DCDC Power-omformere brukes allerede i dag vilt i luftfarts- og forsvarsindustrien. Dette skyldes hovedsakelig eksistensen av 28VDC-nettverket som du finner i alle kommersielle fly, helikopter, forretningsfly, ... Dette nettverket brukes hovedsakelig til å drive sekundære systemer i flyet som luftfart.
I denne artikkelen skal vi fokusere på Aerospace toveis DC-DC-omformere, som er et nøkkelsystem i utviklingen av More Electrical Aircrafts.
Innholdsfortegnelse
Jo mer elektriske fly:
The More Electrical Aircraft er en designtrend som presser på for integrering av flere elektriske systemer i et tradisjonelt flydesign. Årsaken bak dette er det brukte elektriske systemet for å forbedre flyets ytelse, redusere vedlikeholdskostnadene og redusere vekten. Det er tre hovedtrinn for design av flere elektriske fly:
En mer elektrisk flydesign:
Boeing 787-fly er det beste eksemplet for å illustrere dette første MEA-utviklingstrinnet. Med 787-programmet klarte Boeing å fjerne Air Power-nettverket som historisk ble brukt til flyblødning og vingeavising. Boeing oppnår denne teknologien gjennom integrasjonen av More Electric Systems som elektrisk vingeaving, elektrisk hyttetrykkanlegg, elektrisk starter / generator, ...
Dette nye More Electrical Aircraft-designet resulterer i et høyere kraftbehov for distribusjon og konvertering. For å optimalisere vekten til kraftdistribusjonsnettet integrerte Boeing et nytt 270VDC-nettverk på 787.
Hybrid Electric flydesign:
Det andre trinnet mot More Electric Aircraft er Hybrid-Electric designløsningen. Løsningen består i bruk av en tradisjonell drivstoffmotor i kombinasjon med et høyt energilagringssystem for å drive flyets elektriske fremdrift.
Få prosjekter er for tiden under utvikling, for eksempel Zunum, Airbus - Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi, ... De nåværende flyene under utvikling med dette designet kan ha størrelsen på et 4-seters VTOL-fly til et 100-seters regionale kommersielle fly. Fordelen med denne løsningen er å optimalisere drivstofforbruk og rekkevidde.
All Electric-flydesignet:
Den siste og ultimate løsningen i trenden More Electric Aircraft er design av alle elektriske fly. Dette betyr at energilagringssystemet fullt ut kan levere energi til alle flyets flybehov (fremdrift, avionikk, avising, hytte, ...).
Den store begrensningen for dette designet kommer for tiden fra energilagringssystemet som ikke samsvarer med det nødvendige kraft / vektforholdet som trengs for store fly med alle sikkerhetskrav til luftfart. På den annen side er denne designen fullstendig levedyktig med dagens teknologi for eVTOL-fly (<4 personer). Eksempel inkluderer Lilium, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing), ...
The More Electric Aircraft av professor Patt Wheeler fra University of Nottingham, Storbritannia
Flere fremtidige muligheter for elektrisk fly:
Selv om vi fremdeles har noen år å vente på før vi blir vitne til et +100 passasjerers kommersielle fly som flyr alle elektriske, vet vi i dag at de fremtidige flyene ville være mer elektriske. Med denne trenden startet for noen år siden dukker det opp nye markedsmuligheter i følgende kategorier:
- Elektromekaniske aktuatorer
- Elektrisk hyttetrykkanlegg
- Elektrisk avising
- Elektrisk fremdrift
- Kraftdistribusjon
- Effektkonvertering (ACDC, DCDC, DCAC)
- Energilagring (batteriteknologi, drivstoffcelle, ..)
- ...
Muligheter og utfordringer for kraftkonvertering i luftfart:
Som et resultat av More Electric Aircraft-behovet, trengs det mer elektrisk kraft på morgendagens fremtidige flydesign. Med denne økningen i kraftbehovet, hjelper vi til en økning av kapasiteten til energilagringssystemet som oversetter DC-nett med høyt effekt i flyet. 270VDC-kraftnettet introdusert på Boeing 787 er det første flyet fra flyprodusenter på denne måten. Her er en oversikt over fremtidige potensielle DC-nettverksbehov, avhengig av flydesign:
|
270VDC |
Første trinn More Electric Aircraft (B1) |
|
600VDC - 1000VDC |
10 seter H- elektriske fly | 4 seter eVTOL |
|
2000VDC - 5000VDC |
+100 sete H- elektrisk | -100 seter alle elektriske |
Med denne økningen av likestrømsnettverket ser vi for tiden nye muligheter på kraftkonverteringssystem (AC DC, DC DC, DC AC).
AC-DC er nødvendig for konvertering fra generasjon (motor) til DC-nettverk.
DC-AC er nødvendig for konvertering fra DC-nettverket til AC-systemene (elektrisk fremdrift, annet potensielt system som ikke kan drives av det tradisjonelle AC-nettverket, ...)
DC-DC er nødvendig for konvertering fra DC-nettverket til DC-systemene (batteri, sekundære systemer, ...)
Utfordringene med kraftkonverteringsutstyret er å matche ytelsen som kreves av flyprodusentene. Vi ser for øyeblikket utstyr i FoU-fase med et forhold på 8 kW / kg og mål for nær fremtid på 15kW / kg. Vi ser også en betydelig økning i kraftbehovet for fremtidig mer elektrisk flydesign.
Høyt effekt toveis DC-DC-omformerutstyrsleverandører for Aerospace:
For tiden brukes DC DC-omformere bare på konverteringsproblematikk for sekundære systemer. Disse sekundære systemene med forskjellige likestrømsinnganger må ta kraften fra 28VDC flynettverket. DC-DC-konvertering med høy effekt vises med behovet for nye elektriske eller nye hybrid elektriske fly for å konvertere høyspenningsnett.
Her er en liste over utstyrsleverandører som er utsatt for å bevege seg mot utvikling av toveis DC-DC-omformer med høy effekt for Aerospace-applikasjoner.
De tradisjonelle romfartsspillere:
Meggitt:
Meggitt har den mest avanserte kommunikasjonen når hun diskuterer mer elektrisk fly og nye tilpassede kraftbehov for elektriske eller hybridelektriske prosjekter.
De har en egen side med forskjellige løsninger for disse flyene, inkludert motorer, aktuatorer, kraftsystemer, batterier, ... De foreslår en interessant trinnvis analysetilnærming for å gi en komplett løsning. Her er mer informasjon.
general Electric:
GE er kanskje den mest avanserte tradisjonelle aktøren på utvikling av flykonvertering, generering, distribusjon inkludert DC-DC-konverteringssystemer med høy effekt.
De åpnet i 2012 et forskningssenter for alle elektriske hybride fly kraftelektroniske se artikkel. Deres strøm kraft konvertering produktlinje er innebygd i forskjellige store fly.
Safran Group:
Med kombinerkompetansen til Safran Electronic & Power og Zodiac Electronic & Power, er Safran group en stor leverandør av kraftproduksjon, konvertering og distribusjon av fly. De er definitivt veldig involvert i utviklingen av More Electric Aircraft, og her er litt informasjon som de publiserte.
Thales:
Thales er en stor leverandør av kraftkonverterings-, distribusjons- og generasjonsutstyr. De utvikler sine evner på elektriske systemer for More Electrical Aircraft. Her er hva de kommuniserte
Crane Aerospace & Electronics
Crane er en tradisjonell og historisk utstyrsleverandør for Airbus, Boeing, ... Deres DC DC-funksjoner er på små strømkonverteringsutstyr, batteristyringssystem og DC-nettverksdistribusjon og -administrasjon som kan tilpasses og kan omfatte konverteringsmodul. Mer informasjon her.
KGS Aerospace:
KGS har en ganske stor produktserie med strømomformere inkludert likestrømsomformere. Deres DC DC-produkt fokuserer på sekundær konverteringsproblematikk med lavt strømbehov. Mer informasjon om deres evner.
UTC:
Den største leverandøren av romfartsutstyr er virkelig involvert i More Electric Aircraft-design. Selv om de fokuserer på kraftfordeling og generering, er de fortsatt en interessant skuespiller å nevne om dette emnet. Se deres arbeid med Boeing 787.
Astronikk:
Astronics Corporation er også en tradisjonell aktør som er involvert i Aircraft Power-konvertering distribusjon og generering. Astronics er spesielt involvert i kabinekonverteringssystemer som passasjer i setet strømforsyning, bysse strømforsyning, ... Astronics nåværende produktportefølje viser ikke kraftsystem for mer enn 7 kW applikasjoner. Her er mer informasjon om deres evner.
Nye spillere:
Siemens:
Det tyske selskapet har vært veldig aktivt de siste årene og har vist store partnerskap og FoU-prosjekter om elektrisk flyutvikling. Hovedprosjektene i utvikling er Airbus EfanX, City Airbus, Siemens Magnus eFusion, ...
Selskapet fokuserer sitt utviklingsarbeid på elektrisk fremdriftssystem, kraftkonvertering (DC-AC og DCDC), kraftfordeling for ulike kraftklasser.
Tame-Power er en leverandør av kraftkonverteringsløsninger innen bilindustrien og Aerospace-tilpasningsmuligheter. Den eksisterende produktserien av DC DC-omformere har effekt fra 3,5kW til 80kW med væske, vifte, naturlig kjøling.
****
Listen over vil bli oppdatert. Hvis du er en leverandør av løsninger og ikke er nevnt i denne artikkelen, kan du kontakte oss. Bruke følgende kontaktskjema, ikke glem å nevne tittelen på artikkelen og legg ved en lenke til selskapets evneside.
AerospaceExport.com
