多電飛機(jī)與電力電子課件

多電飛機(jī)與電力電子南京航空航天大學(xué)民用航空技術(shù)交流會(huì)嚴(yán)仰光，張方華多電飛機(jī)與電力電子南京航空航天大學(xué)民用航空技術(shù)交流會(huì)嚴(yán)仰光多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南航大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380歐洲空客公司B787美國(guó)波音公司F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380B787F-3521世紀(jì)初的三A380歐洲空客公司

空機(jī)重量：280,000公斤最大載客量：555-853人四發(fā)，雙通道，雙層發(fā)動(dòng)機(jī)：4臺(tái)渦輪風(fēng)扇噴氣式

發(fā)動(dòng)機(jī)

-羅爾斯-羅伊斯公司Trent900-發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)盟GP720021世紀(jì)初的三種新飛機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380歐洲空客公司空機(jī)重量：280,000公斤21

空機(jī)重量：115,000公斤載客量：210~330人雙發(fā)，雙通道發(fā)動(dòng)機(jī)：

-通用電氣GEnx-勞斯萊斯(Rolls-Royce)Trent100021世紀(jì)初的三種新飛機(jī)B787美國(guó)波音公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)空機(jī)重量：115,000公斤21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)B786F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)

空機(jī)重量：13,020公斤

標(biāo)準(zhǔn)的武器配備：2枚空空彈和2枚JDAMPratt&WhitneyJSF119-611加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)6F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)空機(jī)重量多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南航大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征：概要多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心不提取發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮空氣取消或簡(jiǎn)化附件傳動(dòng)機(jī)匣采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)電能代替集中式的液壓、氣壓能、機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：概要多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心多電飛機(jī)的特征：傳統(tǒng)飛機(jī)的能量分配電能，航電、照明、風(fēng)機(jī)、娛樂(lè)等氣壓能，高溫高壓空氣用于座艙增壓、防冰和環(huán)控液壓能，舵面、起落架、艙門(mén)等操縱機(jī)械能，發(fā)電機(jī)、燃油和滑油泵推力多電飛機(jī)的特征：傳統(tǒng)飛機(jī)的能量分配電能，氣壓能，液壓能，舵面提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣

電氣加溫和防冰設(shè)備；電動(dòng)飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)（增壓，溫度和濕度的調(diào)節(jié)）；提取軸馬力比引氣更省燃油。多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮后的空氣提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣電氣加溫和防冰設(shè)備；多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛大大提高可靠性多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮后的空氣大大提高可靠性多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)裝置；將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳到各設(shè)備；包括滑油泵、燃油泵、液壓泵、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)。附件機(jī)匣多電飛機(jī)的特征：(1-2)簡(jiǎn)化或取消附件機(jī)匣B787——簡(jiǎn)化附件機(jī)匣，附件機(jī)匣上僅有起動(dòng)發(fā)電機(jī)F-35的IPU——取消附件機(jī)匣，起動(dòng)發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)組合于一體。簡(jiǎn)化或取消附件機(jī)匣，省去了空氣或燃?xì)馄饎?dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備。多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)裝置；附多電飛機(jī)的特征：(IPU和內(nèi)裝起動(dòng)發(fā)電機(jī)采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)，可靠性高多電飛機(jī)的特征：(1-3)采用氣浮/磁浮軸承IPU和內(nèi)裝起動(dòng)發(fā)電機(jī)采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)，可靠機(jī)械能液壓能氣壓能電能多電飛機(jī)的特點(diǎn)現(xiàn)有飛機(jī)的二次能源多電飛機(jī)的二次能源氣壓能機(jī)械能液壓能電能電能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替機(jī)械能多電飛機(jī)的特點(diǎn)現(xiàn)有飛機(jī)的二次能源多電飛機(jī)的二次能源氣壓序號(hào)使用電能設(shè)備名稱1230V360－800HzAC環(huán)境控制系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)扇2230V360－800HzAC冰箱電動(dòng)壓縮機(jī)3115V360－800HzAC設(shè)備冷卻風(fēng)扇4115V360－800HzAC冰箱電動(dòng)壓縮機(jī)5230V360－800HzAC燃料泵628VDC燃料泵B787使用的變頻交流和28V直流電動(dòng)機(jī)氣壓能和機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)使用電能設(shè)備名稱1230V360－800HzAC序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單臺(tái)功率/kW總功率/kW1電動(dòng)液壓泵4753002電動(dòng)壓氣機(jī)4753003電動(dòng)風(fēng)扇225504制氮電動(dòng)機(jī)15050調(diào)速電動(dòng)機(jī)總功率700B787大功率調(diào)速電動(dòng)機(jī)氣壓能和機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單臺(tái)功率/kW總功率/kW1電動(dòng)液壓泵475電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)氣壓能和機(jī)械能電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)氣壓能和機(jī)械能電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)多集中式飛機(jī)液壓能源的替代飛機(jī)舵面和其它機(jī)構(gòu)的操縱集中式液壓系統(tǒng)機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)或電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)提高飛機(jī)的可靠性生命力和經(jīng)濟(jì)性附件機(jī)匣傳動(dòng)的液壓泵和飛機(jī)的液壓管路多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替集中式飛機(jī)液壓能源的替代飛機(jī)舵面和其它機(jī)構(gòu)的操縱集中式液壓系序號(hào)部件名稱作動(dòng)面積/m2作動(dòng)功率/kW總功率/kW1副翼6×46×6362升降舵6×126×10603方向舵2×202×10204配平20550505襟翼與阻力板1501506起落架1751757機(jī)輪剎車和轉(zhuǎn)向控制998作動(dòng)系統(tǒng)總功率550A380飛機(jī)的操縱部件和作動(dòng)功率集中式飛機(jī)液壓能源的替代多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)部件名稱作動(dòng)面積/m2作動(dòng)功率/kW總功率/kW1副翼6機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多ControlsOutputFilterCommonMotorStartController(CMSC)大功率調(diào)速電機(jī)控制器集中式飛機(jī)液壓能源的替代多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替大功率調(diào)速電機(jī)控制器ControlsOutputFilterCommonMo多電飛機(jī)的特征：總結(jié)多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心不提取發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮空氣取消或簡(jiǎn)化附件傳動(dòng)機(jī)匣采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)電能代替集中式的液壓、氣壓能、機(jī)械能多電飛機(jī)是飛機(jī)技術(shù)的全局性優(yōu)化簡(jiǎn)化了飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，迎風(fēng)面積小，節(jié)省能源減少了地面支援設(shè)備改善了飛機(jī)的可靠性、維護(hù)性、生命力和經(jīng)濟(jì)性多電飛機(jī)的特征：總結(jié)多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生910kVA1460kVA250kW多電飛機(jī)的特點(diǎn)MEA的電源總?cè)萘浚篗EA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A3802×2254×2502010163B787F-3531.82007250kWIPU*MEA的電源總?cè)萘刻嵘?倍以上910kVA1460kVA250kW多電飛機(jī)的特點(diǎn)MEA的電2×1204×1502007560A380790/115*4×75/90*1990275/365A3406903×100/120*1990273MD-11560kVA+12kW4×601983151伊爾-764903×901971259DC-1032×75/904×75/90*1980/1985362-394B747-300/4002主電源為IDG，輔助電源為APU**輔助電源為雙輸出多電飛機(jī)2×604×601970362-394B747-2001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機(jī)型號(hào)序號(hào)多發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)電源額定功率**輔助動(dòng)力裝置與發(fā)電機(jī)組合*恒速恒頻電源115/200VAC400Hz組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)IDG,75/90中75為額定功率，50%過(guò)載和100%過(guò)載以75kVA計(jì)，為112.5kVA和150kVA，90kVA時(shí)可長(zhǎng)期工作。MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A380790/115*4多電飛機(jī)2×2254×2502010163B787420kVA為變速恒頻電源1202×120kVA+20kVA1995229B7773902×75/901982159B7672主電源為IDG，輔助電源為APU902×75/901983150A310-3001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機(jī)型號(hào)序號(hào)雙發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)電源額定功率MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大多電飛機(jī)2×2254×2502010163B787420k序號(hào)飛機(jī)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)最大起飛重量/t始用日期主電源功率/kVA輔助電源功率/kVA備注1F-15C23019742×40/50主電源為IDG2F-161161978405應(yīng)急電源為5kVA3幻-200011719832020kVA為變速恒頻電源4蘇-272342×305F-2222719972×65kW22kW主電源和輔助電源270VDC6F-35131.82007250kWIPU*270VDC多電飛機(jī)*IPU組合動(dòng)力裝置是APU和應(yīng)急動(dòng)力裝置EPU的組合。戰(zhàn)斗機(jī)電源額定功率MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大序號(hào)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)最大起飛重量/t始用日期主電源輔助電源備注1Rating:250kVAFrequency:360–800HzWeight–dry:203lbsMTBF:30,000FHMTBUR:20,000FHB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)(VFSG)MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大Rating:250kVAB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)(VFSGB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)單位數(shù)據(jù)1結(jié)構(gòu)型式旋轉(zhuǎn)整流器式同步電機(jī)2額定電壓VAC230/4003額定電流AAC3614額定頻率Hz360-8005額定功率kVA2506過(guò)載能力%125%5'175%5''7功率因數(shù)cosφ0.75-0.958極對(duì)數(shù)39轉(zhuǎn)速r/min7200-1600010起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Nm≮18011冷卻方式噴油12效率%>9013電機(jī)干重kg9214平均故障間隔時(shí)間h30000MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)單位數(shù)據(jù)1結(jié)構(gòu)型式B787VFACS/G發(fā)電機(jī)電路圖MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787VFACS/G發(fā)電機(jī)電路圖MEA的電源和用電設(shè)備B787的APUAPUASGsInstalledOnAPURating:225kVAFrequency:360–440HzWeight–dry:122.7lbs.MTBF:40,000FHMTBUR:30,000FHLiftingLugAlignmentPinInputShaftScavengeCoreSupplyCoreASGMEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787的APUAPUASGsInstalledRati結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)，互為備份的兩個(gè)獨(dú)立的變換器通道F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)，互為備份的兩個(gè)獨(dú)立的變換器通F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)要求單位數(shù)據(jù)1電機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)2額定電壓VDC2703額定電流ADC9284額定功率kW2505過(guò)載功率kW3306工作轉(zhuǎn)速r/min13456~222247起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Nm≮1808冷卻方式空心導(dǎo)體油冷9效率%≮8910重量kg46.6（電機(jī)本體）11平均故障間隔時(shí)間h20000MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)要求單位數(shù)據(jù)功率大、效率高、體積重量小要求多種電能（B787中8種以上）電能質(zhì)量要高不中斷供電內(nèi)裝起動(dòng)/發(fā)電機(jī)MEA的電源和用電設(shè)備：(2)電源的其他特點(diǎn)功率大、效率高、體積重量小MEA的電源和用電設(shè)備：(2)電MEA的電源和用電設(shè)備：(3)非線性負(fù)載顯著增加雷達(dá)等通訊設(shè)備的脈沖負(fù)載特性EMA和EHA的輸入特性曲線線性負(fù)載和恒功率負(fù)載的輸入特性MEA的電源和用電設(shè)備：(3)非線性負(fù)載顯著增加雷達(dá)等通訊電源功率顯著增大；非線性負(fù)載顯著增加；電力電子變換器廣泛應(yīng)用；多微處理器的智能配電系統(tǒng)。A380、B787、F35等多電飛機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)、二次電源及用電設(shè)備和電力電子緊密結(jié)合，是電機(jī)、機(jī)械、電力電子、傳感器、控制理論和計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的集成機(jī)電系統(tǒng)，使多電飛機(jī)電氣系統(tǒng)有高的可靠性、好的維修性、小的體積重量、低的成本和優(yōu)良性能。MEA的電源和用電設(shè)備電源功率顯著增大；MEA的電源和用電設(shè)備多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生非線性負(fù)載使電源畸變，必須有TRU、ATRU、PFC、APF；電源重量增加。不易承受能量回饋，B787用耗能電阻或用矩陣變換器、AC/DC/AC變換器與電能存儲(chǔ)設(shè)備如蓄電池、超級(jí)電容等接口復(fù)雜發(fā)電系統(tǒng)重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。B787發(fā)電機(jī)，250kVA，92Kg;F35發(fā)電機(jī)250kW46.6Kg交流電網(wǎng)電壓降大，損耗大不易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)和不中斷供電交流固態(tài)功率控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損耗大交流電源飛機(jī)離不開(kāi)28V直流電DC電源和AC電源的比較：(1)AC電源的缺點(diǎn)非線性負(fù)載使電源畸變，必須有TRU、ATRU、PFC、APB787VFACS/G起動(dòng)工作系統(tǒng)圖ATRU單向能量流動(dòng)自耦變壓整流器（ATRU）的電路波形質(zhì)量高、過(guò)載強(qiáng)、效率高、重量輕DC電源和AC電源的比較：(1)AC電源的缺點(diǎn)B787VFACS/G起動(dòng)工作系統(tǒng)圖自耦變壓整流器（ATVFAC電源給調(diào)速電動(dòng)機(jī)的供電耗能電阻防止母線電壓升高反流保護(hù)二極管D和SSPC組合實(shí)現(xiàn)不中斷供電電源故障；饋線故障；配電線故障；負(fù)載故障。以上4種故障不會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備供電中斷。DC電源和AC電源的比較：(1)AC電源的缺點(diǎn)VFAC電源給調(diào)速電動(dòng)機(jī)的供電反流保護(hù)二極管D和SSPC組合不能用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便的異步電機(jī)和變壓器。二次大戰(zhàn)時(shí)某些大型飛機(jī)使用110V直流電，遇到三個(gè)難題：有刷直流電機(jī)高空換向；開(kāi)關(guān)電器高空斷?。恢绷麟娔茏儞Q和電壓電流隔離檢測(cè)。電工科技發(fā)展特別是電力電子學(xué)的發(fā)展克服了三個(gè)難題1997年裝備270V直流電源的F-22飛機(jī)升空（主電源2臺(tái)65kW無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)，輔助電源1臺(tái)22kWAPU）。DC電源和AC電源的比較：(2)DC電源的缺點(diǎn)不能用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便的異步電機(jī)和變壓器。DC電源和AC電源多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生航空電源的研究工作：(1)起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)系統(tǒng)整流器調(diào)壓器提出電勵(lì)磁雙凸極直流電機(jī)，適用于起動(dòng)/發(fā)電場(chǎng)合，具有電勵(lì)磁電機(jī)控制簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。定子轉(zhuǎn)子電樞繞組勵(lì)磁繞組航空電源的研究工作：(1)起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)系航空電源的研究工作：(2)二次電源

輸入:27VDC輸出:單相115V/400Hz功率:1000VA123研制成功20W-10kW功率等級(jí)的多種靜止變流器。航空電源的研究工作：(2)二次電源輸入:27VDC輸出:多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究展望與結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)對(duì)電氣設(shè)備提出了更高的要求惡劣環(huán)境下工作的能力，如內(nèi)裝起動(dòng)發(fā)電機(jī)更高的可靠性、更小的體積重量電能管理與熱管理穩(wěn)態(tài)功率的管理瞬態(tài)功率的管理嚴(yán)峻的熱管理挑戰(zhàn)全電化：節(jié)能環(huán)保多電飛機(jī)對(duì)電氣設(shè)備提出了更高的要求惡劣環(huán)境下工作的能力，如內(nèi)多電飛機(jī)與電力電子：

總結(jié)

多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)的核心技術(shù)，取消引氣大幅度降低了燃料消耗；液壓能、機(jī)械能等被電能替代，同時(shí)簡(jiǎn)化了機(jī)載和保障系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)技術(shù)的全局性優(yōu)化。多電飛機(jī)的電源功率顯著增加，非線性負(fù)載顯著增加，并具有持續(xù)增加的趨勢(shì)。與AC電源系統(tǒng)相比，DC電源系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢(shì)。多電飛機(jī)在高功率密度的發(fā)電技術(shù)、功率變換技術(shù)、配電技術(shù)、能量管理和熱管理等方面提出了更大的挑戰(zhàn)，是電氣學(xué)科，尤其是電力電子技術(shù)的重要機(jī)遇。多電飛機(jī)與電力電子：總結(jié)多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)的核心技術(shù)，謝謝！南京航空天大學(xué)江蘇省航空學(xué)會(huì)民用航空技術(shù)交流會(huì)謝謝！南京航空天大學(xué)民用航空技術(shù)交流會(huì)多電飛機(jī)與電力電子南京航空航天大學(xué)民用航空技術(shù)交流會(huì)嚴(yán)仰光，張方華多電飛機(jī)與電力電子南京航空航天大學(xué)民用航空技術(shù)交流會(huì)嚴(yán)仰光多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南航大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380歐洲空客公司B787美國(guó)波音公司F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380B787F-3521世紀(jì)初的三A380歐洲空客公司

空機(jī)重量：280,000公斤最大載客量：555-853人四發(fā)，雙通道，雙層發(fā)動(dòng)機(jī)：4臺(tái)渦輪風(fēng)扇噴氣式

發(fā)動(dòng)機(jī)

-羅爾斯-羅伊斯公司Trent900-發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)盟GP720021世紀(jì)初的三種新飛機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)A380歐洲空客公司空機(jī)重量：280,000公斤21

空機(jī)重量：115,000公斤載客量：210~330人雙發(fā)，雙通道發(fā)動(dòng)機(jī)：

-通用電氣GEnx-勞斯萊斯(Rolls-Royce)Trent100021世紀(jì)初的三種新飛機(jī)B787美國(guó)波音公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)空機(jī)重量：115,000公斤21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)B7855F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)

空機(jī)重量：13,020公斤

標(biāo)準(zhǔn)的武器配備：2枚空空彈和2枚JDAMPratt&WhitneyJSF119-611加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)6F-35美國(guó)洛·馬公司21世紀(jì)初的三種新飛機(jī)空機(jī)重量多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南航大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征：概要多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心不提取發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮空氣取消或簡(jiǎn)化附件傳動(dòng)機(jī)匣采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)電能代替集中式的液壓、氣壓能、機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：概要多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心多電飛機(jī)的特征：傳統(tǒng)飛機(jī)的能量分配電能，航電、照明、風(fēng)機(jī)、娛樂(lè)等氣壓能，高溫高壓空氣用于座艙增壓、防冰和環(huán)控液壓能，舵面、起落架、艙門(mén)等操縱機(jī)械能，發(fā)電機(jī)、燃油和滑油泵推力多電飛機(jī)的特征：傳統(tǒng)飛機(jī)的能量分配電能，氣壓能，液壓能，舵面提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣

電氣加溫和防冰設(shè)備；電動(dòng)飛機(jī)環(huán)境控制系統(tǒng)（增壓，溫度和濕度的調(diào)節(jié)）；提取軸馬力比引氣更省燃油。多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮后的空氣提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣電氣加溫和防冰設(shè)備；多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛大大提高可靠性多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮后的空氣大大提高可靠性多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(1-1)不提取多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)裝置；將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳到各設(shè)備；包括滑油泵、燃油泵、液壓泵、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)。附件機(jī)匣多電飛機(jī)的特征：(1-2)簡(jiǎn)化或取消附件機(jī)匣B787——簡(jiǎn)化附件機(jī)匣，附件機(jī)匣上僅有起動(dòng)發(fā)電機(jī)F-35的IPU——取消附件機(jī)匣，起動(dòng)發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)組合于一體。簡(jiǎn)化或取消附件機(jī)匣，省去了空氣或燃?xì)馄饎?dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備。多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)復(fù)雜的齒輪傳動(dòng)裝置；附多電飛機(jī)的特征：(IPU和內(nèi)裝起動(dòng)發(fā)電機(jī)采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)，可靠性高多電飛機(jī)的特征：(1-3)采用氣浮/磁浮軸承IPU和內(nèi)裝起動(dòng)發(fā)電機(jī)采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)，可靠機(jī)械能液壓能氣壓能電能多電飛機(jī)的特點(diǎn)現(xiàn)有飛機(jī)的二次能源多電飛機(jī)的二次能源氣壓能機(jī)械能液壓能電能電能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替機(jī)械能多電飛機(jī)的特點(diǎn)現(xiàn)有飛機(jī)的二次能源多電飛機(jī)的二次能源氣壓序號(hào)使用電能設(shè)備名稱1230V360－800HzAC環(huán)境控制系統(tǒng)循環(huán)風(fēng)扇2230V360－800HzAC冰箱電動(dòng)壓縮機(jī)3115V360－800HzAC設(shè)備冷卻風(fēng)扇4115V360－800HzAC冰箱電動(dòng)壓縮機(jī)5230V360－800HzAC燃料泵628VDC燃料泵B787使用的變頻交流和28V直流電動(dòng)機(jī)氣壓能和機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)使用電能設(shè)備名稱1230V360－800HzAC序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單臺(tái)功率/kW總功率/kW1電動(dòng)液壓泵4753002電動(dòng)壓氣機(jī)4753003電動(dòng)風(fēng)扇225504制氮電動(dòng)機(jī)15050調(diào)速電動(dòng)機(jī)總功率700B787大功率調(diào)速電動(dòng)機(jī)氣壓能和機(jī)械能多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量單臺(tái)功率/kW總功率/kW1電動(dòng)液壓泵475電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)氣壓能和機(jī)械能電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)氣壓能和機(jī)械能電動(dòng)環(huán)境控制系統(tǒng)壓氣機(jī)多集中式飛機(jī)液壓能源的替代飛機(jī)舵面和其它機(jī)構(gòu)的操縱集中式液壓系統(tǒng)機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)或電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)提高飛機(jī)的可靠性生命力和經(jīng)濟(jì)性附件機(jī)匣傳動(dòng)的液壓泵和飛機(jī)的液壓管路多電飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替集中式飛機(jī)液壓能源的替代飛機(jī)舵面和其它機(jī)構(gòu)的操縱集中式液壓系序號(hào)部件名稱作動(dòng)面積/m2作動(dòng)功率/kW總功率/kW1副翼6×46×6362升降舵6×126×10603方向舵2×202×10204配平20550505襟翼與阻力板1501506起落架1751757機(jī)輪剎車和轉(zhuǎn)向控制998作動(dòng)系統(tǒng)總功率550A380飛機(jī)的操縱部件和作動(dòng)功率集中式飛機(jī)液壓能源的替代多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替序號(hào)部件名稱作動(dòng)面積/m2作動(dòng)功率/kW總功率/kW1副翼6機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替機(jī)電作動(dòng)機(jī)構(gòu)EMA使用EMA和EHAEMA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替電液作動(dòng)機(jī)構(gòu)EHA使用EMA和EHAEHA替代液壓作動(dòng)機(jī)構(gòu)多ControlsOutputFilterCommonMotorStartController(CMSC)大功率調(diào)速電機(jī)控制器集中式飛機(jī)液壓能源的替代多電飛機(jī)的特征：(2)飛機(jī)上的二次能源用電能代替大功率調(diào)速電機(jī)控制器ControlsOutputFilterCommonMo多電飛機(jī)的特征：總結(jié)多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心不提取發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮空氣取消或簡(jiǎn)化附件傳動(dòng)機(jī)匣采用氣浮/磁浮軸承，省去滑油系統(tǒng)電能代替集中式的液壓、氣壓能、機(jī)械能多電飛機(jī)是飛機(jī)技術(shù)的全局性優(yōu)化簡(jiǎn)化了飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，迎風(fēng)面積小，節(jié)省能源減少了地面支援設(shè)備改善了飛機(jī)的可靠性、維護(hù)性、生命力和經(jīng)濟(jì)性多電飛機(jī)的特征：總結(jié)多電發(fā)動(dòng)機(jī)是多電飛機(jī)技術(shù)的核心多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生910kVA1460kVA250kW多電飛機(jī)的特點(diǎn)MEA的電源總?cè)萘浚篗EA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A3802×2254×2502010163B787F-3531.82007250kWIPU*MEA的電源總?cè)萘刻嵘?倍以上910kVA1460kVA250kW多電飛機(jī)的特點(diǎn)MEA的電2×1204×1502007560A380790/115*4×75/90*1990275/365A3406903×100/120*1990273MD-11560kVA+12kW4×601983151伊爾-764903×901971259DC-1032×75/904×75/90*1980/1985362-394B747-300/4002主電源為IDG，輔助電源為APU**輔助電源為雙輸出多電飛機(jī)2×604×601970362-394B747-2001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機(jī)型號(hào)序號(hào)多發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)電源額定功率**輔助動(dòng)力裝置與發(fā)電機(jī)組合*恒速恒頻電源115/200VAC400Hz組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)IDG,75/90中75為額定功率，50%過(guò)載和100%過(guò)載以75kVA計(jì)，為112.5kVA和150kVA，90kVA時(shí)可長(zhǎng)期工作。MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大2×1204×1502007560A380790/115*4多電飛機(jī)2×2254×2502010163B787420kVA為變速恒頻電源1202×120kVA+20kVA1995229B7773902×75/901982159B7672主電源為IDG，輔助電源為APU902×75/901983150A310-3001備注輔助電源功率/kVA主電源功率/kVA始用日期最大起飛重量/t飛機(jī)型號(hào)序號(hào)雙發(fā)動(dòng)機(jī)客機(jī)電源額定功率MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大多電飛機(jī)2×2254×2502010163B787420k序號(hào)飛機(jī)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)最大起飛重量/t始用日期主電源功率/kVA輔助電源功率/kVA備注1F-15C23019742×40/50主電源為IDG2F-161161978405應(yīng)急電源為5kVA3幻-200011719832020kVA為變速恒頻電源4蘇-272342×305F-2222719972×65kW22kW主電源和輔助電源270VDC6F-35131.82007250kWIPU*270VDC多電飛機(jī)*IPU組合動(dòng)力裝置是APU和應(yīng)急動(dòng)力裝置EPU的組合。戰(zhàn)斗機(jī)電源額定功率MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大序號(hào)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)最大起飛重量/t始用日期主電源輔助電源備注1Rating:250kVAFrequency:360–800HzWeight–dry:203lbsMTBF:30,000FHMTBUR:20,000FHB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)(VFSG)MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大Rating:250kVAB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)(VFSGB787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)單位數(shù)據(jù)1結(jié)構(gòu)型式旋轉(zhuǎn)整流器式同步電機(jī)2額定電壓VAC230/4003額定電流AAC3614額定頻率Hz360-8005額定功率kVA2506過(guò)載能力%125%5'175%5''7功率因數(shù)cosφ0.75-0.958極對(duì)數(shù)39轉(zhuǎn)速r/min7200-1600010起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Nm≮18011冷卻方式噴油12效率%>9013電機(jī)干重kg9214平均故障間隔時(shí)間h30000MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)指標(biāo)單位數(shù)據(jù)1結(jié)構(gòu)型式B787VFACS/G發(fā)電機(jī)電路圖MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787VFACS/G發(fā)電機(jī)電路圖MEA的電源和用電設(shè)備B787的APUAPUASGsInstalledOnAPURating:225kVAFrequency:360–440HzWeight–dry:122.7lbs.MTBF:40,000FHMTBUR:30,000FHLiftingLugAlignmentPinInputShaftScavengeCoreSupplyCoreASGMEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大B787的APUAPUASGsInstalledRati結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)，互為備份的兩個(gè)獨(dú)立的變換器通道F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)，互為備份的兩個(gè)獨(dú)立的變換器通F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)要求單位數(shù)據(jù)1電機(jī)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)2額定電壓VDC2703額定電流ADC9284額定功率kW2505過(guò)載功率kW3306工作轉(zhuǎn)速r/min13456~222247起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Nm≮1808冷卻方式空心導(dǎo)體油冷9效率%≮8910重量kg46.6（電機(jī)本體）11平均故障間隔時(shí)間h20000MEA的電源和用電設(shè)備：(1)電源容量顯著增大F-35飛機(jī)的開(kāi)關(guān)磁阻起動(dòng)發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)技術(shù)要求單位數(shù)據(jù)功率大、效率高、體積重量小要求多種電能（B787中8種以上）電能質(zhì)量要高不中斷供電內(nèi)裝起動(dòng)/發(fā)電機(jī)MEA的電源和用電設(shè)備：(2)電源的其他特點(diǎn)功率大、效率高、體積重量小MEA的電源和用電設(shè)備：(2)電MEA的電源和用電設(shè)備：(3)非線性負(fù)載顯著增加雷達(dá)等通訊設(shè)備的脈沖負(fù)載特性EMA和EHA的輸入特性曲線線性負(fù)載和恒功率負(fù)載的輸入特性MEA的電源和用電設(shè)備：(3)非線性負(fù)載顯著增加雷達(dá)等通訊電源功率顯著增大；非線性負(fù)載顯著增加；電力電子變換器廣泛應(yīng)用；多微處理器的智能配電系統(tǒng)。A380、B787、F35等多電飛機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)、二次電源及用電設(shè)備和電力電子緊密結(jié)合，是電機(jī)、機(jī)械、電力電子、傳感器、控制理論和計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的集成機(jī)電系統(tǒng)，使多電飛機(jī)電氣系統(tǒng)有高的可靠性、好的維修性、小的體積重量、低的成本和優(yōu)良性能。MEA的電源和用電設(shè)備電源功率顯著增大；MEA的電源和用電設(shè)備多電飛機(jī)與電力電子：

提綱

多電飛機(jī)的誕生多電飛機(jī)的特征多電飛機(jī)的電源和用電設(shè)備DC電源和AC電源系統(tǒng)的比較南京航空航天大學(xué)在航空電源方面的研究結(jié)論多電飛機(jī)與電力電子：提綱多電飛機(jī)的誕生非線性負(fù)載使電源畸變，必須有TRU、ATRU、PFC、APF；電源重量增加。不易承受能量回饋，B787用耗能電阻或用矩陣變換器、AC/DC/AC變換器與電能存儲(chǔ)設(shè)備如蓄電池、超級(jí)電容