¿Por qué la potencia de la aviación es de 400 Hz?

400 Hz es la frecuencia eléctrica utilizada por la mayoría de los aviones. Las aeronaves utilizan generadores de CA para generar electricidad, proporcionando energía estable y eficiente para equipos de aviónica, sistemas a bordo, equipos de cabina, unidades de energía auxiliares, etc. ¿Por qué la mayoría de las fuentes de alimentación de aviación utilizan una frecuencia de 400 Hz en lugar de 50 o 60 Hz?

1. Menor peso

Una de las razones por las que muchos aviones utilizan potencia de 400 Hz es que permite un menor peso. Cuanto mayor es la frecuencia del sistema eléctrico, menos materiales de cobre y acero se utilizan en el generador y el transformador, y, en consecuencia, menor peso y menor coste. La desventaja es que la reactancia inductiva de los equipos y líneas eléctricos aumenta, la reactancia capacitiva disminuye, la pérdida aumenta y la eficiencia de transmisión disminuye. Por el contrario, la baja frecuencia aumentará los materiales utilizados en los equipos eléctricos, aumentará el peso y aumentará los costos. Hay un dicho famoso en la industria de la aviación: "¡Esfuércese por reducir cada gramo de peso!" Por lo tanto, para reducir el tamaño y el peso, se requiere que la fuente de alimentación de aviación utilice una alta frecuencia. La línea de transmisión del avión no es demasiado larga y la pérdida no es la principal contradicción, por lo que la mayoría de los aviones utilizan potencia de 400 Hz.

2. Reducir la EMI (interferencia electromagnética)

La fuente de alimentación de alta frecuencia puede reducir la EMI en el sistema de suministro de energía. La compatibilidad electromagnética es una cuestión muy importante en las aeronaves porque hay una gran cantidad de equipos electrónicos y equipos de comunicación en las aeronaves que son muy sensibles a las EMI. El uso de una fuente de alimentación de alta frecuencia puede reducir la interferencia electromagnética generada por el sistema de suministro de energía, mejorando así el rendimiento y la confiabilidad de los equipos electrónicos de la aeronave.

3. Estabilidad de la salida de energía

La fuente de alimentación de alta frecuencia puede proporcionar una salida de energía más estable y confiable. La fuente de alimentación de alta frecuencia puede filtrar mejor los armónicos y el ruido en el sistema de suministro de energía, proporcionando así una salida de energía más estable y limpia, lo cual es muy importante para diversos equipos electrónicos y sistemas de aviación en aviones.

4. Equilibrio

La elección de la frecuencia de 400 Hz como fuente de alimentación para la aviación no es accidental. Aumentar la frecuencia puede reducir el volumen central y el peso de los equipos electromagnéticos estáticos. A través de muchas pruebas, se descubre que el motor giratorio tiene un valor de frecuencia óptimo para minimizar el coeficiente de peso volumétrico del inversor, motores y otros equipos. Esta frecuencia es de 400 Hz, como se muestra en la siguiente figura.

Una frecuencia demasiado baja aumentará el tamaño y el peso de los componentes del inductor y del condensador en el sistema de energía, mientras que una frecuencia demasiado alta aumentará la pérdida y el calor del sistema de energía. Una frecuencia de 400 Hz tiene un mejor equilibrio en la transmisión y conversión de energía. Una frecuencia demasiado baja puede requerir cables y transformadores más grandes, mientras que una frecuencia demasiado alta puede requerir dispositivos electrónicos más complejos para lograr la conversión de energía, lo que aumentará la complejidad y el costo del sistema.

5. Estandarización y acumulación histórica

La fuente de alimentación de aviación de frecuencia de 400 Hz se utiliza ampliamente en el campo de la aviación, lo que también está relacionado con razones históricas. En las últimas décadas, muchos países y fabricantes de aviación han establecido estándares y equipos de suministro de energía para aviación basados ​​en la frecuencia de 400 Hz. Esta uniformidad hace que los sistemas de energía entre diferentes aviones sean intercambiables y fáciles de mantener y actualizar. Además, la cadena de producción y suministro de equipos de suministro de energía para aviación también se ha adaptado a las necesidades de la frecuencia de 400 Hz, lo que hace que el reemplazo y el mantenimiento sean más convenientes y rentables.

Resumen

La fuente de alimentación de 400 Hz tiene ventajas en tamaño y peso, control de interferencias electromagnéticas, salida de potencia estable, excelente equilibrio, estandarización y acumulación histórica en aviones, lo que la convierte en una frecuencia universal para los sistemas aeroespaciales.

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