МЕТОДИ ЗА СЛЕБЕЕ ВО - PDF Бесплатно преземање
1 МЕТОДИ ЗА НАМАЛУВАЕ НА ТЕИНАТА ВО ДИСЕРСТАЦИЈА НА МРЕИТЕ НА ЕЛЕКТРИСКИ АВИОНСКИ КАБИНИ одобрени од Електротехничкиот факултет при Универзитетот Хелмут Шмит/Универзитетот на Федералните вооружени сили во Хамбург за да се добие академскиот степен на докторски инженер презентиран од Дипл-Инг. Јоханес Бромбах од Берлин Хамбург, 2014 година
2 ден од усниот испит: Прв рецензент: Унив.-Проф. Д-р-Инг. хабил Детлеф Шулц Втор рецензент: Унив.-Проф. Д-р-Инг. Клаус Ф. Хофман
5 III ОВИЕ Главните тези на оваа теза се како што следува: Електричните конвертори од страна на товарот имаат најголем удел во тежината во мрежата на електрична кабина. Оптималната интеграција на електричниот систем на кабина со DC напон се постигнува преку архитектури без трансформатор. Најголемата заштеда на тежина во електричниот систем на бродот произлегува од воведувањето на нивото на еднонасочен напон за сите оптоварувања. Збирот на техничките и структурните предности на мрежата на кабина со еднонасочен напон сугерира економска имплементација. Технологиите на батерии можат да го заменат тековното помошно и итно напојување.
7 V СОДРИНА Признанија. Јас! Кратка верзија. II! Тези. III! Содржина. V! Список на користени симболи. IX! Список на користени индекси. XI! Користени кратенки. XII! 1! Вовед. 1! 1,1! Мотивација 1! 1,2! Цел на работата и постапката 2! 2! Држава на уметноста. 7! 2,1! Снабдување со енергија за авион 7! 2.1.1! Историски развој 8! 2.1.2! Енергетски системи на мотори на авиони 10! 2.1.3! Напојување со наизменична струја 12! 2.1.4! DC напојување 14! 2,2! Изградба на мрежи на авиони 14! 2.2.1! Структура на мрежата 15! 2.2.2! Wици 16! 2,3! Заштита на мрежата во мрежните мрежи 17! 2.3.1! Осигурувачи 17! 2.3.2! Термички прекинувачи 19! 2.3.3! Електронски прекинувачи 19! 2,4! Оптимизацијата се приближува до 20! 2.4.1! Електрификација на енергетските системи 20! 2.4.2! Управување со електрично оптоварување 20! 2.4.3! Внатрешни мрежи DC 21! 2,5! ДВ напонски мрежи во конвенционалното напојување 21! 2.5.1! Најсовремена 21! 2.5.2! Префрлување и заштита на високи DC напони 22! 3! Моделирање. 25! 3,1! Моделирање на референтен авион 26!
10 VIII 6,2! Интеграција на нови функции 133! 6,3! Намалување на оперативните трошоци 133! 7! Резиме и изгледи! 7,1! Резиме на работа 135! 7,2! Outlook 137! 8-ми! Прилог. XV! 8,1! Параметри за кабел специфични за авиони XV! 8,2! Релевантни стандарди XV! 8,3! Оперативни трошоци на модерен авион XVI! 8.3.1! Влијание на промена на тежината XVIII! 8.3.2! Влијание на промена на електричната потрошувачка XIX! 8,4! Користена технологија за лабораториско поставување и мерење XX! 8.4.1! Напојување XX! 8.4.2! Електрични оптоварувања XX! 8.4.3! Систем за контрола и регулација XXI! 8.4.4! Технологија за мерење XXI! 8.4.5! Лабораториско поставување XXIII! 8.4.6! Демонстратор за управување со товарот XXIV! 8.4.7! Софтвер за управување со енергија XXV! 8.4.8! Мал демонстратор XXVI! 8,5! Архитектонски студии XXVII! 8,6! Симулација на нов вид заштита на далечина XXIX! 8,7! Тежини на целокупната HVDC архитектура ХХХ! 8,8! Мерење на капацитетот на кабелот и индуктивноста ХХХИ! 9! Научен доказ за активност. XXXII! 10! Библиографија. XXXVIII! Продолжи XIII!
11 IX СПИСОК НА КОРИСТЕНИ СИМБОЛИ ФОРМУЛА Симболи Единица Опис α W m -2 K -1 Коефициент на пренос на топлина g специфична промена на потрошувачката со β m kg 100! Km варијација на тежина g специфична промена на потрошувачката со β W kwh! "Промена на потрошувачката на електрична енергија Δ - разлика ε r - диелектрична константа μ r - коефициент на пропустливост ϕ V електричен потенцијал ϕ - агол во радијанска мерка ρ Ws kg -1 густина на енергија ψ V s флукс на серпентина ω s -1 аголна фреквенција Δ - разлика ϕ W kg -1 густина на моќност θ K температура θ 0 C температура на околината! K временска промена на температурата а - параметри на формулата А m 2 област B - коефициент на пакет BT густина на магнетен флукс! Т врвна вредност густина на магнетен флукс BW сегашна вредност b - параметар на формулата b - сооднос на работа/носивост c - параметар на формулата CJK -1 топлински капацитет CF електричен капацитет CF km -1 капацитет d mm дијаметар f Hz фреквенција G - функција за пренос I., i А струја! Врвна вредност на струјата j - комплексен оператор k - параметар K Трошоци l m должина L H индуктивност L H km -1 индуктивен слој
12 X Формула симбол Ознака на единицата m kg маса m EQ kg тежина опрема m kg km -1 специфична тежина на кабелот n - број N - број на вртења O - напор за пресметка r φ m кружна траса ts време T s период p% интерес P, p Ш ефективна моќност R Ω отпорност R Ω km -1 специфичен отпор на кабел sjs -1 комплексна аголна фреквенција sm пат, растојание s - фактор на скалирање v - сооднос w kg,% апсолутна тежина, релативна тежина W Ws енергија xm растојание нормално на правецот на летот и хоризонтално на земјата X О реактанса U, u V напон ! V максимален напон на напонот Q el Како електрично полнење y m растојание во правец на летот Y S прием z м растојание нормално на подот на кабината Z Ω импеданса
13 XI СПИСОК НА КОРИСТЕНИ ИНДИКАЦИ Индекси Значење C Температура во C 3 Ph 3 фазни проводници со AC/DC сооднос A320 Airbus A320 (авиони со кратки и средни релации) AC наизменична количина b Работна DC постојана количина пад на напон e Earthff rms вредност и електрично време и време на празнење Eq опрема Fh Часови на лет според измерена граница j индекси на трчање j година k спојка вар импутиран K керозин Kst кабелски правци типови на кабли Lty, оптоварување на оптоварување страна L1, L2, L3 означување на фазата минимална вредност максимална вредност максимална вредност номинална големина дизајн мрежа мрежа n оптоварување нормализиран N неутрален проводник Q извор термички w конвертор 'нормализиран Вредност на DC врска
20 4 1 ВОВЕД Електрични потрошувачи Електрична дистрибуција Електрично генерирање Чекор: 1 Пристапи кон намалување на телесната тежина Одредување на пропорциите на тежината Определување на пропорциите на потрошувачката Пристапи кон намалувањето на потрошувачката 2 Определување на ефективноста на приодите за оптимизација Определување на ефективноста на приодите за оптимизација Варијација на повеќе параметри 3 Не Одредување на оптимална структура 4 Не исполнети специфични барања за авиони? 5 Да Економски изводливо? 6 Да Оптимизиран електричен систем Слика 1.3 Постапка за мулти-параметарско оптимизирање на електричниот систем со цел намалување на тежината и потрошувачката
21 1 ВОВЕД 5 Сегашното дело е поделено во седум поглавја. Поглавје 1 ја опишува мотивацијата и целта на работата. Поглавје 2 ја опишува состојбата на уметноста. Тука е претставена структурата на мрежните мрежи на современи комерцијални авиони. Опишани се трите главни компоненти, генерирање, дистрибуција и електрични оптоварувања на денешниот авион. Во Поглавје 3, анализирани и карактеризирани се трите електрични потсистеми на модерен авион со кратки и средни релации. Ова создава база на податоци и модел што служи како почетна точка за понатамошни истраги. Во Поглавје 4, резултатите се проверуваат на симулацијата на електричниот систем на возилото и се утврдуваат важните параметри на релевантните компоненти на електричниот систем. Поглавје 5 ја опишува примената на различните стратегии за оптимизација на моделот. Таму резултатите се проценуваат и математички се обработуваат. Поглавје 6 го покажува потенцијалот за техничка и економска оптимизација на целокупното ниво на авион. Поглавје 7 ги сумира резултатите и дава преглед на идните истражувања.
25 2 ПРИОРНА УМЕТНОСТ HVDC: Висок напон DC VF: Варијабилна фреквенција MEA: Повеќе електрични авиони CF: Партнер на постојана фреквенција. Gen.: Генератори поврзани паралелно HVDC 230 V AC VF MEA 115 V AC VF Управување со оптоварување 115 V AC CF 115 V AC CF (став. Генера.) 28 V DC (став. Генера.) 28 V DC Слика 2.1 Временска употреба на различни технологии во цивилна авијација (нови испораки), видете [Moi09] Слика 2.2 го покажува развојот на инсталираната моќност на генераторот на авиони. Може да се види дека првично зголемувањето на големината на леталото (Б747) предизвика зголемување на перформансите. Следното зголемување на потрошувачката на енергија се случи со воведување на нови системи за удобност за патниците. Тука треба да се спомене систем за забава во лет со едно седиште (IFE), кој сè повеќе се користи во новите авиони. Излез [kva] Даглас DC-8 B A380 0 година Слика 2.2 Развој на инсталираниот излез на генераторот во големи комерцијални авиони, видете [Mec05]
27 односот на ПРИОРНА АРТ 11 дополнително се зголеми. Моторот Pratt & Whitney PW1100G на A320neo ќе има бајпас од 12: 1 и ќе заштеди 15% гориво во споредба со сегашната генерација на мотори (извор: Airbus). На слика 2.3 е прикажана основната структура на моторот со две вратило турбофан. Генератор на вентилатор (вентилатор) на воздухот генератор на низок притисок компресор низок притисок испуштање на воздухот потисна хидраулична пумпа пумпа за гориво помошна опрема носач висок притисок компресор висок притисок испушта воздух воздушен стартер комора за согорување помошна опрема вратило ниско притисок турбина ниско притисок вратило висок притисок бран висок притисок турбина потисна слика 2.3 иден дво вратило авион мотор (опрема две шахти што работат еден во друг, што значи дека брзините на турбината со висок притисок и на турбината со низок притисок можат да бидат различни. Во прикажаниот пример, турбината под висок притисок го придвижува само компресорот под висок притисок на