کتاب سیستم های الکتریک هواپیما اثر رادمنش ناشر فدک ایساتیس

فهرست مطالب

 فصل 1         مقدمه الكتريك هواپيما   1
1.1    مقدمه    2
1.2    لزوم استفاده از انرژی الکتریکی در هواپیما    3
1.3    منابع تولید انرژی الکتریکی در هواپیما    7
 فصل 2         مقدمه‌ای بر الکترومغناطیس   11
2.1    مقدمه ای بر میدان های مغناطیسی    12
2.2    میدان مغناطیسی اطراف سیم حامل جریان    12
2.3    میدان مغناطیسی سیم‌پیچ حامل جریان    14
2.4    کمیت های مغناطیسی    15
2.4.1    نیروی محرکه مغناطیسی    15
2.4.2    شدت میدان مغناطیسی    16
2.4.3    فوران مغناطیسی    16
2.4.4    چگالی فوران مغناطیسی    16
2.4.5    ضریب نفوذ مغناطیسی    17
2.5    خواص مغناطیسی مواد    18
2.6    منحنی مغناطیسی    19
2.7    پس‌ماند مغناطیسی    19
2.8    مدارهای مغناطیسی    22
2.9    مقاومت مغناطیسی    22
2.9.1    تحلیل مدارهای مغناطیسی به کمک مدار معادل الکتریکی آن    23
2.10    نیروی لورنس    25
2.11    پدیده القاء    26
2.12    تعیین جهت جریان القایی    27
2.13    قانون لنز    27
2.14    جریان‌های القایی گردابی (فوکو)    27
2.15    خودالقایی    28
فصل 3         تولید توان AC در هواپیما    29
3.1    ترانسفورماتورهای تکفاز    30
3.1.1    هسته ترانسفورماتور    31
3.1.2    سیم‌پیچ    32
3.1.3    تعریف ترانسفورماتور ایده‌آل    33
3.1.4    ولتاژ بی‌باری    33
3.1.5    تبدیل امپدانس    35
3.1.6    ولتاژ اتصال کوتاه (Uk)    36
3.1.7    مدار معادل ترانسفورماتورها    38
3.1.8    ضریب بهره (راندمان) در ترانسفورماتور    40
3.1.9    اتوترانسفورماتور    41
3.2    ترانسفورماتورهای سه‌فاز    42
3.2.1    مقدمه    42
3.2.2    ترانسفورماتورهای یکفاز در شبکه‌های سه‌فاز    43
3.2.3    شکل هسته    43
3.2.4    سیم‌پیچ‌ها    45
3.2.5    مخزن روغن    46
3.2.6    طرز کار ترانسفورماتورهای سه فاز    47
3.2.7    اﺗﻮﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣاتورﻫﺎ  در هواپیما    52
3.2.8    ترانسفورماتورﻫﺎي اﻧﺪازهﮔﯿﺮي    54
3.3    ماشین های الکتریکی سه فاز    54
3.3.1    مقدمه    54
3.3.2    لغزش ماشین القایی    56
3.3.3    حدود تغییرات لغزش    56
3.4    موتورهای مغناطيس دائم سنکرون    58
3.4.1    مقدمه    58
3.4.2    ساختمان ماشین های سنکرون مغناطیس دائم    58
3.4.3    موتورهای مغناطیس دائم و ساختار آن‌ها    60
3.5    روتور موتورهای مغناطیس دائم    65
3.6    مدل ریاضی موتور سنکرون با مغناطیس دائم    68
3.7    اصول کنترل برداری ماشین‌های مغناطيس دائم سنکرون (FOC)    74
3.7.1    مقدمه    74
3.8    کنترل برداری ماشین سنکرون مغناطیس دائم با مغناطیس سطحی    75
3.9    كنترل برداري منشأ گرفته از شار دور رتور    77
3.10    كنترل برداري موتور سنكرون با مغناطيس داخلي    80
3.11    كنترل برداري در امتداد شار دور استاتور    80
3.12    كنترل سرعت موتور مغناطيس دائم تغذيه شده با اينورتر ولتاژ    82
3.12.1    اينورتر ولتاژ با مدولاسيون عرض پالس    83
3.13    ژنراتورهای AC در هواپیما    87
3.13.1    مقدمه    87
3.14    ﻣﻨﺎﺑﻊ اوﻟﯿﻪ    88
3.14.1    ژنراتورهای جریان متناوب    88
3.14.2    کلیات ژنراتور    90
3.14.3    یک¬سوکننده سیلیکونی در روتور    92
3.14.4    حفاظت و کنترل در ژنراتور AC بدون جاروبک    92
3.14.5    سیستم خنك‌کنندگی ژنراتور AC بدون جاروبک    93
3.14.6    شروع حرکت ژنراتور AC بدون جاروبک    94
3.14.7    انواع ژنراتورهای نوظهور AC   94
3.14.8    ژﻧﺮاﺗﻮرﻫﺎي دراﯾﻮ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻣﻮﺗﻮر ﻫﯿﺪروﻟﯿﮑﯽ    100
3.14.9    ژﻧﺮاﺗﻮر AC/DC    100
3.14.10    ﻣﻮﺗﻮر راه اﻧﺪاز    101
3.15    موتور هواپیما    102
3.16    سیستم تولید توان AC    106
3.16.1    مقدمه    106
3.16.2    توليد توان اصلی    111
3.16.3    تولید توان کمکی    124
3.16.4    ژنراتور کمکی    127
3.16.5    تولید توان اضطراری    128
3.16.6    تولید توان خارجي    134
فصل 4         تولید توان DC در هواپیما    139
4.1     ماشین‌های الکتریکی جریان مستقیم    140
4.1.1   چگونگی یکسوسازی ولتاژ و جریان در مولَد ساده DC    141
4.1.2    ساختمان ماشین‌های جریان مستقیم    142
4.1.3    اجزای ساکن ماشین‌های جریان مستقیم    143
4.1.4    قسمت گردان یا آرمیچر   147
4.1.5    جاروبک و جاروبک نگه¬دار    151
4.1.6    سیم‌پیچی آرمیچر ماشین¬های جریان مستقیم    152
4.1.7    روش‌های سیم‌پیچی آرمیچر    153
4.1.8    ایجاد میدان عرضی آرمیچر    158
4.1.9    توان و راندمان در ماشین‌های جریان مستقیم    159
4.1.10  تلفات توان در ماشین‌های DC    160
4.2      سیستم تولید توان DC    163
4.2.1    مقدمه    163
4.2.2    ساختار ژنراتور DC    164
4.3      ماشین‌های جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC)    168
4.3.1    مقدمه    168
4.3.2    مزایا و معایب موتور BLDC    169
4.3.3    ساختمان موتور BLDC    170
4.4     سنسورهای هال    174
4.5     مواد مغناطیس دائم     175
4.6     اصول عملکرد موتور BLDC    177
4.7     مقايسه موتور BLDC با موتورهاي DC و القايي    180
4.8     کنترل حلقه بسته موتور BLDC    185
4.9     سیستم تولید توان DC در هواپیما    187
4.9.1    مقدمه    187
4.9.2    تبدیل توان AC به DC    188
4.9.3    عملکرد موازی ژنراتور    192
فصل 5         الکترونیک قدرت در هواپیما    195
5.1    المان‌های نیمه هادی قدرت    196
5.1.1    دیود    196
5.1.2    دیود زنر    207
5.1.3    انواع دیودهای قدرت    209
5.2    ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﺒﺪل ﺑﻮﺳﺖ در ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ    210
5.3    ﮐﺎرﺑﺮد ﻣﺒﺪل ﺑﺎك در ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ    211
5.4    ﮐﻨﺘﺮل ﺗﻮان راﮐﺘﯿﻮ ﺗﻄﺒﯿﻖ ﭘﺬﯾﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﺒﺪل ﺑﻮﺳﺖ    212
5.4.1    ﻃﺮاﺣﯽ ﺳﺨﺖ اﻓﺰار    213
5.4.2    ﺧﺎزن‌ﻫﺎ     214
5.5    اﺟﺰا ﻣﻐﻨﺎﻃﯿﺴﯽ    214
5.6    اﯾﻨﻮرﺗﺮﻫﺎ    214
5.6.1    مقدمه    214
5.6.2    اینورتر    216
5.6.3    اینورترهاي پهناي پالس    216
5.6.4    اینورترهاي موج مربعی    216
5.6.5    اینورترهاي تک فاز با حذف نمودن ولتاژ    217
5.6.6    کلید‌ها و اجزاي موجود در اینورتر    217
5.6.7    پارامترهای کارایی اینورتر    217
5.6.8    کاربرد‌هاي متداول اینورتر    218
5.6.9    دسته‌بندی اینورترها از لحاظ کارکرد    220
5.6.10    اینورترهای تک فاز  Half-Bridge    220
5.6.11    اینورترهای تک فاز Full-Bridge    221
5.6.12    اینورترهای سه فاز    222
5.6.13    اینورترهاي چند خروجی    222
5.6.14    اینورتر پنج پایه    223
5.6.15    انواع پیکربندی اینورترهای منبع ولتاژ سه فاز    224
5.6.16    توپولوژی اینورتر منبع ولتاژ سه ساق سه سیمه     225
5.6.17    توپولوژی اینورتر منبع ولتاژ چهار ساق چهار سیمه    228
5.6.18    اینورترهای چند سطحی منبع ولتاژ    230
5.6.19    اینورتر چند سطحی Diode-clamp    230
5.6.20    اینورتر چند سطحی Flying-capacitor    235
5.6.21    اینورتر چند سطحی با استفاده از اینورترهای سری (Cascaded-Inverters) با منابع dc مجزا    238
5.6.22    روش‌های کلید زنی اینورتر‌های منبع ولتاژ چند سطحی    242
5.6.23    روش کلید زنی کنترل جریان باند هیسترزیس    242
5.6.24    روش کلید زنی پهنای پالس سینوسی (SPWM)    244
5.6.25    روش کلید زنی بردار فضایی (SVM)    248
5.7    اینورتر استاتیک    253
5.8    ترانسفورماتور و یکسوسازها    256
فصل 6          سیستم ذخیره انرژی در هواپیما    259
6.1    مقدمه ای بر باتری ها    260
6.1.1    مقدمه    260
6.2    اﺻﻮل ﺑﺎﺗﺮي    265
6.2.1    ﺑﺎﺗﺮيﻫﺎي ﺳﺮب-اﺳﯿﺪ    267
6.2.2    ﺑﺎﺗﺮيﻫﺎي ﻧﯿﮑﻞ-ﮐﺎدﻣﯿﻮم    275
6.3    باتری لیتیوم-یون Li-ion    281
6.4    اجزا باتری‌های لیتیم- یون    284
6.5    عملکرد باتری‌های لیتیم یون    285
6.6    شارژ باتری    285
6.7    ﻣﺸﺨﺼﺎت ﺑﺎﺗﺮيﻫﺎي ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎﻫﺎ    286
6.8    ذخیره توان DC    287
6.8.1    مجموعه باطری¬های 1 و 2    288
6.8.2    کنترل کننده شارژ باطری‌ها    288
6.8.3    پنل‌های کنترل و مانیتورینگ سیستم تولید DC    289
فصل 7         سیستم توزیع توان در هواپیما    271
7.1    ﻣﻘﺪﻣﻪ    292
7.2    ﺑﺎسﻫﺎي اﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ    293
7.2.1    ﮐﻨﺘﺎﮐﺘﻮرﻫﺎ / رﻟﻪﻫﺎي اﻧﺘﻘﺎل دﻫﻨﺪه ﺗﻮان    293
7.2.2    ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﻮان    293
7.2.3    ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﻮزﯾﻊ ﺑﺎس AC    294
7.2.4    ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺗﻮزﯾﻊ ﺑﺎس DC    295
7.2.5    ﻋﻤﻠﮑﺮد ﺗﻮزﯾﻊ ﺗﻮان AC/DC    295
7.2.6    ﺧﺮاﺑﯽﻫﺎي ﻗﻄﻌﺎت    296
7.2.7    از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن ژﻧﺮاﺗﻮر ﭼﭗ    296
7.2.8    از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن ژﻧﺮاﺗﻮر راﺳﺖ    296
7.2.9    از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن واﺣﺪ TR ﭼﭗ    297
7.2.10    از ﮐﺎر اﻓﺘﺎدن واﺣﺪ TR راﺳﺖ    297
7.2.11    ﻋﻤﻠﮑﺮد ژﻧﺮاﺗﻮر اﺿﻄﺮاري    297
7.2.12    ﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎي زﻣﯿﻦ ﺷﺪه    298
7.2.13    ﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎي زﻣﯿﻦ ﻧﺸﺪه    300
7.3    شبکه توزیع توان AC    303
7.4    تجهیزات سیستم توزیع    314
7.4.1    سیستم قطع بار    314
7.4.2    مراحل قطع بار    314
7.4.3    تجهیزات سیستم قطع بار    315
7.5    شبکه توزیع توان DC    316
فصل 8         سیستم مصرف توان در هواپيما    321
8.1    مصرف کننده‌ها    322
8.1.1    تجهیزات پذیرایی    323
8.1.2    تجهیزات روشنایی    325
8.1.3    تجهیزات الکتروموتوری    349
8.1.4    تجهیزات اویونیک و الکتریک    353
فصل 9         سیستم حفاظت در برابر صاعقه      355
9.1    مقدمه    356
9.2    فلش¬های صاعقه    356
9.2.1    فلش‌های بین ابر و زمین    359
9.2.2    فلش منفی به زمین    360
9.2.3    فلش مثبت به زمین    361
9.2.4    فلش‌های درون ابری و بین ابری    362
9.3    پارامترهای طبیعی صاعقه    362
9.4    حفاظت هواپیما    362
9.4.1    برخوردهای بین صاعقه و هواپیما    362
9.5    جریان تست صاعقه    374
9.5.1    قفس فارادی    380
9.6    ساختار هواپیما    381
9.7    گواهی هواپیما برای حفاظت صاعقه    383
9.8    نیازمندی های حفاظت از صاعقه    383
9.8.1    اثرات مستقیم    383
9.8.2    اثرات غیرمستقیم    384
9.8.3    سطوح ولتاژ/جریان القا شده    384
9.9    اندازه گیری های حفاظت از صاعقه    385
9.9.1    اثرات مستقيم    388
9.9.2    اثرات غير مستقيم    389
9.10    نواحی نیازمند حفاظت    392
9.11    حفاظت از صاعقه برای مواد کامپوزیت کربنی    396
9.12    حفاظت از صاعقه برای مواد کامپوزیت غیررسانا    400
فصل 10         اصول سیم کشی و مسیریابی سیستم برق هواپیما    405
10.1    مقدمه
10.2    مبانی وایرینگ
10.2.1    سيم ها و کابل ها در هواپیما
10.2.2    ترمینال ها (اتصال دهنده ها)
10.3    انواع مسیرهای وایرینگ برای سیم ها و کابل ها
10.3.1    مسير کابل‌ها و سيم‌ها
10.3.2    مسیریابی دسته سیم‌ها و کابل‌ها    430
10.4    الزامات وایرینگ    438