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航空電源發(fā)展史

航空電源的發(fā)展史是一段充滿技術(shù)創(chuàng)新與突破的過程，它緊密伴隨著航空工業(yè)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。以下是對航空電源發(fā)展史更詳細(xì)、更具體的梳理：

一、早期發(fā)展階段：低壓直流電源系統(tǒng)

起始時間：

最早可追溯到1914年，當(dāng)時**臺航空直流發(fā)電機(jī)被應(yīng)用于飛機(jī)上，標(biāo)志著航空電源系統(tǒng)的誕生。

發(fā)展歷程：

早期的低壓直流電源系統(tǒng)額定電壓較低，通常為6V或12V。

隨著航空技術(shù)的不斷進(jìn)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(tǒng)具有簡單可靠的特點，但其工作轉(zhuǎn)速、電機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速，從而也限制了電機(jī)的最大容量。

主要應(yīng)用于早期耗電功率不大的飛機(jī)。

二、交流電源系統(tǒng)階段

1. 恒速恒頻交流電源系統(tǒng)

   
   

起始時間：

1946年，美國發(fā)明了機(jī)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(fā)展歷程：

恒速傳動裝置能夠?qū)l(fā)動機(jī)的變化速度轉(zhuǎn)換為恒速，從而驅(qū)動交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生恒頻交流電（通常為400Hz，電壓為115/200V）。

此后，組合傳動發(fā)電裝置（IDG）得到廣泛應(yīng)用，使得恒速恒頻交流電源系統(tǒng)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(jī)的**。

但恒速傳動裝置是精密液壓機(jī)械，生產(chǎn)制造和使用維護(hù)相對復(fù)雜。

2. 變速恒頻交流電源系統(tǒng)

起始時間：

20世紀(jì)50年代末，隨著功率半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，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(jī)使用，主要應(yīng)用在先進(jìn)的殲擊機(jī)上。

發(fā)展歷程：

變速恒頻交流電源系統(tǒng)由航空發(fā)動機(jī)直接傳動的無刷交流發(fā)電機(jī)和頻率變換器構(gòu)成。

頻率變換器將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的變頻交流電轉(zhuǎn)換為恒頻交流電，提高了電能轉(zhuǎn)換效率和質(zhì)量。

特點：

電能轉(zhuǎn)換率高，電能質(zhì)量高，無頻率暫態(tài)過程。

電力電子變換器安裝位置靈活，便于維護(hù)。

但由于采用電力電子器件，其過載能力和環(huán)境適應(yīng)能力相對較弱。

3. 變頻交流電源系統(tǒng)

起始時間：

變頻交流電源系統(tǒng)是最早在飛機(jī)上使用的交流電源系統(tǒng)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(zhì)量要求不高的機(jī)載用電設(shè)備，如電加熱除冰等負(fù)載。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但供電質(zhì)量不如恒速恒頻和變速恒頻交流電源系統(tǒng)。

三、高壓直流電源系統(tǒng)階段

起始時間：

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，高壓直流電源系統(tǒng)開始受到關(guān)注并應(yīng)用于部分飛機(jī)。

特點：

額定電壓通常為270V，具有低壓直流電源系統(tǒng)和交流電源系統(tǒng)的優(yōu)點。

效率高、重量輕、并聯(lián)和配電簡便、易實現(xiàn)不中斷供電、抗干擾能力強(qiáng)。

不需要恒速傳動裝置，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、維護(hù)方便。

但電路開關(guān)器件、電能變換裝置、功率轉(zhuǎn)換裝置及無刷直流電動機(jī)等相對復(fù)雜，對技術(shù)要求較高。

四、未來發(fā)展趨勢

隨著多電飛機(jī)和全電飛機(jī)的發(fā)展，航空電源系統(tǒng)正朝著更加高效、可靠、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。未來，高壓直流電源系統(tǒng)、混合電源系統(tǒng)以及基于新型電力電子技術(shù)的電源系統(tǒng)有望得到更廣泛的應(yīng)用。同時，隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，新能源和清潔能源在航空電源系統(tǒng)中的應(yīng)用也將成為重要的發(fā)展趨勢。