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飞机电源系统是如何工作的?

2025-10-18 14:02 发布

飞机电源系统由主电源、辅助电源、应急电源、二次电源以及地面电源插座等构成。

主电源是指由飞机发动机直接或间接传动的发电系统,是机上全部用电设备的能量来源。分为直流和交流两类,它取决于发电机的类别。二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能,以满足不同用电设备的需要。

辅助电源有航空蓄电池和辅助动力装置驱动的发电机。飞机在地面,主电源不工作时,机上用电设备由辅助电源或机场地面电源供电。

应急电源有航空蓄电池和冲压空气涡轮发电机。飞机飞行中若全部主电源发生故障时,则由应急电源供电。由于应急电源容量较小,只能向飞机上的重要用电设备供电,以保证飞机紧急着陆或返航。

二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能,能满足不同用电设备的需要。在低压直流电源系统中,二次电源有旋转变流机,静止变流器等,可以将28V的低压直流电变换为115V/400Hz的单相交流电。

飞机电源系统的主要类型有低压直流电源系统、变速变频交流电源系统、恒速恒频交流电源系统以及新型的变速恒频交流电源系统和高压直流电源系统。

低压直流电源系统的优点是可以兼作起动发电机,减轻机载设备的重量。缺点是电压低、电流大,发电机及馈线重量大,高空性能差,功率变换设备复杂,效率低。

变速变频交流电源系统适用于装有涡轮螺旋桨发动机的飞机。该系统不需要恒速传动装置,系统结构简单,重量轻,可靠性高。

恒速恒频交流电源系统的发电机是通过恒速传动装置由发动机传动的,可以发出为400Hz、电压为115v/200v的恒频交流电。这是目前大型喷气式飞机上最常采用的型式。

三相交流供电系统的电网连接方式主要有两种,一种是三相四线制,另一种是三相三线制。前者可以省去一根馈线,有利于减轻电网重量,后者负载只能得到一种电压,正常情况下比较安全,但若一相对机体的短路故障,则会危及机上人员安全。

飞机交流电系统的电压参数选择为115V/200V,频率参数选择为400Hz,这是经过考虑功率及发电和配电系统的重量、馈线允许的压降及强度、人员的安全性等因素后确定的。

航空蓄电池是化学能与电能相互转换的设备,它在放电时将化学能转化为电能,向用电设备供电,而在充电时又将电能转化为化学能储存起来。按照电解质性质不同,航空蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类。

航空蓄电池的主要功用是起动发动机,用作辅助电源,用作应急电源,给重要的应急设备供电。

铅蓄电池的放电过程总的化学反应方程式为:Pb+2H2SO4+PbO2→2PbSO4+2H2O,充电反应是放电反应的逆反应。

镍镉蓄电池的放电化学反应方程式为:Cd+2KOH+2Ni(OH)3→Cd(OH)2+2KOH+2Ni(OH)2,充电反应是放电反应的逆反应。

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