多电飞机电气系统及电源品质要求的发展

1. 多电飞机的技术特点多电飞机是航空科技发展的一项全新技术，它改变了传统的飞机设计理念，是飞机技术发展的一次革命。

美国从20世纪80年代中到90年代初开始投入了大量的人力和物力，组织开展多电飞机的研究。

该研究涉及发电、配电、电力管理、电防冰、电刹车、电力作动和发动机等多个领域，从航空电力系统的概念出发，优化整个飞机的设计。

与全电飞机略有不同，多电飞机(More Electric Aircraft，MEA）在用电力系统取代液压和气压系统的过程中，采用电动静液作动器来操纵飞行控制舵面。

电动静液作动器实际上是一种分布式的小型电动和电控液压系统，因而可以说，多电飞机方案是全电飞机方案的初级阶段。

随着波音787飞机和空客380飞机的首飞及投入运营，多电飞机已成为现实。

多电飞机的特征是具有大容量的供电系统，并广泛采用电力作动技术，使飞机重量下降，可靠性提高，维护性好，运营成本降低。

多电飞机的主要优势简述如下。

（1）多电飞机使飞机的电气系统体系结构优化影响飞机电气系统体系结构的因素很多，包括飞机的类型（民用或军用运输机、亚声速或超声速飞机、战斗机等）、飞机的体系结构（发动机类型、数量、具体布局）、电气负载总需求及它们之间的互相关联性。

图1.3-1是一种典型的多电民用飞机电气系统体系结构图。

多电飞机技术由于采用电力驱动代替了液压、气压、机械系统和飞机的附件传动机匣，是飞机系统的重大创新，它可以节约飞机的有效空间，优化飞机的空间布局，有利于飞机的总体设计，有效提高了飞机的性能和系统可靠性，使之具有容错和故障后重构的能力。

图1.3-1 多电民用飞机电气系统体系结构图（2）多电飞机简化了飞机的动力系统结构多电飞机中的二次能源只有电能，使整个动力系统设计简化，取消了飞机的附件传动机匣和燃气涡轮起动机，简化了飞机的结构，使飞机结构简单、重量轻、可靠性高、可维修性好、生存能力强、使用维护费用低、地面支援设备少，地面设备和机上接口也得以简化。

飞机电源系统的现状与发展分析作者：王宗辉来源：《科学与财富》2017年第23期摘要：随着技术进步与经济发展，高压直流的飞机电源系统逐步取代了恒频变速与低压直流的系统，上述转变在本质上代表着电源系统的整体改进。

早在1914年，飞机系统就运用了直流式的发电机；截至目前，上述系统已获得了全方位的改进。

为此针对新时期的飞机电源系统而言，有必要探明电源系统的真实现状；结合电源系统运用于航空领域的状况，探求电源系统的发展趋势。

关键词：飞机电源系统；现状；发展引言：从基本类型角度来讲，飞机电源系统通常可以分成低压直流、恒频交流以及变频交流的几类典型系统。

近些年来，与飞机电源有关的各项技术措施正在获得全方位的改进，这种现状在客观上有助于保证系统性能并且提升了电源运行的实效性[1]。

面对信息化的新形势，飞机电源系统整体上表现为更高层次的发展水准，因此也在本质上推动着与之相应的技术进步。

一、电源系统的应用现状（一）频率恒定的交流电源飞机具体在航行时，通常都会受到多样化要素带来的影响。

较长时期以来，很多型号的航班都配置了400Hz、115V以及三相的交流电源。

在此基础上，发电机受到恒定的电流驱动，进而产生了恒定的发电频率。

与此同时，传动装置可以带动CSD，确保主齿轮箱与发动机的其他位置都能维持平稳的转速。

因此经过分析可知，从目前的现状来看，针对恒频交流的飞机电源仍然适合推广组合式的驱动电机。

这是由于，组合式的驱动电机运用了恒速传动的模式，因此有助于缩小整个发电机的体系，针对发电系统的可靠性也进行了全面提高[2]。

（二）高压的直流电源早在上世纪初，飞机就开始运用直流的航空发电机。

因此从额定电压来看，6V以及12V 的额定电压都构成了早期的飞机供电系统。

截至目前，上述的飞机供电系统已经获得了较大幅度的改进，在此基础上诞生了高压直流的飞机供电系统。

在飞机电源的整个系统中，高压直流电源通常可达80%的供电实效。

在某些情况下，上述电源甚至超出了85%的电源频率。

2018.06科技论坛基于多电飞机概念下的飞机电气发展方向张栋善，谭涛(中国飞行试验研究院，陕西西安，710089 )摘要：在本文中，作者主要对三种多电飞机展开了深入研宄,分别是F-35, B787以及A380的电气系统新技术，与此同时，还 指出了想要实现多电飞机的首要之处就是大力发展电气科技，多电飞机技术的应用从很大程度上推动了航空航天科技的发 展。

多电飞机实质上就是用电力系统去代替一部分的次级功率系统。

多电飞机的最大特点是有着较大容量的供电系统,并且采 用最新的电力动作技术。

关键词：多电飞机；飞机电气；发展方向lectric development direction of aircraft based on the concept ofmulti electric aircraftZhang Dongshan,Tan Tao(Chinese Flight Test Establishment,X i^an Shaanxi, 710089)Abstract:In this paper,the author mainly carried out in-depth study on the three kinds of more electric aircraft,respectively is F—35, B787 new technology and electrical system of A380 at the same time,also pointed out that the first place to achieve more electric aircraft is to promote the development of electrical technology,the application of more electric aircraft technology to promote the development of Aerospace Science and technology from the great extent.A multi electric aircraft is essentially an electric power system instead of a part of the secondary power system.The biggest feature of the multi electric aircraft is the power supply system with large capacity,and the latest electric action technology is used.K e y w o r d s:multi electric aircraft;aircraft electric;development direction〇引言随着我国上述三种型号的飞机先后产生，多电飞机这个词不 再仅仅局限于我们的脑海中，而是成为了现实。

未来航空器的电气系统设计研究随着科技的不断进步和航空业的迅速发展，航空器的性能和功能要求日益提高。

电气系统作为航空器的重要组成部分，其设计的优劣直接影响着航空器的安全性、可靠性、经济性以及环保性等多个方面。

在未来，航空器电气系统的设计将面临更多的挑战和机遇，需要不断创新和改进，以适应新的需求和发展趋势。

一、未来航空器电气系统的发展趋势1、更高的功率需求随着航空器上各种电子设备的不断增加和性能提升，电气系统需要提供更高的功率输出。

例如，先进的飞行控制系统、通信导航系统、客舱娱乐系统等都对电能有着更高的需求。

这就要求电气系统在设计上具备更强的发电、输电和配电能力。

2、轻量化和高效化为了提高航空器的燃油效率和飞行性能，减轻重量是一个重要的目标。

电气系统的轻量化设计成为关键，包括采用更轻的材料、优化电路布局和减少设备体积等。

同时，提高系统的效率，减少能量损耗，也是实现节能减排和降低运营成本的重要途径。

3、智能化和自动化未来的航空器电气系统将更加智能化和自动化，能够实现自我监测、故障诊断和预测、自动优化控制等功能。

通过先进的传感器和数据分析技术，实时获取系统的运行状态信息，及时发现潜在问题，并采取相应的措施进行处理，提高系统的可靠性和可用性。

4、多电/全电技术的应用多电/全电技术是未来航空器电气系统的一个重要发展方向。

传统的航空器中，液压、气动等能源形式与电能并存，而多电/全电技术则意味着更多的系统将采用电能驱动，如飞机的起落架收放、飞行舵面控制等。

这将简化航空器的能源系统，提高能源利用效率和系统的整体性能。

5、新能源的应用随着对环保和可持续发展的重视，新能源在航空器电气系统中的应用将逐渐增加。

例如，太阳能、燃料电池等清洁能源有望成为未来航空器的辅助或部分动力来源。

此外，能量回收技术的应用也将有助于提高能源的利用率。

二、未来航空器电气系统设计的关键技术1、高功率密度发电技术为满足更高的功率需求，需要研发高功率密度的发电设备，如先进的航空发电机、涡轮发电机等。

飞机配电系统发展趋势分析摘要：本文介绍了飞机电源系统配电电压等级和配电方式的发展过程，对比了各种配电方式的优缺点，最后提出了智能化分布式固态配电系统是现代飞机配电系统发展的必然趋势，固态功率控制器和电气负载管理中心以及电流谐波抑制整流技术是配电系统研究的三大核心，系统可靠性和安全性的综合考虑及电能质量管理工作是今后研究的工作热点之一。

关键词：飞机；配电系统；智能化；分布式；固态配电；电流谐波抑制中图分类号：TP273 文献标志码：A1□引言飞机的供电系统是飞机上电能产生、变换、输送与分配部分的总称，主要包括发电系统和配电系统两大部分。

其中配电系统的主要功能是将飞机发电机产生的电能以不同的线制、不同的配电方式传输到和分配到飞机各用电设备上。

飞机配电系统除了配置系统外，还包含控制和各种保护电路。

随着航空技术的迅速发展[1]，现代飞机任务和功能的急剧扩大，用电设备日益增加，电源功率不断提高，这就要求配电系统要更加的可靠、容错、自动化和可扩展，新型配电方式的研究非常必要。

2□飞机电源系统现状随着电力电子技术、计算机技术的发展，飞机电源系统经历了低压直流、交流、高压直流的发展过程，其中交流电源经历了恒速恒频、变速恒频、变速变频,如表1所示[2-3]。

自1914年飞机上第一次使用航空直流发电机以来，其额定电压由6V、12V，逐步发展为28V的低压直流电源系统，一直沿用至今。

额定功率有3、6、9、12和18kW等数种。

115/200V/400Hz三相交流电源系统从40年代开始使用，额定容量有20、30、40、60、90、120和150kVA等几种，有恒速恒频、变速恒频、变速变频交流3种类型。

70年代开始研制额定电压为 270V的高压直流电源系统。

这种电源系统兼有低压直流电源系统和交流电源系统的优点：效率高，重量轻，并联和配电简便，易实现不中断供电，抗干扰能力强，不需要恒速传动装置，因而简单、经济、维护方便，但电路开关器件、电能变换装置、功率转换装置及无刷直流电动机比较复杂。

浅析飞机电源系统的现状与发展作者：刘湖洋来源：《中国科技博览》2019年第12期[摘要]本文结合我国飞机电源系统，对飞机电源系统特点以及发展进行了简要的探究和阐述。

[关键词]飞机电源；系统；现状与发展中图分类号：TP203 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0094-01引言随着物质生活水平与科学技术的快速发展，飞机电源系统逐渐由低压直流、恒频恒速交流、恒频变速交流发展成高压直流。

面对各方面的压力，国内飞机电源系统不仅需要在电源技术上进行改进，还需要在研究水平上进行更大的投资，从将新型军用、民用飞机特点和飞机电源发展有机的联系起来。

一、飞机电源系统的技术特点1、低压直流电源系统从1914年航空直流发电机第一次应用到飞机以来，飞机电源系统的额定电压从6V、12V，提高到28V的低压直流系统在这过程中，28V的低压电源系统主要由调压器、发电机、滤波器以及保护器构成作为最早的电源系统，在多电技术快速发展的今天，如果仍然使用低压电源系统，在装机容量逐渐增加的过程中，配电重量将直接增加，所以28V的低压电流电源只用于电量相对较小的飞机[1]。

2、恒频交流电源受各种因素影响，名航客机的电源一直是3相、115V、400Hz的交流电，通过恒定的驱动发电机产生恒频，同时.一台恒定CSD通过传动装置可以在发动机的主齿轮箱中输出相对稳定的转速：从目前的使用情况来看使用组合性驱动发电机是产生恒频最好的方法，通过将整体驱动发电机的发电机与恒速传动连接成一整体.在和发电机与恒速传动分开使用的系统中，组合式驱动发电机的重量更轻、体积更小，维护起来也更加方便虽然这种恒频恒速的电源系统经过长时间的改进，一直用于民用飞机以及军用飞机，但是从飞机维修性、可靠性、费用、重量以及生存能力等方面来看.仍然存在不同程度的缺陷[2]。

在传统民用飞机试验中，也曾使用恒频电源的替代方法，它是通过电子变频装置将变速发动机的附件直接运用到变频电源中，通过将其转换成恒频电源，达到VSCF（恒频变速）技术要求在这过程中，交流电源和恒频恒速的交流电源相比，具有电气性能好、可靠性强、效率好以及费用低等一系列优点但是功率器件也会对大功率恒频变速造成很大的限制，经过实践发现，因为这一技术不能达到预期效果，所以不将其作为民用飞机的替代技术[3]。

多电飞机用灵活供电直流电源研究多电飞机用灵活供电直流电源研究随着航空工业的不断发展，多电飞机成为了航空界的一个热点话题。

传统的航空电气系统主要使用交流电源，然而随着电子设备的快速发展和电气负载的增加，传统的交流电源已经显得不足以满足多电飞机的复杂电气需求。

因此，研究一种灵活供电直流电源成为了解决这一问题的关键。

灵活供电直流电源具有多电压、多频率和多频谱的特点，可以满足多电飞机各种电气设备的不同需求。

多电压供电可以根据不同设备的需求提供各种电压等级，从而有效减少功率传输的损耗。

而多频率供电则可以实现精确的频率调节，有利于提高电气设备的效能。

另外，多频谱供电可以提供更加平稳的电源输出质量，减少电器设备的损坏。

因此，灵活供电直流电源可以有效提高多电飞机的电气性能和系统可靠性。

多电飞机的电气系统通常由飞机主电源系统、飞机鼻部电源系统和飞机尾部电源系统三个部分组成。

主电源系统负责为飞机提供主要的电力供应，鼻部电源系统和尾部电源系统则分别负责为前部和后部设备提供电力供应。

传统的交流电源无法提供足够的电力和稳定性，而灵活供电直流电源则可以解决这些问题。

通过采用多电压、多频率和多频谱的直流电源，可以提供高效、稳定的电力供应，满足多电飞机的复杂需求。

在灵活供电直流电源的研究中，关键的技术问题是如何实现高效的电力转换和精确的电气系统控制。

一种常见的方法是采用开关电源技术，通过控制开关管的开关状态来实现电能的高效转换。

开关电源可以根据不同的负载需求自动调整输出电压和输出电流，从而实现高效的电能转换和系统控制。

同时，还可以通过采用先进的控制算法和电路设计，提高电力转换的效率和稳定性。

另外，灵活供电直流电源还需要考虑电路的安全性和可靠性。

多电飞机的电气系统是极为复杂的，电路的故障可能导致严重的后果。

因此，灵活供电直流电源需要考虑电路的可靠性，采用多层次的电气保护装置和故障检测技术，以确保电路的安全运行。

同时，还需要进行充分的可靠性分析和故障模拟，以提前预防电路故障，减少对飞机安全的影响。

现代飞机电气负载系统的发展和应用摘要多电/全电飞机发展了多年，技术已经较为成熟。

多电飞机的电气负载管理系统是其重要的组成部分，它的发展和应用反映了当代飞机的技术水准。

了解现代飞机电气负载管理系统的发展和应用，可以提高对电气系统的认知水平，拓宽视野，加深对国内外系统的理解。

本文在研究电气负载管理系统的发展和应用之前，先从它的组成开始概述。

这样可以有助于下文的展开。

同时把电气负载管理的概念进行了阐述。

对于发展的研究，主要是以最初的系统开始，根据时间和科技发展的顺序来逐个描述。

因为电气系统发展是一个更新和淘汰的过程，以这样的思路进行研究更具有针对性。

国内外电气系统的应用也要根据发展顺序进行描述，同时本文还添加了C919的电气系统的应用情况。

关键词：多电飞机电气负载管理应用和发展自动控制Material selection scheme of general aircraft structural materialsABSTRACTMulti electric/all electric aircraft has developed for many years, and its technology has been more mature. The electric load management system of multi electric aircraft is an important part of it. Its development and application reflect the technical level of modern aircraft. Understanding the development and application of modern aircraft electrical load management system can improve the cognitive level of electrical system, broaden the vision, and deepen the understanding of domestic and foreign systems.Before studying the development and application of electrical load management system, this paper begins with its composition. This can help to expand the following. At the same time, the concept of electrical load management is described.The research on development starts with the initial system and describes one by one according to the time and the order of scientific and technological development. Because the development of electrical system is a process of renewal and elimination, it is more targeted to study with such ideas.The application of electrical system at home and abroad should also be described according to the development order. At the same time, this paper also adds the application ofC919 electrical system.Key words ：Multi electric aircraft Electric load management system Application and Development Auto control摘要 (I)ABSTRACT (I)1 绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2研究现状 (3)1.3研究内容 (3)3电气负载管理电路组成和主要功能 (4)2.1供电系统 (4)2.2配电系统和配电方式 (4)2.2.1远程配电 (4)2.2.2自动配电 (5)2.3电气负载管理的发展和主要功能 (5)3各式的电气负载管理系统的发展 (6)3.1常规配电 (6)3.2分布式配电 (6)3.2.2分布式配电的主要功能 (7)3.2.2分布配电系统的优点 (7)3.3负载自动管理系统 (8)3.3.1电气自动负载管理系统的总运作思路 (8)3.3.2一般电气负载管理系统功能模块介绍 (9)4 国内外电气负载研究的经历和应用 (9)4.1国内外对电气负载系统的研究状况和发展 (9)4.2C919电气系统的应用 (10)5 未来的展望和总结 (11)参考文献 (11)谢辞···············错误!未定义书签。

浅析飞机电源系统的现状与发展摘要：良好的飞机电源系统作为机载设备正常运行的先决条件，其品质将直接决定飞行任务的安全性，电源系统是提升工作效率以及设计可靠性的重要途径，因此，做好电源系统的控制非常重要。

在未来的发展中需要不断加强对其的研究，同时做好系统优化应用控制，从而保证能够更好的满足安全性的要求。

基于此本文分析了飞机电源系统的现状与发展。

关键词：飞机电源系统；现状；发展1、飞机电源系统工作原理1.1、发电机的结构随着社会的发展，对于飞机电源系统的设计越来越受到重视，为了能够更好的确保电源的整体稳定性，需要有效的解决过压问题。

发电机在发展的过程需要加强电源系统设计保护，充分的分析内部结构，确保整体效果。

飞机主体会发生一系列的变化，因此需要加强电机频率控制，电机运转的时候需要做好磁场控制，交流电产生的时候需要对电源系统可行性进行分析，不断的放大三相交流电在磁场中的条件，通过分析旋转电流器，确保发电机定子上产生的三相交流电，从而能够确保电源的正常使用。

1.2、飞机电压的调压和保护原理飞机电源系统如果出现了失常的情况，需要进行供电设备控制，同时也需要准备有效的备用电源，通过变压调节电流也就是直流供电设备，其也能够有效的宝航同步发电进行电源系统的条件，合理的进行电源系统控制。

对于APU系统不断检测发电机的输出电压，主要是调节内部的电压，并且合理的进行发电机的磁场的改变，调节电压。

当出现磁场同时为APU系统供电，需要检测发电机输出电压，确保其能够达到效果，能够直接检测出其中的问题，及时采取措施进行处理，断开发电机的接收器，快速的断开发电机和飞机电源系统，处理出现的故障。

2、飞机电源系统的现状2.1、低压直流电源就目前的情况来看，飞机上最早应用的电是28V低压直流电源（LVDC），其目前也还被广泛的应用于中小型飞机和直升机。

在航空发动机传动中低压直流电源的主发电机是有刷直流电机，因为航空发动机的工作转速在不断的发生变化，因此需要有电压调节器和发电机配套进行控制，从而能够及时的检测出输出电压，调节电机的励磁电流确保电压处于一个稳定的状态。