DCDC Power-konvertere er allerede i øjeblikket vildt brugt i luftfarts- og forsvarsindustrien. Dette skyldes hovedsageligt eksistensen af 28VDC-netværket, som du finder i alle kommercielle fly, helikopter, forretningsfly, ... Dette netværk bruges hovedsageligt til at drive sekundære systemer i flyet såsom flyelektronik.
I denne artikel vil vi fokusere på Aerospace High Power Bidirectional DC-DC-omformere, som er et nøglesystem i udviklingen af flere elektriske fly.
Indholdsfortegnelse
Jo mere elektriske fly:
The More Electrical Aircraft er en designtrend, der skubber til integration af flere elektriske systemer i et traditionelt flydesign. Årsagen bag det er brugt elektrisk system til at forbedre flyets ydeevne, reducere vedligeholdelsesomkostningerne og reducere vægten. Der er tre hovedtrin til design af flere elektriske fly:
Et mere elektrisk flydesign:
Boeing 787-fly er det bedste eksempel på at illustrere dette første MEA-udviklingstrin. Med 787-programmet formåede Boeing at fjerne Air Power-netværket, der historisk blev brugt til flyblødning og vingeavisning. Boeing opnår denne teknologi igennem med integrationen af More Electric Systems såsom elektrisk vingeafisning, elektrisk kabine tryk system, elektrisk starter / generator, ...
Dette nye mere elektriske flydesign resulterer i et højere strømbehov for distribution og konvertering. For at optimere vægten af strømfordelingsnetværket integrerede Boeing et nyt 270VDC-netværk på 787.
Hybrid Electric flydesignet:
Det andet skridt mod More Electric Aircraft er Hybrid-Electric designløsningen. Løsningen består i brugen af en traditionel brændstofmotor i kombination med et højenergilagringssystem til at drive flyets elektriske fremdrift.
Få projekter er i øjeblikket under udvikling som Zunum, Airbus - Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi, ... De nuværende fly, der udvikles ved hjælp af dette design, kan have størrelsen af et 4-personers VTOL-fly til et 100-sæders regionalt kommercielt fly. Fordelen ved denne løsning er at optimere brændstofforbrug og rækkevidde.
All Electric-flydesignet:
Den sidste og ultimative løsning i tendensen More Electric Aircraft er design af alle elektriske fly. Dette betyder, at energilagringssystemet fuldt ud kan levere energi til alle flyets flybehov (fremdrift, flyelektronik, afisning, kabine, ...).
Den store begrænsning ved dette design kommer i øjeblikket fra energilagringssystemet, der endnu ikke matcher det krævede effekt / vægtforhold, der er nødvendigt for store fly med alle luftfartssikkerhedskrav. På den anden side er dette design fuldstændigt levedygtigt med den nuværende teknologi til eVTOL-fly (<4 personer). Eksempel inkluderer Lilium, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing), ...
The More Electric Aircraft af professor Patt Wheeler fra University of Nottingham, UK
Flere fremtidige muligheder for elfly:
Selvom vi stadig har få år til at vente, før vi bliver vidne til et +100 passagerers kommercielle fly, der flyver alle elektriske, ved vi i dag, at de fremtidige fly ville være mere elektriske. Med denne tendens startet for få år siden dukker nye markedsmuligheder op i følgende kategorier:
- Elektromekaniske aktuatorer
- Elektrisk kabine tryk system
- Elektrisk afisning
- Elektrisk fremdrift
- Strømfordeling
- Effektkonvertering (ACDC, DCDC, DCAC)
- Energilagring (batteriteknologier, brændselscelle, ..)
- ...
Muligheder og udfordringer for kraftkonvertering inden for luftfart:
Som et resultat af More Electric Aircraft-behovet er der behov for mere elektrisk energi på morgendagens fremtidige flydesign. Med denne forøgelse af strømbehovet hjælper vi med en forøgelse af kapaciteten i energilagringssystemet, der oversætter højeffekt DC-netværk i flyet. 270VDC-strømnettet, der blev introduceret på Boeing 787, er det første fly fra flyproducenter på denne måde. Her er en oversigt over de fremtidige potentielle DC-netbehov afhængigt af flydesignet:
|
270VDC |
1. trin More Electric Aircraft (B787) |
|
600VDC - 1000VDC |
10 sæder H- elektriske fly | 4 sæder eVTOL |
|
2000VDC - 5000VDC |
+100 sæde H- elektrisk | -100 sæder alle elektriske |
Med denne stigning i jævnstrømsnetværket er vi i øjeblikket vidne til nye muligheder for strømkonverteringssystem (AC DC, DC DC, DC AC).
AC-DC er nødvendig til konvertering fra generation (motor) til DC-netværk.
DC-AC er nødvendig til konvertering fra jævnstrømsnetværket til vekselstrømssystemerne (elektrisk fremdrift, andet potentielt system, der ikke kan drives af det traditionelle vekselstrømsnetværk, ...)
DC-DC er nødvendig til konvertering fra jævnstrømsnetværket til jævnstrømssystemerne (batteri, sekundære systemer, ...)
Udfordringerne med kraftkonverteringsudstyret er at matche den ydeevne, som flyproducenterne kræver. Vi ser i øjeblikket udstyr i F & U-fase med et forhold på 8 kW / kg og mål for den nærmeste fremtid på 15 kW / kg. Vi ser også en markant stigning i effektbehovet for fremtidigt mere elektrisk flydesign.
Udbydere af højtydende tovejs DC-DC-omformerudstyr til Aerospace:
I øjeblikket anvendes DC DC-omformere kun til konverteringsproblematik til sekundære systemer. Disse sekundære systemer med forskellige jævnstrømsindgange skal tage deres strøm fra 28VDC flynetværket. DC-DC-konvertering med høj effekt vises med behovet for nye elektriske eller nye hybride elektriske fly til at konvertere netværk med høj DC-spænding.
Her er en liste over udstyrsudbydere, der er modtagelige for at bevæge sig i retning af udvikling af højtydende tovejs DC-DC-konverter til Aerospace-applikation.
De traditionelle rumfartsspillere:
Meggitt:
Meggitt har den mest avancerede kommunikation, når hun diskuterer mere elektriske fly og nye brugerdefinerede strømbehov til elektriske eller hybrid elektriske projekter.
De har en dedikeret side med forskellige løsninger til disse fly, herunder motorer, aktuatorer, strømforsyningssystemer, batterier, ... De foreslår en interessant trin for trin analyse tilgang til at give en komplet løsning. Her er mere information.
General Electric:
GE er måske den mest avancerede traditionelle aktør inden for udvikling af flykonvertering, produktion, distribution inklusive DC-DC-konverteringssystemer med høj effekt.
De åbnede i 2012 et forskningscenter for al elektrisk et hybridflykraftelektronisk se artikel. Deres nuværende effekt konvertering produktlinje er indlejret i forskellige større fly.
Safran Group:
Med kombineret ekspertise fra Safran Electronic & Power og Zodiac Electronic & Power er Safran group en vigtig løsningsudbyder af flyproduktion, konvertering og distribution. De er bestemt virkelig involveret i udviklingen af More Electric Aircraft og her er nogle oplysninger, som de offentliggjorde.
Thales:
Thales er en stor udbyder af udstyr til kraftkonvertering, distribution og produktion. De udvikler deres evner på elektriske systemer til mere elektriske fly. Her er hvad de kommunikerede
Crane Aerospace & Electronics
Crane er en traditionel og historisk udstyrsudbyder til Airbus, Boeing, ... Deres DC DC-kapaciteter findes på små effektomformere, batteristyringssystem og DC-netværksdistribution og -styring, som kan tilpasses og kan omfatte konverteringsmodul. Mere information her.
KGS Aerospace:
KGS har en temmelig stor produktlinje af effektomformere inklusive jævnstrømsomformere. Deres DC dc-produkt fokuserer på sekundære konverteringsproblemer med lavt strømbehov. Flere oplysninger om deres muligheder.
UTC:
Den største udbyder af rumfartsudstyr er virkelig involveret i More Electric Aircraft-designet. Selvom de fokuserer deres indsats på strømfordeling og produktion, er de stadig en interessant skuespiller at nævne om dette emne. Se deres arbejde med Boeing 787.
Astronik:
Astronics Corporation er også en traditionel aktør, der er involveret i distribution og generation af Air Power Power-konvertering. Astronics er især involveret i kabinekonverteringssystemer som passager i sæde strømforsyning, kabys strømforsyning ... Astronics nuværende produktportefølje viser ikke strømsystem til mere end 7 kW applikationer. Her er flere oplysninger om deres muligheder.
Nye spillere:
Siemens:
Det tyske selskab har været rigtig aktivt de sidste par år med store partnerskaber og F & U-projekt om udvikling af elektrisk flyvning. De vigtigste projekter under udvikling er Airbus EfanX, City Airbus, Siemens Magnus eFusion, ...
Virksomheden fokuserer sin udviklingsindsats på elektrisk fremdrivningssystem, effektkonvertering (DC-AC og DCDC), strømfordeling i forskellige strømklasser.
Tame-Power er en leverandør af strømkonvertering til bilindustrien og industrien med Aerospace-tilpasningsfunktioner. Den eksisterende produktserie af DC DC-konvertere har effekt fra 3,5 kW til 80 kW med væske, blæser, naturlig køling.
****
Ovenstående liste opdateres. Hvis du er en løsningsudbyder og ikke er nævnt i denne artikel, bedes du kontakte os. Brug følgende kontaktformular, glem ikke at nævne titlen på artiklen og vedhæft et link til din virksomheds kapacitetsside.
AerospaceExport.com
