航空电源发展史

航空电源的发展史是一段充满技术创新与突破的过程，它紧密伴随着航空工业的进步而不断发展。以下是对航空电源发展史更详细、更具体的梳理：

一、早期发展阶段：低压直流电源系统

起始时间：

最早可追溯到1914年，当时**台航空直流发电机被应用于飞机上，标志着航空电源系统的诞生。

发展历程：

早期的低压直流电源系统额定电压较低，通常为6V或12V。

随着航空技术的不断进步，额定电压逐渐提高到28V，并一直沿用至今。

特点：

直流电源系统具有简单可靠的特点，但其工作转速、电机最大功率以及工作高度都受到一定限制。

电刷与换向器的存在限制了电机的转速，从而也限制了电机的最大容量。

主要应用于早期耗电功率不大的飞机。

二、交流电源系统阶段

1. 恒速恒频交流电源系统

   
   

起始时间：

1946年，美国发明了机械液压恒速传动装置，开启了航空恒速恒频交流电源的新篇章。

发展历程：

恒速传动装置能够将发动机的变化速度转换为恒速，从而驱动交流发电机产生恒频交流电（通常为400Hz，电压为115/200V）。

此后，组合传动发电装置（IDG）得到广泛应用，使得恒速恒频交流电源系统更加紧凑、高效。

特点：

容量大、重量轻、工作可靠，成为高性能、高用电量飞机的**。

但恒速传动装置是精密液压机械，生产制造和使用维护相对复杂。

2. 变速恒频交流电源系统

起始时间：

20世纪50年代末，随着功率半导体器件的出现，人们开始研究用电子变频器来代替恒速传动装置。

1972年，**套20千伏·安变速恒频交流电源装机使用，主要应用在先进的歼击机上。

发展历程：

变速恒频交流电源系统由航空发动机直接传动的无刷交流发电机和频率变换器构成。

频率变换器将发电机产生的变频交流电转换为恒频交流电，提高了电能转换效率和质量。

特点：

电能转换率高，电能质量高，无频率暂态过程。

电力电子变换器安装位置灵活，便于维护。

但由于采用电力电子器件，其过载能力和环境适应能力相对较弱。

3. 变频交流电源系统

起始时间：

变频交流电源系统是最早在飞机上使用的交流电源系统之一。

特点：

输出交流电源频率为360Hz~800Hz，称为宽变频电源。

适用于对供电质量要求不高的机载用电设备，如电加热除冰等负载。

系统结构简单，但供电质量不如恒速恒频和变速恒频交流电源系统。

三、高压直流电源系统阶段

起始时间：

进入21世纪以来，随着电力电子技术的飞速发展，高压直流电源系统开始受到关注并应用于部分飞机。

特点：

额定电压通常为270V，具有低压直流电源系统和交流电源系统的优点。

效率高、重量轻、并联和配电简便、易实现不中断供电、抗干扰能力强。

不需要恒速传动装置，因此系统结构简单、经济、维护方便。

但电路开关器件、电能变换装置、功率转换装置及无刷直流电动机等相对复杂，对技术要求较高。

四、未来发展趋势

随着多电飞机和全电飞机的发展，航空电源系统正朝着更加高效、可靠、智能、环保的方向发展。未来，高压直流电源系统、混合电源系统以及基于新型电力电子技术的电源系统有望得到更广泛的应用。同时，随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，新能源和清洁能源在航空电源系统中的应用也将成为重要的发展趋势。