飞机供电系统

737NG飞机APU 供电启动系统排故浅析一、背景我公司从 2001 年开始引入 737-700飞机，该飞机设计较为成熟，部件的可靠性较高，因此故障发生率一直保持在一个较低的水平，但近期我公司 5108 飞机 APU启动发电机却接连发生故障，通过参与该故障的排除工作，使本人对 737-700 飞机 APU启动和供电系统的工作有了更深层次理解，现将本人在排故过程中的一些心得写出，供大家参考。

二、 APU 供电控制和启动系统的组成和原理简介1 、 APU 供电控制系统APU 供电控制系统主要由 APU 发电机控制组件、启动转换组件、启动发电机和APU 电子控制组件组成。

APU 发电机控制组件提供APU 发电机 1 号电门和 2 号电门的位置给汇流条电源控制组件，输出接通电压调节器信号给启动转换组件，给出 APU电源可用信号给汇流条电源控制组件，并提供过压、欠压、过频、欠频、过流、欠速和差动等保护控制。

启动转换组件把直流电转换成交流电供给启动发电机，并在发电机发电阶段提供励磁电压。

启动发电机在启动过程中作为电动机带转APU 转子，在发电过程中作为发电机提供电源给飞机用电系统。

APU 电子控制组件向通用电子组件提供 APU 信息。

2 、 APU 启动系统APU 启动系统主要由 APU 电子控制组件、启动发电机、启动电源组件和启动转换组件组成。

当 APU 主电门接通后， APU电子控制组件发出启动信号给启动转换组件，启动转换组件将从启动电源组件处得到 270伏的直流电，转换成三相交流电提供给启动发电机，由启动发电机通过齿轮箱带转 APU 转子转动，当 APU 转速达到 70% 额定转速时， APU 电子控制组件取消对启动转换组件的启动信号输入，启动转换组件不再从启动电源组件处得到直流电，启动发电机退出启动状态，此时由 APU 涡轮单独带转APU 转子加速至额定转速。

三、故障分析与排除3 月 11 日， 5108 飞机在北京短停时， APU 出现掉电，机组停车后再启动 APU 不成功， APU 电压、电流指示为 0 。

飞机电子电气系统-2019复习提纲一．电气系统二．通信三．仪表四．练习题电气系统（electrical system）1.飞机电气系统概述飞机供电系统：飞机上电能的产生、调节、控制、变换和传输分配系统总称为飞供电状态：正常供电，非正常供电（一种意外的短时失控状态，它的发生是不可控制的，发生时刻也是无法精确预测的，但它恢复到正常工作状态是一个可控制的状态），应急供电电源容量选取：飞机电源系统的容量是指主电源的容量。

其=主发电系统的台数*单台发电系统额定容量。

单位：直流-KW，交流-KV.A 额定容量：在电源质量指标符合技术要求的长期连续工作时的最大容量用电设备：飞行关键设备，任务关键设备，一般用电设备（按照设备对保证飞行安全的重要性）飞行关键设备：最重要仪表、飞控系统、仪表着陆系统和通信电台等主电源供电任务关键设备：座舱增压和空调设备等一般用电设备:座舱照明和厨房炊具等六余度供电：飞行关键负载可由主发电机、应急发电机、主蓄电池、飞控蓄电池和主发电机及应急发电机的永磁机供电应急发电机可由发动机引气或液压马达二余度驱动在三相系统中，三相负载配置的不对称，会导致三相电压的不平衡和三相电机损耗加大。

脉冲工作负载，发射期间消耗功率很大，不发射时消耗功率则较小，从而使供电电源长期处于瞬变状态，使供电质量较低。

电子设备工作时，其内部电源首先将输入的400Hz交流电通过二极管整流电路整流成直流电，然后经电容滤波后送至稳定电压。

低压直流电源：28V电源系统；主电源-航空发电机直接驱动直流发电机（最大功率：18KW），应急电源-铅酸蓄电池，二次电源-旋转变流机或静变流器，为需要交流电能的设备供电。

为了提高电源系统的可靠性和可维修性，现代的小型飞机和直升机多采用直流起动机加交-直流发电机（由发电机输出交流电，然后通过二极管整流为直流电）的组合方式恒频交流电源：低压直流供电存在问题（电刷的存在）-①电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统质量（换向条件限制，增加电压，质量增大）；②工作环境限制（H增加，电刷和整流子磨损越严重；用电量增加，点机发热增加，需要效率更高的冷却方式；电压和功率变换的要求）大中型民航飞机上普遍采用交流供电系统两种：恒频交流电源系统（CF）[恒速恒频（CSCF）和变速恒频（VSCF）]和变频交流系统(VF)飞机交流电源调节点额定电压为115/120V，恒频交流的额定功率为400Hz 恒速恒频交流系统：飞机发动机恒速传动装置（CSD）交流发电机※优点：(1)恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，电源频率恒定，用电设备和配电系统的质量比变频轻，配电也比较简单。

TRU变压整流器功能：在以交流电为主的电源系统中，变压整流器将交流电转变为直流电，为飞机的直流负载提供电源。

INV静止变流器功能：1在直流电为主电源的飞机上提供交流电源，即用作二次电源。

2在交流电为主电源的飞机上将电瓶的直流电变为交流电提供应急交流电源3在复频交流电为主电源的飞机上，提供恒频交流电源旋转变流机功能：在低压直流电源系统中将低压直流电变换为交流电或是高压直流电. 电源参数选择因素：电压、频率、相数蓄电池:结构：极板、电解液、隔板、电池容器及附件组成。

航空铅酸蓄电池由12个单体电池串联组成，每个单体电池输出电压为2.1V。

参数：电动势（约为25V）、内电阻0.01~0.001欧、放电电压、容量。

影响容量的因素：1极板面积大小，及活性物质的多少2温度与容量成正比3放电电流与容量成反比4放电方式：连续或断续。

Pb-BAT极板材料：正极板是二氧化铅，负极板是铅pb，电解液是稀硫酸。

放电方程式：Pb+2H2SO4+PbO2→PbSO4+2H2O+PbSO4放电特点：主要指放电过程中蓄电池的电动势（放电时由于孔隙内电解液的密度比外面要小E=0.84+d(电解液密度)）、内电阻（放电过程中，电解液密度总是降低的，其电阻势必增大）、端电压（减小）、容量（在低温、大电流和连续放电情况下，到终了电压的时间显著缩短，因些容量也减小；反之容量增大）变化规律。

放电程度检测方法：是指已放出电量占额定容量的百分比。

我们可以通过测量放电电压或电解液的密度的方法，来判断蓄电池的放电程度。

恒压充电：优缺点优点：1在充电设备提供足够充电电流的情况下，充电速度快。

在开始充电的30分钟内就可以将完全放电的电瓶充到90%的容量。

2充电设备简单。

3电解液的水分损失比较小。

缺点：1冲击电流大。

2各单元电池充电不平衡，有些单元过充，有些单元充电不足。

3当充电设备的电压设定过高或过低时，容易造成电瓶过充或充电不足。

常见故障及原因：铅酸电瓶：极板硬化（硫酸铅的再结晶过程）、自放电（极板上和电解液中存在杂质）、活性物质脱落（电解液温度过高；经常以大电流充、放电；猛烈撞击和震动）镍镉电瓶：自放电现象（温度越高越严重）、爬碱故障及内部短路（一系列化学反应；极板上的活性物质有不均匀的硬颗粒；某个单体发生微短路）、记忆效应（由于连续充电而电池中某些活性物质长期得不到放电而引起的）直流发电机：结构:直流发电机由两部分组成，一部分可以绕轴旋转，叫做转子；另一部分静止不动，叫做定子。

飞机电气系统的组成飞机电气系统是现代飞机的重要组成部分，它主要负责飞机各种电力设备的供电和控制。

随着飞机技术的不断发展和改进，飞机电气系统也不断地得到完善和创新。

本文将介绍飞机电气系统的组成，包括飞机电气系统的基本概念、主要部件和工作原理。

一、飞机电气系统的基本概念飞机电气系统是指飞机各种电力设备的供电和控制系统。

它主要由发电机、电池、交流配电盘、直流配电盘、配电保护装置、电力负载、飞机电气控制器等组成。

飞机电气系统的主要任务是为飞机提供稳定、可靠、安全的电力供应，保证飞机各种电气设备的正常工作。

二、飞机电气系统的主要部件1.发电机发电机是飞机电气系统的重要组成部分，它主要负责为飞机提供电力。

发电机的工作原理是利用发动机的动力驱动转子旋转，通过磁场感应原理产生电压，从而产生电流。

发电机的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流发电机和直流发电机。

2.电池电池是飞机电气系统的备用电源，它主要用于在发电机故障或其他原因导致主电源失效时，为飞机提供电力。

电池的类型和容量根据飞机的需求而定，一般分为铅酸电池和镍氢电池。

3.交流配电盘交流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将发电机产生的交流电转换为直流电，并向飞机各种电气设备供电。

交流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、变压器等组成。

4.直流配电盘直流配电盘是飞机电气系统的重要部件之一，它主要负责将电池或发电机产生的直流电向飞机各种电气设备供电。

直流配电盘一般由开关、保险丝、断路器、电压稳定器等组成。

5.配电保护装置配电保护装置是飞机电气系统的重要保护部件，它主要负责保护飞机电气系统的各种电气设备不受过电流、过电压等异常情况的损害。

配电保护装置一般由保险丝、断路器、过电流保护器、过电压保护器等组成。

6.电力负载电力负载是飞机电气系统的各种电气设备，包括航空仪表、通讯设备、导航设备、动力设备等。

电力负载的功率和电压等级根据飞机的需求而定，一般分为交流负载和直流负载。

军用机载供电的架构
军用机载供电的架构主要涉及到多种电源系统和设备，以确保飞机在各种情况下都能获得稳定、可靠的电力供应。

以下是一个简化的军用机载供电架构描述：
1.主电源系统：这通常是飞机的主要电力来源，由航空发动机驱动的发电机组成。

这些发电机产生交流电（AC），经过必要的转换和分配后，为飞机的各个系统和设备供电。

2.辅助电源系统：在主电源系统不可用或不足以满足电力需求时，辅助电源系统
会提供电力。

这包括电池、备用发电机等。

电池通常在飞机起飞前进行充电，并在需要时提供直流电（DC）。

3.应急电源系统：这是为了应对极端情况而设计的，如发动机故障或主电源系统
完全失效。

应急电源系统可能包括冲压涡轮发电机（RAT）或其他独立电源，它们能够在关键时刻为关键系统提供电力。

4.配电系统：这个系统负责将电源系统产生的电力分配到飞机的各个系统和设备。

它包括各种开关、断路器、保险丝等，以确保电力安全、有效地传输。

5.电源管理和监控系统：这个系统负责监控和管理飞机的电源系统，确保它们在
各种情况下都能以最优方式运行。

它可能包括各种传感器、仪表和计算机系统，用于实时监控电源系统的状态，并在需要时采取必要的措施。

请注意，军用机载供电架构可能会因不同的飞机型号和任务需求而有所不同。

此外，随着技术的不断进步，这种架构也在不断发展和改进。

智能电力技术在航空航天中的应用案例近年来，智能电力技术在各个行业迅速发展并得到广泛应用，其中航空航天领域更是如此。

智能电力技术的应用不仅提高了航空航天系统的稳定性和可靠性，还为工程师提供了更便捷的操作和管理方式。

本文将围绕智能电力技术在航空航天中的应用案例展开探讨。

一、智能电网在飞机供电系统中的应用飞机供电系统作为一个复杂的系统，对于供电质量和可靠性有着极高的要求。

传统的飞机供电系统存在能量消耗不均衡、线缆损耗大等问题，而智能电网技术的引入可以有效优化整个供电系统。

例如，利用微格供电技术，可以在飞机上实现弧光电源管理和智能能源分配。

通过弧光电源管理，可以有效减少电源系统产生的电磁干扰，提高飞机电子设备的性能。

而智能能源分配系统则可以根据飞机不同部位的用电需求智能调整供电策略，最大限度地提高能源利用率。

此外，智能电网技术还可以为飞机供电系统提供故障检测和故障智能管理功能。

传感器网络的应用可以实时监测、获取各个部件的运行状态，一旦出现故障，智能电网系统能够自动切换到备用电源，保障飞机的正常运行。

二、智能充电技术在航天器供电中的应用航天器作为飞行在外太空的设备，对于供电系统的高可靠性和长寿命有着极高的要求。

智能充电技术的应用，可以提供一种高效、可靠的供电方式。

以智能电池管理系统为例，通过对航天器上的电池进行实时监测和管理，可以确保电池的正常工作状态和寿命。

系统可以根据电池的放电曲线、温度和残余容量等因素，动态调整充电策略，延长电池寿命的同时保证供电的稳定性。

此外，智能充电技术还可以提供智能电池辅助维护功能。

通过对充电过程中电池内部电阻、失效检测、容量补偿等参数的实时监测，可以保证电池的正常运行。

同时，系统也可以自动切换到备用电源，确保航天器在电池故障或能量不足的情况下仍能正常运行。

三、智能能量回收技术在地面充电设施中的应用随着电动飞机和无人机的广泛应用，充电设施的建设和管理成为关键。

智能能量回收技术的应用，可以提供高效的充电方式和优化能源利用。