浅谈飞机电源系统与维护技术

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摘 要：在现代飞机电源系统的发展过程中，主要使用的是四种类型的电源，一种是28V的低压直流电源，一种是270V的高压直流电源，一种是400Hz恒频交流电源，剩下的一种是360-800Hz 115/200V变频交流电源，为了能够让飞机的电源系统得以正常的工作，就需要对上述不同的电源系统进行详细的研究，分析各自的主要特点，不同的电源系统所适用的机型也是各不相同的，只有有针对性的进行研究，才能更好的促进我国飞机的建设，希望在本文的论述下可以对今后的工作带来一定的帮助。

关键词：低压直流电源；高压直流电源；恒速恒频交流电源

在飞机运行的过程中，电源系统的可靠性是十分重要的，这关系到飞机能否正常飞行，是否可以保证飞机上人员的安全，所以本文重点对飞机电源系统的应用情况展开了论述，并且以SR2X系列飞机为例，研究其具体的维护技术，希望可以对今后的工作带来一定的帮助，借助飞机使用维护的相关技术手段，探究在电源系统工作过程中存在的一些问题以及具体的维护方法，进而带动我国交通运输行业更好更快的发展，并且以此为背景，带动我国社会的发展建设。

1、低压直流电源

在飞机电源系统应用的过程中，最早使用的就是低压直流电源，这种电源现如今在直升飞机以及中小型飞机中应用的比较广泛，其主要的工作原理就是借助主发电机的功能带动航空发动机的转动。在应用的过程中，还需要与电压调节器以及发电机相互配合使用，这样才能保证航空发电机在工作转速方面得到有效的控制，并且在对电机进行控制的同时，电压以及电流也不会发生变化。同时，如果电机出现故障，那么电池在此时的作用就十分明显了，主要是起到了进行备份以及应急的作用。如果是在多发动机的飞机上，那么还需要具备与之相配套的发电机，并且采用并联的方式工作。在应用低压直流电源的过程中，其自身具备了简单方面的操作，但是相应的不足之处在于不能保证高效的工作转速，并且工作高度也会受到一定的限制。

2、恒频交流电源

这种电源的额定容量正在不断的发展，并且正在接近于一个数量级，并且在近些年的发展建设过程中，相应的发展速度也得到不断的加快，某公司成功研制了一个恒速转动装置，并且可以将其与发动机进行组合使用，但是这一装置的类型为精密液压机械，在生产制造的过程中十分困难，并且也不利于进一步的维护，所以在电力不断发展的过程中，逐渐出现了变速恒频交流电源。这种交流电源可以将电子变换器中的交流电加以进一步的转化，在后续的发展过程中，这一电源的优点也得到了进一步的凸显。例如具有较高的电能转换率，并且在安装的过程中，相应的位置也更加灵活多变，可以通过变速恒频电源实现发电的效果，但是不足之处在于过载能力以及相应的适应能力会受到一定的限制。

3、变频交流电源

在飞机防冰加温的过程中，主要应用到了变频交流电源，这一电源类型在全球快车飞机上得以应用，在现代化发展建设的过程中，其他飞机类型也应用了这一类型的电源，人们对这一电源系统的发展情况也就变得愈发关注了起来，其主要的优势在于可以对飞机主电源起到简化的作用，并且让电源的工作效率得到显著的提升，在飞机上还安装了相应的发电机以及变压器等，对变频电流存在的风险起到了有效的抑制作用，同时还降低了成本。在变频交流电源发展的过程中，不能离开电机技术以及电能变换技术，在应用这一电源类型的过程中需要注意的是应该对驱动通风机以及泵的异步电动机加以进一步的改造，这样才能满足变频恒压交流电源的工作需要。

4、高压直流电源

270V高压直流电源的成功应用主要取决于三项技术的突破：a.无刷直流发电机和电动机的诞生；b.无触点固态电器，常称固态功率控制器的发展；c.电能变换器的模块化和小型化。高压直流电源和28V低压直流电源一样简单可靠，适合于非线性负载。21世纪初，美国试飞的F-35战斗机，不仅采用了高压直流电源，而且是第一架多电型军用飞机。该单发动机战斗机的主电源是250kW的开关磁阻起动/发电机，由航空发动机直接传动，该电机的功率变换器为125kW的双通逆结构。在F-35飞机上，辅助电源和应急电源已组成一体，称为组合动力装置。组合动力装置是压气机、燃烧室、涡轮和起动/发电机的组合体。压气机、起动/发电机转子和涡轮同轴，整个转子用磁浮轴承悬浮起来，从而成为一种多电发动机。

5、以SR2X系列飞机电源系统为例的使用与维护

5.1蓄电瓶的使用与维护

BAT1的使用与维护。BAT1的使用操作方法如下（假设BAT1处于完全充满电的状态）：（1）将BAT1开关置于ON位置，观察应急地平仪中的陀螺有工作的声音且低压告警红旗收起，同时PFD、MFD显示器处于启动状态，说明BAT1已经向机上各汇流条供电；（2）等待约60s后，PFD、MFD显示器启动成功并进入相关默认画面；（3）观察PFD显示器“SYSTEM”画面或MFD显示器“ENGINE”画面上的“Ess Bus×V”、“M. Bus1×V”和“M.Bus2×V”，“×”数的显示范围为22～26。当“×”数值≥24.5时，表明BAT1供电电压正常；当“Ess Bus×V”中的“×”数值

BAT1/BAT2的维护。（1）飞机正常使用时的维护如果飞机的飞行间隔较短（5天以下），根据上述原理可知，飞机在ALT1/ALT2正常供电时即可对BAT1/BAT2进行充电，无需离机进行相关维护工作。按照手册要求进行BAT1的电解液检查、BAT1/BAT2供电电压检查等工作。（2）飞机停放期间的维护根据手册要求，如果飞机停放时间在30天以上，必须将BAT1/BAT2拆下，严格按照BAT1/BAT2生产厂家的使用说明书和维护手册进行相关维护工作。（3）注意事项①Do not charge batteries in airplane or within 10feet of a fuel servicing area；② Never use a battery that has less than 80% of rated capacity.

5.2l电机的使用与维护

在发电机的使用过程中，需要发动机起动并正常工作，检查结束按程序将发动机停车。ALT1的使用操作方法如下：（1）发动机转速置于1000r/min，PFD右下角显示“ALT1”黄色警戒级信息；（2）将ALT1开关置于ON位，PFD右下角显示的“ALT1”黄色警戒级信息消失；（3）分别将发动机转速置于1700r/min/2200r/min。（4）将ALT1开关置于OFF位，PFD右下角显示“ALT1”黄色警戒级信息。根据飞机手册和发电机手册要求，对ALT1/ALT2进行相关维护工作。

5.3MCU-140的维护

MCU-140在外场维护过程中仅限于保险丝和FCU的更换工作，标准维护程序如下：将BAT1、BAT2和AVI-ONICS开关均置于“OFF”位置；断开BAT1连接电缆；打开MCU-140后盖；检查内部水汽，必要时进行烘干；用Mil-C-81039 TypeIII型防锈喷雾喷涂内部电路板、内部元器件及连接件；封闭MCU-140后盖；连接BAT1连接电缆；进行通电及发动机试车检查。

6、结语

综上，在多电飞机方兴未艾的大环境下，变频交流电源或交、直流混合供电系统在大型民用飞机领域将得到更广泛的应用和更大的发展；而270V高压直流电源系统在军用轻型飞机领域备受青睐，是目前研发的一个热点和重点。飞机起动/发电系统的高速化、集成化、高可靠性和高功率密度也必然是现代飞机电源系统的发展趋势。

参考文献：

[1]王海青.航空电子系统综合试验新思路[J].飞机设计，2007（1）：18？21.

[2]郑连兴，任仁良.涡轮发动机飞机结构与系统（AV）上册[M]：北京：兵器工业出版社，2006