محول تيار مستمر لمزيد من الطائرات الكهربائية

تستخدم محولات الطاقة DCDC حاليًا على نطاق واسع في صناعة الطيران والفضاء. ويرجع ذلك أساسًا إلى وجود شبكة 28VDC التي ستجدها في جميع الطائرات التجارية ، وطائرات الهليكوبتر ، وطائرات رجال الأعمال ، ... تُستخدم هذه الشبكة أساسًا لتشغيل الأنظمة الثانوية في الطائرات مثل إلكترونيات الطيران.

في هذه المقالة سنركز على محولات التيار المستمر ثنائية الاتجاه عالية الطاقة للفضاء والتي تعد نظامًا رئيسيًا في تطوير المزيد من الطائرات الكهربائية.

المزيد من الطائرات الكهربائية:

The More Electrical Aircraft هو اتجاه تصميمي يدفع باتجاه تكامل المزيد من الأنظمة الكهربائية في تصميم الطائرات التقليدي. والسبب في ذلك هو استخدام النظام الكهربائي لتحسين أداء الطائرة وتقليل تكاليف الصيانة وتقليل الوزن. هناك ثلاث خطوات رئيسية لتصميم الطائرات الكهربائية:

المزيد من تصميم الطائرات الكهربائية:

تعتبر طائرة بوينج 787 أفضل مثال لتوضيح هذه الخطوة الأولى لتطوير منطقة الشرق الأوسط وأفريقيا. مع برنامج 787 ، تمكنت Boeing من إزالة شبكة Air Power التي كانت تستخدم تاريخيًا لنزيف الطائرة وتذويب الجناح. تحقق Boeing هذه التقنية من خلال دمج المزيد من الأنظمة الكهربائية مثل إزالة الجليد من الجناح الكهربائي ، ونظام ضغط الكابينة الكهربائي ، والبادئ / المولد الكهربائي ، ...

ينتج عن تصميم المزيد من الطائرات الكهربائية الجديد متطلبات طاقة أعلى في التوزيع والتحويل. من أجل تحسين وزن شبكة توزيع الطاقة ، قامت شركة Boeing بدمج شبكة جديدة بقدرة 270VDC على الطائرة 787.

تصميم الطائرات الهجينة الكهربائية:

الخطوة الثانية نحو المزيد من الطائرات الكهربائية هي حل التصميم الكهربائي الهجين. يتمثل الحل في استخدام محرك وقود تقليدي مع نظام تخزين عالي الطاقة لتشغيل الدفع الكهربائي للطائرة.

هناك عدد قليل من المشاريع قيد التطوير حاليًا مثل Zunum ، و Airbus - Rolce-Royce ، و XTI ، و Bell Helicopter Air Taxi ، ... يمكن أن يصل حجم الطائرات الحالية قيد التطوير باستخدام هذا التصميم إلى حجم طائرة VTOL ذات 4 مقاعد إلى 100 طائرة تجارية إقليمية. تتمثل فائدة هذا الحل في تحسين استهلاك الوقود والمدى.

تصميم جميع الطائرات الكهربائية:

الحل الأخير والنهائي في اتجاه المزيد من الطائرات الكهربائية هو تصميم جميع الطائرات الكهربائية. هذا يعني أن نظام تخزين الطاقة يمكن أن يوفر الطاقة بشكل كامل لجميع احتياجات رحلة الطائرة (الدفع ، إلكترونيات الطيران ، إزالة الجليد ، المقصورة ، ...).

يأتي القيد الكبير لهذا التصميم حاليًا من نظام تخزين الطاقة الذي لا يتطابق حتى الآن مع نسبة الطاقة / الوزن المطلوبة للطائرات كبيرة الحجم مع جميع متطلبات سلامة الطيران. من ناحية أخرى ، هذا التصميم قابل للتطبيق تمامًا مع التكنولوجيا الحالية لطائرات eVTOL (أقل من 4 أشخاص). يشمل المثال زنبقو Joby aero و Vahana (Airbus) و Aurora (Boeing) و Cora (Kitty Hawk | Google Boeing) ...

المزيد من الطائرات الكهربائية للبروفيسور بات ويلر من جامعة نوتنغهام ، المملكة المتحدة

المزيد من الفرص المستقبلية للطائرات الكهربائية:

حتى لو كان لا يزال أمامنا بضع سنوات ننتظرها قبل أن نشهد طائرة تجارية +100 راكب تحلق بالكامل بالكهرباء ، فنحن نعلم اليوم أن الطائرات المستقبلية ستكون أكثر كهربائية. مع بدء هذا الاتجاه منذ بضع سنوات ، ظهرت فرص جديدة في السوق في الفئات التالية:

• المحركات الكهروميكانيكية
• نظام ضغط الكابينة الكهربائي
• التذويب الكهربائي
• الدفع الكهربائي
• توزيع الطاقة
• تحويل الطاقة (ACDC ، DCDC ، DCAC)
• تخزين الطاقة (تقنيات البطاريات ، خلايا الوقود ، ..)
• ...

فرص وتحديات تحويل الطاقة الفضائية:

نتيجة لاحتياجات المزيد من الطائرات الكهربائية ، هناك حاجة إلى مزيد من الطاقة الكهربائية في تصميم الطائرات المستقبلية في المستقبل. مع هذه الزيادة في متطلبات الطاقة ، نساعد في زيادة سعة نظام تخزين الطاقة الذي يترجم شبكة DC عالية الطاقة في الطائرة. تعد شبكة الطاقة 270VDC المقدمة على Boeing 787 هي الخطوة الأولى لمصنعي الطائرات على هذا النحو. فيما يلي نظرة عامة على احتياجات شبكة DC المستقبلية المحتملة اعتمادًا على تصميم الطائرة:

270VDC	الخطوة الأولى المزيد من الطائرات الكهربائية (B1)
600VDC - 1000VDC	10 مقاعد ح- طائرات كهربائية | 4 مقاعد eVTOL
2000VDC - 5000VDC	+100 مقعد H- كهربائي | - 100 مقعد كهربائي بالكامل

مع هذه الزيادة في شبكة طاقة التيار المستمر ، نشهد حاليًا فرصًا جديدة لنظام تحويل الطاقة (AC DC ، DC ، DC AC).

AC-DC مطلوب للتحويل من التوليد (المحرك) إلى شبكة التيار المستمر.

DC-AC مطلوب للتحويل من شبكة التيار المستمر إلى أنظمة التيار المتردد (الدفع الكهربائي ، والنظام المحتمل الآخر الذي لا يمكن تشغيله بواسطة شبكة التيار المتردد التقليدية ، ...)

DC-DC مطلوب للتحويل من شبكة DC إلى أنظمة DC (البطارية ، الأنظمة الثانوية ، ...)

تتمثل التحديات التي تواجه معدات تحويل الطاقة في مطابقة الأداء المطلوب من قبل مصنعي الطائرات. نحن نشهد حاليًا معدات في مرحلة البحث والتطوير بمعدل 8 كيلو واط / كجم والهدف للمستقبل القريب عند 15 كيلو واط / كجم. نحن نشهد أيضًا زيادة كبيرة في متطلبات الطاقة على تصميم المزيد من الطائرات الكهربائية في المستقبل.

مزودي معدات محول التيار المستمر ثنائي الاتجاه عالي الطاقة للفضاء:

تستخدم محولات DC DC حاليًا فقط في مشكلات التحويل للأنظمة الثانوية. تحتاج هذه الأنظمة الثانوية ذات مدخلات التيار المستمر المختلفة إلى أخذ قوتها من شبكة الطائرات 28VDC. يظهر تحويل DC- DC عالي الطاقة مع الحاجة إلى جميع الطائرات الكهربائية الجديدة أو الكهربائية الهجينة الجديدة لتحويل شبكة الجهد المستمر العالي.

فيما يلي قائمة بموفري المعدات المعرضين للتحرك نحو تطوير محول تيار مستمر ثنائي الاتجاه عالي الطاقة لتطبيق الفضاء.

لاعبي الفضاء التقليديين:

ميجيت:

تتمتع Meggitt بأكثر وسائل الاتصال تقدمًا عند مناقشة المزيد من الطائرات الكهربائية واحتياجات الطاقة المخصصة الجديدة للمشاريع الكهربائية أو الهجينة.

لديهم صفحة مخصصة مع حلول متنوعة لهذه الطائرات بما في ذلك المحركات والمحركات وأنظمة الطاقة والبطاريات ... إنهم يقترحون نهج تحليل خطوة بخطوة مثير للاهتمام لتوفير حل كامل. هنا مزيد من المعلومات.

جنرال الكتريك:

ربما تكون GE هي الفاعل التقليدي الأكثر تقدمًا في تطوير تحويل طاقة الطائرات وتوليدها وتوزيعها بما في ذلك أنظمة تحويل DC ذات الطاقة العالية.

افتتحوا في عام 2012 مركز أبحاث لجميع الطائرات الكهربائية الهجينة بالطاقة الإلكترونية انظر المقال. تيارهم خط إنتاج تحويل الطاقة مضمن في العديد من الطائرات الرئيسية.

مجموعة سفران:

من خلال الخبرة المشتركة بين Safran Electronic & Power و Zodiac Electronic & Power ، تعد مجموعة Safran مزودًا رئيسيًا للحلول لتوليد طاقة الطائرات وتحويلها وتوزيعها. إنهم بالتأكيد يشاركون حقًا في تطوير المزيد من الطائرات الكهربائية وهنا هم بعض المعلومات التي نشروها.

طاليس:

تعد تاليس مزودًا رئيسيًا لمعدات تحويل وتوزيع وتوليد الطاقة. إنهم يطورون قدراتهم على الأنظمة الكهربائية للطائرات الكهربائية. إليكم ما يتواصلون معه 

كرين للفضاء والإلكترونيات

Crane هي مزود معدات تقليدي وتاريخي لشركة Airbus ، Boeing ، ... قدرات DC DC الخاصة بهم على محولات الطاقة الصغيرة ، ونظام إدارة البطارية وتوزيع شبكة DC وإدارتها والتي يمكن تخصيصها ويمكن أن تتضمن وحدة تحويل. مزيد من المعلومات هنا.

كي جي إس للفضاء:

KGS لديها خط إنتاج كبير جدًا من محولات الطاقة بما في ذلك محولات التيار المستمر. يركز منتج DC DC على مشكلات التحويل الثانوية مع متطلبات الطاقة المنخفضة. مزيد من المعلومات حول قدراتهم.

بالتوقيت العالمي:

يشارك أكبر مزود لمعدات الفضاء حقًا في تصميم المزيد من الطائرات الكهربائية. حتى لو كانوا يركزون جهودهم على توزيع الطاقة وتوليدها ، فإنهم ما زالوا يمثلون ممثلاً مثيرًا للاهتمام يجب ذكره في هذا الموضوع. شاهد عملهم على طائرة بوينج 787.

علم الفلك:

شركة Astronics هي أيضًا جهة فاعلة تقليدية تشارك في توزيع وتوليد تحويل طاقة الطائرات. تشارك Astronics بشكل خاص في أنظمة تحويل الطاقة في المقصورة مثل Passenger in seat power supply ، و galley power supply ، ... لا تُظهر مجموعة منتجات Astronics الحالية نظام طاقة لأكثر من 7 كيلو واط تطبيقات. هنا مزيد من المعلومات حول قدراتهم.

لاعبين جدد:

سيمنس:

كانت الشركة الألمانية نشطة حقًا خلال السنوات القليلة الماضية حيث أظهرت شراكات رئيسية ومشروع بحث وتطوير في تطوير الرحلات الكهربائية. المشاريع الرئيسية قيد التطوير هي إيرباص إيفانكس، City Airbus ، Siemens Magnus eFusion ، ...

تركز الشركة جهودها التنموية على نظام الدفع الكهربائي ، وتحويل الطاقة (DC-AC و DCDC) ، وتوزيع الطاقة لفئات الطاقة المختلفة.

ترويض السلطة:

Tame-Power هي مزود حلول تحويل الطاقة في السيارات والصناعة مع إمكانات تخصيص الفضاء الجوي. إن خط الإنتاج الحالي لمحولات DC DC لديه خرج طاقة من 3,5kW إلى 80kW مع تبريد سائل ومروحة وتبريد طبيعي.

****

سيتم تحديث القائمة أعلاه. إذا كنت أحد موفري الحلول ولم يرد ذكرهم في هذه المقالة ، فيرجى الاتصال بنا. استخدم ال نموذج الاتصال التاليلا تنسَ ذكر عنوان المقال وإرفاق رابط بصفحة إمكانيات شركتك.

ايروسبيس اكسبورت.كوم