多电飞机变频交流供电系统

本书系统阐述多电飞机变频交流供电系统的典型架构与工作原理，从起动发电、电能变换、配电到用电设备特性等方面介绍多电飞机变频交流供电系统的全貌，详细论述变频交流起动发电机结构原理以及电磁、损耗与发热特性，对发电机控制器和汇流条功率控制器进行阐述，结合多电飞机固态功率控制器等智能电器论述变频交流供电系统负载管理，对比变频交流与高压直流供电系统的特点，并对大型民机供电系统的发展趋势进行分析总结。 本书可作为高等院校电气工程学科硕士研究生、博士研究生和教师的参考书，也可供从事飞机电气系统研发的工程技术人员参考。

第1章 概述 1
1.1 多电飞机的诞生 1
1.2 典型多电飞机电气系统特点 1
1.3 多电飞机发展的基础 2
1.4 本章小结 3
第2章 大型多电飞机电源系统 4
2.1 多电飞机发电系统 4
2.2 多电飞机地面电源插座 6
2.3 多电飞机二次电源 7
2.4 115V交流汇流条 8
2.5 28V直流汇流条 8
2.6 270V直流汇流条 9
2.7 辅助动力装置的电起动 11
2.8 航空发动机的电起动 12
2.9 应急电源 12
2.10 电源配电箱 13
2.11 多电飞机用电设备 17
2.12 本章小结 18
第3章 变频交流起动发电机 20
3.1 概述 20
3.2 变频交流起动发电机电气性能的特点 21
3.3 变频交流起动发电机发电特性 25
3.4 交流发电机的励磁机 31
3.5 永磁副励磁机 33
3.6 变频交流起动发电机的工作方式 34
3.7 400Hz交流电励磁的励磁机 35
3.7.1 三相交流励磁的励磁机 36
3.7.2 单相交流励磁的励磁机 39
3.8 通用电动机起动控制器 42
3.9 变频交流起动发电机的损耗发热与冷却 48
3.10 脱机结构和剪切颈 53
3.11 本章小结 53
第4章 发电机控制器和汇流条功率控制器 55
4.1 多电飞机变频交流供电系统
4.1 发电机控制器和汇流条功率控制器的构成 55
4.2 发电机控制器和汇流条功率控制器的功能 55
4.3 数字电压调节器 59
4.4 瞬态过电压器 62
4.5 发电机控制器控制的接触器 64
4.6 235Vac汇流条的电源转换 67
4.7 变频交流发电系统的故障保护 69
4.8 航空发动机的电起动 79
4.8.1 概述 79
4.8.2 发动机电子控制器 80
4.8.3 发动机起动过程控制 80
4.8.4 发动机起动故障保护 81
4.9 外电源的监控 82
4.9.1 概述 82
4.9.2 地面作业 83
4.9.3 地面服务 84
4.9.4 地面电源常规工作 85
4.9.5 APU起动电源与起动方式 85
4.9.6 外电源故障保护 86
4.10 主蓄电池的监控 87
4.11.1 15Vac汇流条和28Vdc汇流条的监控 89
4.11.1 115Vac汇流条的监控 89
4.11.2 28Vdc汇流条的监控 93
4.11.3 CaptInstr汇流条和F/OInstr汇流条的监控 94
4.11.4 应急电源监控 95
4.12 汇流条功率控制器控制和监测的电器 96
4.13 本章小结 97
第5章 大型多电飞机智能电器和负载管理 99
5.1 多电飞机智能电器 99
5.2 交流固态功率控制器 99
5.3 直流固态功率控制器 101
5.4 电气负载控制器 102
5.5 汇流条功率控制器监控的供电网转换电器 103
5.5.1 BPCU直接监控的电器 103
5.5.2 左右BPCU联合监控的电器 105
5.5.3 BPCU驱动和ELCU监控的电器 108
5.5.4 BPCU控制ELCU驱动和监测的电器 109
5.6 发电机控制器控制的电器 110
5.7 大功率用电设备控制电器 112
5.7.1 ELCU的构成 113
5.7.2 ELCU的通信 114
5.7.3 ELCU的上电自检 115
5.7.4 电源配电箱中的用电设备ELCU 115
5.7.5 B787飞机的235V大功率用电设备 118
5.8 公共计算机和通信网络 118
5.8.1 公共计算机系统的组成 118
5.8.2 CCR和BPCU间通信 120
5.8.3 CCR和RPDU间通信 120
5.8.4 CCR和CMSC间通信 120
5.8.5 CCR和P5控制板、EICAS、MFD间通信 121
5.8.6 配电系统应用软件 123
5.9 电气系统的显示和控制应用软件 125
5.10 断路器显示和控制应用软件 127
5.11 二次电源配电箱 129
5.12 远程配电箱 131
5.12.1 RPDU的构成 131
5.12.2 RPDU群 132
5.12.3 RPDU的分布 133
5.13 多电飞机负载管理 134
5.13.1 实行负载管理的电源设备 134
5.13.2 负载管理用控制电器 134
5.13.3 负载管理的类型 135
5.14 本章小结 139
第6章 变频交流电源的发展 141
6.1 VFSG和ATRU的发展 141
6.2 APU起动发电机的简化 142
6.3 变压整流器的改进 143
6.4 起动航空发动机电源构成和特性 143
6.5 本章小结 145
第7章 多电大型民机供电系统的发展 146
7.1 第一代多电飞机电气系统的特点 146
7.2 变频交流与高压直流电气系统的对比 147
7.3 高压直流电源的电压 150
7.4 大型多电飞机电源架构 152
7.5 飞机直流发电机的主要类型 155
7.5.1 三级式无刷直流发电机 156
7.5.2 永磁直流发电机 158
7.5.3 开关磁阻电机 164
7.5.4 双凸极直流发电机 166
7.6 直流发电机的并联工作 70
7.6.1 三级式无刷直流发电机的软起动 170
7.6.2 并联发电机间的负荷均衡 171
7.6.3 发电机投入电网和退出电网 173
7.6.4 并联发电机电源系统的保护 173
7.6.5 并联电源系统的优点 174
7.7 辅助动力装置 174
7.7.1 APU在飞机上的应用 174
7.7.2 APU的高空特性 175
7.7.3 应急动力装置 175
7.7.4 组合动力装置 176
7.7.5 多电组合动力装置 177
7.7.6 磁浮轴承的构成原理 178
7.7.7 具有悬浮能力的12/8极结构双凸极电机 180
7.7.8 发展多电组合动力装置的意义 181
7.8 二次电源 181
7.8.1 直流变换器 182
7.8.2 静止变流器 187
7.8.3 全桥变换器的多种应用 189
7.9 远程配电箱 190
7.9.1 综合机箱 190
7.9.2 分布式高压直流配电系统 191
7.10 多电飞机用电设备 191
7.10.1 飞机燃油系统的用电设备 192
7.10.2 飞机气压能源系统 194
7.10.3 飞机集中式液压能源 196
7.10.4 在变频交流电源下工作的异步电动机 203
7.10.5 直流电源供电的电动机 206
7.11 高压直流供电系统中的电力和信息网络 208
7.11.1 飞机上数字总线的应用 208
7.11.2 电气负载的管理 208
7.11.3 电力电子装置性能的改善 209
7.11.4 飞机电气系统从自动化到智能化 210
7.12 本章小结 211
参考文献 212
附录缩略语词汇表 214