理·飛機(jī)直流發(fā)電機(jī)、起動發(fā)電機(jī)§5-1

概述主電源：直發(fā),

28.5V（調(diào)節(jié)點(diǎn)），27.5V（匯流條）輔助和應(yīng)急電源：蓄電池24V二次電源：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)、靜止變流器。LVDC：結(jié)構(gòu)簡單，成熟，起動發(fā)電。HVDC：270V主電源：無刷直發(fā)輔助電源：APU傳動的直流發(fā)電機(jī)。應(yīng)急：蓄電池，應(yīng)急發(fā)電機(jī)。高壓：蓄電池串聯(lián),容量Ah增加否？§5-2

飛機(jī)直流發(fā)電機(jī)一.飛機(jī)直發(fā)的特點(diǎn)1定額：標(biāo)稱電壓30V電流100A，200A，300A，400A，600A功率3KW

6KW

9KW

12KW

18KW型號：ZF—X

（

X，標(biāo)稱功率）QF—X2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)傳動端：法蘭盤，凸緣定位，便于拆卸，減小需用空間。非傳動端：鋁合金端蓋，軸承，軸承與端蓋間用鋼襯套。復(fù)合軸：空心軸：重力，拉力，扭矩。軟軸：彈簧鋼，扭矩，吸收扭轉(zhuǎn)振動能量。一、飛機(jī)直發(fā)的特點(diǎn)1）高轉(zhuǎn)速：有刷3800rpm～5500rpm，無刷18000rpm。enE

C

nPN60

a一、飛機(jī)直發(fā)的特3

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：目的：減小體積重N：電樞繞組總有效導(dǎo)體數(shù)。a：繞組并聯(lián)支路對數(shù)2）高電磁負(fù)荷·氣隙Bav=0.7TB

avD2

P3

設(shè)計(jì)特點(diǎn)：目的：減小體積重一、飛機(jī)直發(fā)的特NiaDl減小電樞外徑D和電機(jī)長度l·線負(fù)荷A：電樞表面單位長度的安培系數(shù)。AA：300A/cm；·電樞繞組電流密度J：20A/mm2減小導(dǎo)線截面3）材料電樞鐵芯：低損耗高導(dǎo)磁硅鋼絕緣材料：絕