DCDC Güç dönüştürücüler halihazırda Havacılık ve Savunma endüstrisinde çılgınca kullanılmaktadır. Bu esas olarak, tüm ticari uçaklarda, helikopterlerde, iş jetlerinde bulacağınız 28VDC ağının varlığından kaynaklanmaktadır… Bu ağ, esas olarak uçaklardaki aviyonik gibi ikincil sistemlere güç sağlamak için kullanılır.
Bu yazıda, Daha Elektrikli Uçakların geliştirilmesinde kilit bir sistem olan Havacılık ve Uzay Yüksek Güçlü Çift Yönlü dc-dc dönüştürücülere odaklanacağız.
İçindekiler
Daha Elektrikli Uçak:
Daha Elektrikli Uçak, geleneksel bir Uçak tasarımında daha fazla elektrik sisteminin entegrasyonunu zorlayan bir tasarım trendidir. Bunun nedeni, uçak performansını iyileştirmek, bakım maliyetlerini azaltmak ve ağırlığı azaltmak için elektrik sisteminin kullanılmasıdır. Üç ana Daha Elektrikli Uçak tasarım adımı vardır:
Daha Elektrikli bir uçak tasarımı:
Boeing 787 uçağı, bu ilk MEA geliştirme adımını gösteren en iyi örnektir. 787 programı ile Boeing, geçmişte uçak kanaması ve kanat buzlarının çözülmesi için kullanılan Air Power ağını kaldırmayı başardı. Boeing, bu teknolojiyi elektrikli kanat buz çözme, elektrikli kabin basınç sistemi, elektrikli marş motoru/jeneratör,…
Bu yeni Daha Elektrikli Uçak tasarımı, dağıtım ve dönüşümde daha yüksek bir Güç gereksinimi ile sonuçlanır. Güç dağıtım ağının ağırlığını optimize etmek için Boeing, 270'ye yeni bir 787VDC ağı entegre etti.
Hibrit Elektrikli uçak tasarımı:
Daha Elektrikli Uçağa doğru ikinci adım, Hibrit-Elektrikli tasarım çözümüdür. Çözüm, uçağın elektrik tahrikine güç sağlamak için yüksek enerji depolama sistemi ile birlikte geleneksel bir yakıt motorunun kullanılmasından oluşur.
Şu anda Zunum, Airbus – Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi gibi birkaç proje geliştiriliyor… Bu tasarımı kullanan mevcut uçaklar, 4 koltuklu VTOL uçağından 100 koltuklu bölgesel ticari uçak boyutuna sahip olabilir. Bu çözümün yararı, yakıt tüketimini ve menzili optimize etmektir.
Tamamen Elektrikli uçak tasarımı:
More Electric Aircraft trendindeki son ve nihai çözüm, tamamen elektrikli uçak tasarımıdır. Bu, enerji depolama sisteminin tüm uçak uçuş ihtiyaçları için enerjiyi tam olarak sağlayabileceği anlamına gelir (tahrik, aviyonik, buz çözme, kabin,…).
Bu tasarımın en büyük sınırlaması, şu anda tüm havacılık güvenliği gereksinimlerine sahip büyük boyutlu uçaklar için gereken Güç/ağırlık oranına henüz uymayan enerji depolama sisteminden kaynaklanmaktadır. Öte yandan, bu tasarım eVTOL uçakları (<4 kişi) için mevcut teknoloji ile tamamen uygulanabilir. Örnek şunları içerir: Lilyum, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing),…
İngiltere, Nottingham Üniversitesi'nden Profesör Patt Wheeler'dan Daha Elektrikli Uçak
Daha fazla Elektrikli Uçak gelecekteki fırsatları:
+100 yolcu kapasiteli bir ticari uçağın tamamen elektrikli uçtuğuna tanık olmak için daha birkaç yılımız olsa bile, geleceğin uçaklarının More Electric olacağını bugün biliyoruz. Birkaç yıl önce başlayan bu trendle birlikte, aşağıdaki kategorilerde yeni pazar fırsatları ortaya çıkıyor:
- Elektro Mekanik aktüatörler
- Elektrikli Kabin basınç sistemi
- Elektrikli buz çözme
- Elektrikli tahrik
- Güç dağıtımı
- Güç dönüşümü (ACDC, DCDC, DCAC)
- Enerji depolama (Akü teknolojileri, Yakıt Pili,..)
- ...
Havacılık ve Uzay Gücü dönüştürme Fırsatları ve Zorlukları:
Daha Fazla Elektrikli Uçak ihtiyacının bir sonucu olarak, yarının gelecekteki uçak tasarımında daha fazla elektrik gücüne ihtiyaç duyulmaktadır. Güç gereksinimindeki bu artışla, Uçaktaki yüksek güçlü DC ağını çeviren enerji depolama sisteminin kapasitesinin artmasına yardımcı oluyoruz. Boeing 270'de tanıtılan 787VDC güç ağı, Uçak Üreticilerinin bu yolda ilk hamlesidir. Uçak tasarımına bağlı olarak gelecekteki potansiyel DC ağı gereksinimlerine genel bir bakış:
|
270VDC |
1. Adım Daha Fazla Elektrikli Uçak (B787) |
|
600VDC – 1000VDC |
10 koltuklu H- elektrikli uçak | 4 koltuklu eVTOL |
|
2000VDC – 5000VDC |
+100 koltuk H- elektrikli | -100 koltuk tamamen elektrikli |
DC güç şebekesindeki bu artışla birlikte, şu anda güç dönüşüm sistemlerinde (AC DC, DC DC, DC AC) yeni fırsatlara tanık oluyoruz.
AC-DC üretimden (motordan) DC şebekesine dönüşüm için gereklidir.
DC-AC DC şebekesinden AC sistemlerine dönüşüm için gereklidir (elektrikli tahrik, geleneksel AC şebekesi tarafından çalıştırılamayan diğer potansiyel sistemler,…)
DC-DC DC ağından DC sistemlerine dönüşüm için gereklidir (Pil, ikincil sistemler,…)
Güç dönüştürme ekipmanındaki zorluklar, Uçak üreticilerinin ihtiyaç duyduğu performansı karşılamaktır. Şu anda 8 kW/kg oranında Ar-Ge aşamasında ekipman görüyoruz ve yakın gelecek için 15kW/kg hedefliyoruz. Gelecekteki Daha Elektrikli Uçak tasarımında güç gereksiniminde de önemli bir artış görüyoruz.
Havacılık ve Uzay için yüksek güçlü çift yönlü dc-dc dönüştürücü ekipman sağlayıcıları:
Şu anda DC DC dönüştürücüler yalnızca ikincil sistemler için dönüştürme problemlerinde kullanılmaktadır. Çeşitli dc girişli bu ikincil sistemlerin güçlerini 28VDC uçak ağından alması gerekir. Yüksek DC voltajlı şebekeyi dönüştürmek için yeni tamamen elektrikli veya yeni hibrit elektrikli uçakların ihtiyacı ile yüksek güçlü dc-dc dönüşümü ortaya çıkıyor.
Burada, Havacılık ve Uzay uygulamaları için Yüksek güçlü çift yönlü dc-dc dönüştürücünün geliştirilmesine doğru hareket etmeye yatkın ekipman sağlayıcılarının bir listesi bulunmaktadır.
Geleneksel Havacılık Oyuncuları:
- Meggitt:
Meggitt, Daha Fazla Elektrikli Uçak ve Elektrikli veya Hibrit elektrik projeleri için yeni özel güç ihtiyaçları hakkında tartışırken en gelişmiş iletişime sahiptir.
Motorlar, aktüatörler, güç sistemleri, Piller dahil olmak üzere bu uçaklar için çeşitli çözümler içeren özel bir sayfaları var… Eksiksiz bir çözüm sağlamak için adım adım ilginç bir analiz yaklaşımı öneriyorlar. İşte daha fazla bilgi.
General Electric:
GE, yüksek güçlü DC DC dönüşüm sistemleri dahil olmak üzere Uçak güç dönüşümü, üretimi ve dağıtımının geliştirilmesinde belki de en gelişmiş geleneksel aktördür.
2012'de tüm elektrikli ve hibrit uçak güç elektroniği için bir araştırma merkezi açtılar. makaleye bakın. Onların mevcut güç dönüştürme ürün hattı çeşitli büyük uçaklara gömülüdür.
Safran Grubu:
Safran Electronic & Power ve Zodiac Electronic & Power'ın uzmanlığını bir araya getiren Safran grubu, Uçak enerjisi üretimi, dönüşümü ve dağıtımı konusunda önemli bir çözüm sağlayıcıdır. yayınladıkları bazı bilgiler.
Thales:
Thales, önemli bir Güç dönüştürme, dağıtım ve üretim ekipmanı sağlayıcısıdır. Daha Elektrikli Uçak için elektrik sistemleri konusundaki yeteneklerini geliştiriyorlar. İşte ilettikleri
Vinç Havacılık ve Elektronik
Crane, Airbus, Boeing için geleneksel ve tarihi bir ekipman sağlayıcısıdır… DC DC yetenekleri, küçük güç dönüştürücü cihazlarında, akü yönetim sisteminde ve özelleştirilebilir ve dönüştürme modülünü içerebilen DC ağ dağıtım ve yönetimindedir. Daha fazla bilgi burada.
KGS Havacılık:
KGS, dc dc dönüştürücüler de dahil olmak üzere oldukça geniş bir güç dönüştürücü ürün yelpazesine sahiptir. DC dc ürünleri, düşük güç gereksinimi ile ikincil dönüşüm problemlerine odaklanmaktadır. Yetenekleri hakkında daha fazla bilgi.
UTC:
En büyük Havacılık ve Uzay ekipmanı sağlayıcısı, More Electric Aircraft tasarımına gerçekten dahil oluyor. Güç dağıtımı ve üretimi üzerine yoğunlaşsalar da bu konuda adından söz ettirecek ilginç bir aktörler. Boeing 787 üzerindeki çalışmalarını görün.
Astroloji:
Astronics şirketi aynı zamanda Uçak Gücü dönüştürme dağıtımı ve üretimine dahil olan geleneksel bir aktördür. Astronics, özellikle Yolcu koltuk güç kaynağı, mutfak güç kaynağı gibi Kabin güç dönüştürme sistemleriyle ilgilenmektedir. Astronics'in mevcut ürün portföyü, 7kW'tan fazla uygulamalar için güç sistemi göstermemektedir. İşte yetenekleri hakkında daha fazla bilgi.
Yeni oyuncular:
Siemens:
Alman şirketi, son birkaç yıldır elektrikli uçuş geliştirme konusunda büyük ortaklıklar ve Ar-Ge projeleri göstererek gerçekten aktif. Geliştirme aşamasındaki başlıca projeler şunlardır: Airbus EfanX, Şehir Airbus, Siemens Magnus eFusion,…
Şirket, geliştirme çabalarını elektrikli tahrik sistemi, güç dönüşümü (DC-AC ve DCDC), çeşitli güç sınıfları için güç dağıtımı üzerine yoğunlaştırıyor.
Tame-Power, Havacılık ve Uzay özelleştirme yeteneklerine sahip bir otomotiv ve endüstri güç dönüştürme çözümü sağlayıcısıdır. DC DC dönüştürücülerin mevcut ürün grubu sıvı, fan, doğal soğutma ile 3,5kW'dan 80kW'a kadar güç çıkışına sahiptir.
****
Yukarıdaki liste güncellenecektir. Bir çözüm sağlayıcıysanız ve bu yazıda adı geçmiyorsa lütfen bizimle iletişime geçin. Kullan aşağıdaki iletişim formu, makalenin başlığını belirtmeyi ve şirket yetenekleri sayfanıza bir bağlantı eklemeyi unutmayın.
AerospaceExport.com
