How stabil är "kunden" makt på ett kommersiellt flygplan?

Det finns en ganska bra artikel på designen av 777 elsystemet här.

Power for avionics needs to be clean to ensure there are no spikes or dips that would cause avionic failures as this could lead to otherwise avoidable emergency declarations.

Avionik och passagerarsystem är två helt olika system. 28V-instrumentets energisystem är dras direkt från källan ,

Flight instruments on the 777 are primarily powered by 28 Volts DC. Direct current power is supplied by three-phase transformer-rectifier units. There are four such units each rated at 120 Amperes.

Detta drar direkt från generatorns / generatorens utgång av planet . Allt från din klassiska Cessna 152 hela vägen upp genom en 777 reglerar deras alternatorer / generatorer med spänningsregulatorer och säkringar för att skydda mot nuvarande överbelastningar. Dessa saker fungerar i tandem för att skydda planetens avionik och inre kraftsystem. 28VDC-systemet för avionikern är också anslutet till batterisystemet som förhindrar droppar om generatorer har problem med att mata ut tillräckligt mycket ström eller sluta alla tillsammans.

Resten av planet drivs av 110 / 200V 400Hz-system.

The primary electrical system is a 3-phase, 4-wire, constant frequency 400 Hz, 115/200 Volt system, which has been the industry standard on commercial jet transports since the Boeing 707

Intressant är det 400Hz, jag tittar fortfarande på hur de får det till 60Hz.

Since the plane is already providing clean power to the avionics, the power coming out of the transformers to step it down to 110V, 60Hz for the outlets should also be pretty clean.

Effekten är ganska "ren" men du har några felaktiga antaganden här. Strömmen går inte riktigt. Det är något som inträffar på elnätet eftersom de flesta kraftledningarna på gatan har en signifikant högre spänning än vad du har i stickkontakterna. I det här fallet har vi lyxen att välja ett generator / generatorsystem som ligger nära (mest sannolikt något över) vår nödvändiga spänning. Slide 4 från den här presentationen från Boeing hänvisar till det faktum att systemet matar ut 115V ( och är förmodligen konditionerad) och delas sedan till hytten samt 28V DC-bussen. Effekten kommer inte ut ur transformatorerna som kommer ut ur generatorn / alternatorn, då är den konditionerad och omformad efter behov. Stabilitet uppnås genom många balsam och regulatorer, se artikeln länkad för mer information om dem.

Oroa dig inte, det är säkert att ladda din bärbara dator på en jet.

AC till AC-omvandling med frekvensförändring från 400 Hz till 50/60 Hz erhålls genom att omvandla AC till DC först (vanligtvis till 28 VDC för att vara kompatibel med batterier) och sedan använda en statisk omformare för omvandling från DC till AC . Omriktaren utför spänningsomvandlingen i samma steg.

Från ett EASA-certifieringsperspektiv mäts elkvaliteten vid utgången av statiska omformare.

Kraven beskrivs i ETSO-C73 , med ett undantag om frekvensen, som för passageraruttag, måste frekvensen vara 50 Hz eller 60 Hz, beroende på länder, istället för 400 Hz. Detta undantag beskrivs i detta dokument :

Deviate from ETSO-C73 attached FAA Standard for Power Inverters paragraph 2.3 and provide 50 Hz +/-1 % or 60 Hz +/-1 % instead of the required 400 Hz.

ETSO-C73 refererar själv till FAA-krav:

2.3 Frequency: The frequency of the inverter under all conditions of load and test environment shall be 400 cycles per second ±1 percent at the input voltages specified in 2.2a. and 2.2b.

2.4 Voltage Output: The average phase output voltage, under the conditions of input specified in 2.2a. and 2.2b. and under a ll conditions of test environment, shall be 115 volts a.c. +5 percent -7 percent

2.5 Waveform: The output waveform shall be substantially sinusoidal and contain less than 7 percent harmonic distortion under all load conditions not exceeding 110 percent rated output.

Vad betyder det?

• Spänningsvärdetolerans +5% / - 7%. Detta är ganska trevligt och motsvarar det vi har hemma i industriländer. Dessutom är gemensamma enheter väldigt toleranta mot spänningsvariation, eftersom de är enkla att eliminera med högkapacitetskapacitet.

• Frekvens tolerans ± 1% betyder ± 0,5 Hz. De flesta, om inte alla , bygger inte enheter på en mycket stabil nätfrekvens. Det var för första digitala klockor att spara priset på en kristalloscillator, men nu används kristaller och PLL överallt när en stabil klocka krävs.

• Vågform med högst 7% övertoner. Detta är vanligtvis den viktigaste toleransen. Det beskriver hur mycket spänningsvågan kan skilja sig från en ren sinusvåg.
  Varje periodisk våg av frekvens f som inte är exakt sinusformad kan brytas ner i en uppsättning rena sinusvågor, vilka frekvenser kommer att vara f, 2f, 3f, 4f, etc och mellanprodukter. Uppdelning erhålls genom en Fourieranalys . Multiplarna av f heter harmoniska frekvenser , och i praktiken är det samma som om det fanns flera monofrekvensgeneratorer.

Vissa av dessa frekvenser kan störa mottagare eller störa andra kretsar på grund av impedansändring med frekvens. I detta fall måste harmonikans amplitud vara svagare än 7% av grundvågn.

Förnätverket där jag bor :

• Spänningstolerans är ± 10%
• Frekvens tolerans är ± 1%.
• För övertoner är detta mer komplext eftersom kundens belastning påverkar övertoner, det finns ömsesidiga åtaganden som är respektive för 2: a, 4: e, 5: e, 7: e beställningarna: 2%, 5%, 1%, 6%, 0,5%, 5 %.

USB-uttaget är definierat i USB-standard :

• 5V + 0,25V / -0,55V (+5% / - 10%) för USB 3.

Det finns ingen svårighet att skaffa den från någon likströmskälla för att minimera omvandlingssteg, förluster och värme. Detta kan göras med en push-pull-omvandlare . USB-ström är troligen erhållen från 28 VDC .