超级电容器与飞机直流地面电源

飞机直流地面电源是指额定电压为28. 5V的向飞机供电的任何一类电源设备,该电源为双线制电源系统,电源输出线的电路连接应按图1所示。

　在大多数情况下,飞机直流地面电源应能用来启动飞机发动机,短时启动冲击电流有的高达1800～2200A。

在空载到额定负载的各种负载条件下,由插头处所测定的电压应在27～30V范围内。当设备启动飞机发动机时,并联蓄电池情况下,插头处所测定的电压应不低于20V ,并应指明在此条件下的电流值。

直流电源的脉动电压峰值与平均电压的偏差小于2. 0V。脉动电压的频谱应在图2所示的范围内。

　超级电容器在飞机直流地面电源上应用的可行性

通过以上对超级电容器的特性和飞机直流地面电源的供电特性进行分析后认为:利用超级电容器的贮能特性和功率特性,可以用一个或数个超级电容器和蓄电池或其它电源装置组成高能量的混合放电装置,应用于飞机直流地面电源。

目前,采用超级电容器和蓄电池或其它电源装置组成的高能量混合放电装置在军工、电力、铁路、交通、医疗等领域的用途十分广泛。在特定的条件下可以部分或全部替代蓄电池。应用在某些电器、机电设备上可以产生革命性的进步。其应用主要体现在以下几个方面：

(a)和蓄电池并联使用,用于各种内燃机、蓄电池作动力的机车车辆、飞机、船舶、工程机械、发电机组的电启动系统,作为其启动、启步、加速时的功率电源。直接与蓄电池并联使用,利用超级电容器的功率特性,由超级电容器提供内燃机、电动车辆启动、起步、加速瞬间所需的大电流,提高启动性能,缩短启动时间。同时,可以降低发动机、电动车辆在启动、起步、加速瞬间产生的大电流对蓄电池造成的损害,并显著延长了蓄电池的使用寿命。特别在低温寒冷气候条件下或蓄电池亏电以及减小蓄电池容量情况下,更能显示超级电容器的优异特性,确保车辆、内燃机组迅速可靠的启动运转；

(b)和大、中、小型发电机、蓄电池或其他供电设备结合组成超大功率特种脉冲电源设备,能够提供数百至数十万安培的脉冲电流,满足多种技术需求。主要用于军事、科技、工业等相关领域大功率电脉冲设备,如点焊机、X光机、充磁机及其他技术装备；

(c)代替蓄电池用于短距离电动车辆的动力电源,其优势是超级电容器充电时间短；

(d)在电力供电系统,用于智能化电网控制器件的直流电源；超级电容器可直接用作高压开关等CDx型电磁操动机构的直流电源,其特点是：既能提供电磁操动机构开合瞬间所需要的大电流,也能满足电网测量控制设备对小电流供电的需求。直接替代镉镍蓄电池或与UPS电源组合用于各种电力直流屏或开关设备的直流操作电源。其特点是：由超级电容器提供开关设备分合闸时所需的大电流,UPS电源提供一般工作电流。从设计和使用上可以分为超级电容器组和UPS电源组,这样可以减小蓄电池容量配置,同时极大的提高了分、合闸的可靠性,与蓄电池配合使用或直接取代蓄电池,可以改善提高电源性能、降低直流电源的成本；

(e)用于风力发电、水力发电、太阳能电池以及重要用户的不间断供电等系统。目前,国内飞机直流地面电源的类型主要有以蓄电池为动力的蓄电池启动车、以内燃机为动力的直流电源车、以市电为动力的逆变电源等等。通过以上分析后可知,对于蓄电池启动车,如,DZD5101、DZD5102等,可直接和蓄电池并联一个或数个超级电容器,以提供启动飞机发动机瞬间所需的冲击大电流,提高启动性能,缩短启动时间,降低启动瞬间大电流对蓄电池造成的损害,延长蓄电池使用寿命。对于直流电源车或交直流两用电源车,如,412B、DZD5201、DZD50、DZD75等,可直接和其直流供电系统结合组成大功率冲击电源设备,可全部或部分代替直流输出端并联的蓄电池组。根据不同情况,可满足多种技术需求,超级电容器在以内燃机为动力的直流电源车上的采用,可解决电源车启动飞机发动机瞬间功率不足的技术难题。同时,在启动瞬间超级电容器对直流电源车发电系统尤其是内燃机具有很大的保护作用。对于逆变电源,同样也可以和超级电容器结合组成大功率特种冲击电源设备,可提供数千安培的冲击电流,供启动飞机发动机之用。

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