航空電源發展史

航空電源的發展史是一段充滿技術創新與突破的過程，它緊密伴隨著航空工業的進步而不斷發展。以下是對航空電源發展史更詳細、更具體的梳理：

一、早期發展階段：低壓直流電源系統

起始時間：

最早可追溯到1914年，當時**臺航空直流發電機被應用于飛機上，標志著航空電源系統的誕生。

發展歷程：

早期的低壓直流電源系統額定電壓較低，通常為6V或12V。

隨著航空技術的不斷進步，額定電壓逐漸提高到28V，并一直沿用至今。

特點：

直流電源系統具有簡單可靠的特點，但其工作轉速、電機最大功率以及工作高度都受到一定限制。

電刷與換向器的存在限制了電機的轉速，從而也限制了電機的最大容量。

主要應用于早期耗電功率不大的飛機。

二、交流電源系統階段

1. 恒速恒頻交流電源系統

   
   

起始時間：

1946年，美國發明了機械液壓恒速傳動裝置，開啟了航空恒速恒頻交流電源的新篇章。

發展歷程：

恒速傳動裝置能夠將發動機的變化速度轉換為恒速，從而驅動交流發電機產生恒頻交流電（通常為400Hz，電壓為115/200V）。

此后，組合傳動發電裝置（IDG）得到廣泛應用，使得恒速恒頻交流電源系統更加緊湊、高效。

特點：

容量大、重量輕、工作可靠，成為高性能、高用電量飛機的**。

但恒速傳動裝置是精密液壓機械，生產制造和使用維護相對復雜。

2. 變速恒頻交流電源系統

起始時間：

20世紀50年代末，隨著功率半導體器件的出現，人們開始研究用電子變頻器來代替恒速傳動裝置。

1972年，**套20千伏·安變速恒頻交流電源裝機使用，主要應用在先進的殲擊機上。

發展歷程：

變速恒頻交流電源系統由航空發動機直接傳動的無刷交流發電機和頻率變換器構成。

頻率變換器將發電機產生的變頻交流電轉換為恒頻交流電，提高了電能轉換效率和質量。

特點：

電能轉換率高，電能質量高，無頻率暫態過程。

電力電子變換器安裝位置靈活，便于維護。

但由于采用電力電子器件，其過載能力和環境適應能力相對較弱。

3. 變頻交流電源系統

起始時間：

變頻交流電源系統是最早在飛機上使用的交流電源系統之一。

特點：

輸出交流電源頻率為360Hz~800Hz，稱為寬變頻電源。

適用于對供電質量要求不高的機載用電設備，如電加熱除冰等負載。

系統結構簡單，但供電質量不如恒速恒頻和變速恒頻交流電源系統。

三、高壓直流電源系統階段

起始時間：

進入21世紀以來，隨著電力電子技術的飛速發展，高壓直流電源系統開始受到關注并應用于部分飛機。

特點：

額定電壓通常為270V，具有低壓直流電源系統和交流電源系統的優點。

效率高、重量輕、并聯和配電簡便、易實現不中斷供電、抗干擾能力強。

不需要恒速傳動裝置，因此系統結構簡單、經濟、維護方便。

但電路開關器件、電能變換裝置、功率轉換裝置及無刷直流電動機等相對復雜，對技術要求較高。

四、未來發展趨勢

隨著多電飛機和全電飛機的發展，航空電源系統正朝著更加高效、可靠、智能、環保的方向發展。未來，高壓直流電源系統、混合電源系統以及基于新型電力電子技術的電源系統有望得到更廣泛的應用。同時，隨著全球能源危機和環境污染問題的日益嚴重，新能源和清潔能源在航空電源系統中的應用也將成為重要的發展趨勢。