§ 7-4 PWM AC-DC-AC VSCF
三．PWM VSCF 电源的控制
1 控制器的构成与控制功能
2 VSCF的故障分析
3 控制器的跳闸故障保护
4 跳闸故障的定位
5 VSCF电源的自检测 BIT
6 VSCF电源的并联运行
§ 7-5 无刷起动 /发电系统
§ 7-8 全电或多电飞机的发展及其特点
电力电子技术在航空器上的应用
小结
控制（ 1） INV
（ 2） Gen： GCR、 GCB、 BTB，调励磁，稳压。
（ 3）限制最大故障电流
保护： 故障分析复杂
故障诊断： 指示发生故障的组件、定位、记忆
三．PWM VSCF 电源的控制
1．控制器的构成与控制功能
构成：微机板μp ，输入、输出接口板 Input interface， Output
interface,变换器控制板Con Control ，机内电源 Inter
power supply 、调压板、通讯板。
功能：
2． VSCF的故障分析
保护与 CSCF类似
2.2 各部分的基本故障
2.1 部件按工作性质分类
功能部件：实现电能输出的必备设备。
跳闸保护部件：功能部件故障，电能输出受影响，
实现对电源和用电设备保护的部件。
自检测电路：对电源进行检测判断，故障诊断定位。
2.3 各部分故障后果分析
功能部件： 全局性故障
跳闸保护电路： 有局部性、全局性
故障不起作用，正常误跳闸
自检测电路： 局部性
正常，错误判断
故障，不能正确判断
3 控制器的跳闸故障保护
4 跳闸故障的定位
? 一级定位：到 LRU（机上可更换部件）
更换 故障部件
? 二级定位：到 SRU（模板级）
更换 故障板
? 定位的方法： 故障分析
微机分析 →转换成故障码，存储 E
2
PROM →
通过专用维修设备读出 →更换
? 单因素故障与多因素故障
? 单因素跳闸故障的定位
? 多因素跳闸故障的定位
5 VSCF电源的自检测BIT
在故障模式分析的基础上进行
? 运行BIT：
系统运行工作时，当发生故障跳闸时进行故障定
位、故障信息记录
? 维护BIT
对控制器本身的完整性进行测试和显示
6 VSCF电源的并联运行
并联条件
无功均衡：调励磁电流
有功均衡： f 一致由同一晶体控制
调相位角
ξ7-5 无刷起动/ 发电系统
二．起发一机两用优点
减少发动机附件机匣上的设备，若将起动 /发电机装于
发动机内部，可取消附件机匣，简化发动机结构。
降低发动机迎风面积，减小阻力，减小燃油消耗量。
重量减小，可靠性提高。
一．起动发电机：
起动：电动，带动发动机旋转
发电：发动机带动电机旋转发电
CSCF： CSD单向离合器，不可逆，不能构成起 /发
三．发展状况
LVDC： 能起动/发电 ；
飞机直流电源系统 100%使用起动/发电机。
VSCF： 能起/发 ，电机和变换器均可逆
VSCF无刷起动 /发电系统已装机使用
由 开关磁阻电机构成的起动/发电系统正在研制
（电机转子上无绕组，更适合构成发动机内装电机 ）
电动运行原理
起动：起动电源，整流，逆变桥，电动机三相电枢绕组
发电：发电机，整流，逆变桥，滤波
N
S
1
2
3
4
5
6
A
B
C
（ a）
（ a）逆变器与电动机的连接 （b ）电动发电的外电路转换
起动发电机
转接器 整流器 逆变器 转接器 交流滤波器
400HZ
交流
（b）
ξ7-8 全电或多电飞机的发展及其特点
二．全电、多电飞机概念的产生 ：
材料、器件的发展→ SI、 VSCF→ HVDC、固态配电。
全电飞机优点：
1 能源统一，飞机和发动机设备简化。
2 减小发动机迎风面积，降低飞行阻力。
3 飞机、发动机性能提高，燃油消耗少。
4 可靠性提高，维修性提高，成本下降。
一．飞机二次能源：液、气、电→电。
5.电气防冰系统
6.航空发动机电力起动系统，起动 /发电系统。
7.电源系统
8.固态配电系统
三．实现全电飞机的主要技术关键
1.机电作动筒
2.高速电机
3.电气环境控制系统：放气，耗量很大。
4.电动燃油和滑油供给系统。
四 .全电飞机的电源
?特点：容量大，数百 ~数千千瓦。
余度和不中断供电。
多种形式电能并存，直、交。
无刷S/G 。
?现有电源不适用于AEA
CSCF：η =70%
VSCF：η =80%
HVDC，η=90% ，可用于 MEA但不
适用于 AEA。
?变压变频VVVF 交流电源
航空发动机直接传动稀土永磁发电机
电压和频率随转速变化， V/f =const
效率高
对一些负载不适用
电力电子技术在航空器上的应用
?飞机电气系统：发电、配电、用电设备总称。
?电源系统：主、辅助、应急、备份、地面电源插座。
?LVDC： 调压器：输入转速、负载、温度
直发和直发、直发和蓄电池并联
反流保护器
发展： 1起动发电机的应用
2静止变流器替代旋转变流机：起动电流和
噪音降低，变换效率提高。
3微处理器控制器替代电压调节器、反流保
护器等控制保护电器
?CSCF： 1946年，CSD
60年代，组合传动发电机IDG
?VSCF： Converter取代CSD
电子式变压整流器
为无刷起动发电系统的诞生创造条件。
?HVDC： 1直流电机的高空换向
2 有触点电器的高空断弧
无刷直流电机，无触点开关电器
?飞机电源的发展与电力电子学的发展紧密相连：
1旋转整流器式无刷交发是飞机电气部件中首次使用
电力电子器件。（提高了主电源的可靠性）
唯一使用的发电机。
旋转整流管：结温 250°C，离心加速度5000~10000g
2 可关断器件：最初仅用于发电机励磁调节、保护电
路；发展到二次电源（ SI， TRU）
二次电源容量：几十 VA，数百 VA，数千VA
3 1972年，美 A-4， VSCF是电力电子装置在飞机主电
源中获得应用的标志。
4 HVDC在飞机上的成功应用，标志较完善的分布式
电源系统的出现。
1 VSCF电源的构成与类型
2 阶梯波合成型 AC-DC-AC VSCF组成与工作原理、调
压器的特性
3 PWM AC-DC-AC VSCF 工作原理，PWM信号控制
原则
4 输出滤波器的设计计算
5
中点形成变压器的结构特点
6
组件结构设计原则
7
起动发电概念
8
全电飞机电源特点
小结
