Sistemas de potencial electrico aviones

SOBRE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS DE AVION
10 de Enero de 2007

Ricardo Azcona Fernández EADS_CASA

Contenido
• • • • • • • •

Introducción Evolución histórica de los sistemas eléctricos Generación Regulación, conversión, distribución y control Los cables y su protección. Cargas y consumidores Definición de la arquitectura del sistema Tendencias futuras. “More Electric” A/C to “All Electric“A/C

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INTRODUCCION ¿Qué entendemos por Sistema Eléctrico de un avión?
•Generar, acondicionar, convertir, distribuir energía eléctrica •Dentro de los sistemas “tradicionales” es el de mayor potencial de desarrollo tecnológico marcado por
•Incremento de potencia •Requisitos de reducción de peso combustible •Componentes de estado sólido en la electrónica de potencia •Nuevos materialesmagnéticos •Nuevos sistemas y tecnologías (Fuel Cell, HVDC,..)

•Equipos que lo componen
•Máquinas generadoras, conversores, transformadores, .. •Barras , contactores de unión y entrada en línea generadores. •Unidades de control del sistema (su software, sus comunicaciones,..) •Equipos de tierra y de pruebas

•Protecciones del sistema •Cableado, conexionado, earthing, •otros sistemas•Sistemas de iluminación exterior y de cabinas •Calentadores (baterias, galleys, antivahos,..)
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INTRODUCCION ¿Qué requerimientos específicos tienen los
Sistema Eléctrico de un avión?

•Tipos de plataformas
•Aviones militares •Aviones civiles •Aviones no tripulados (UAV) •Bancos de ensayo

•Requerimientos específicos
•Operativos, aeronavegabilidad y de certificación •Ambientales,aceleraciones, vibraciones, peso, volumen, fiabilidad, interferencias, altitud, presión, refrigeración, mantenimiento, admósfera explosivas, etc

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EVOLUCION HISTORICA DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

2020 2010 2000 1990 1980 1970 1960 1950

600 Vdc?

FC More EA IS/G SRM IFE 270 Vdc HVDC confort VFVV,VFCV VSCF Armamento/EW IDGs Generadores auxiliares Generadores acoplados

All EA

115Vac Radar/aviónica 28 Vdc 1940 p.autm 24 Vdc 1930 14 Vdc igniciónayudas 1920 1910
TX/RX iluminación

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1er a/c 100 w 300 w 1 kw 10 Kw 30 Kw 100 Kw 200 Kw 500 Kw 1MW

aerogeneradores baterias

EVOLUCION HISTORICA DE LOS SISTEMAS ELÉCTRICOS

Power (kW) High speed train 8-9 MW High speed train new generation cruising speed: 350km/h - 15 MW Airbus A380 840 kVA Airbus A320 270 kVABoeing 787 1,425 kVA All electric ship 3 to 15MW

10,000

1,000

Tram-train 300 to 800 kW 720 kW for Lyon’s Citadis

More electric fighter aircraft Lockheed Martin F35 Around 240kW Helicopters From a few kW to 100kW RAH66 Comanche poject : 60kW UAV From a few Watts to 50kW 45kVA for the Air Force’s UAV Predator B

100

10 Satellites From a few watts to a few dozens of kW 2000

20102020

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GENERACION –maquinas eléctricas
-Según el tipo de voltaje:

•AC (115/400Hz), AC (230/400 Hz), AC (115/WF), DC (28 Vdc), DC 270 Vdc,.. -Según el tipo de máquina eléctrica: • IDG (CSD), VSCF, VFVV, VFCV, RAT,HVDC, S/G,I-S/G,FC,...
-Según su función:

•Generador primario, esencial, de emergencia, auxiliar, de tierra, -Según la plataforma: • Número de generadores, potencia,refrigeración, fiabilidad,etc..
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Regulador de velocidad constante (CSD) f= n*p 60
SISTEMA ELÉCTRICO
CONCEPTOS GENERALES

Typhoon

Eurofighter

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RAT

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GENERACION –Baterías
Funciones.
•Como fuente auxiliar y emergencia •Para arranque de motores y APU •Como fuente para operaciones de mantenimiento

Caracteristicas de las batería de avión.•Condiciones de trabajo extremas de Tª, vibraciones,.. •Entrega instantánea de potenia •Bajo mantenimiento •Seguridad en vuelo

Tipos:
•Baterías de plomo. Muy robustas y económicas •Baterias de Ni-Cd . Mejor eficiencias y densidad energetica,
prestaciones a bajas temperaturas. No podemos conocer capacidad •Baterias de Li-Ion. Mayor densidad energética. Smart bateries.

•Otras: Baterías...