Por que a potência da aviação é de 400 Hz?

400 Hz é a frequência de energia usada pela maioria das aeronaves. As aeronaves usam geradores CA para gerar eletricidade, fornecendo energia estável e eficiente para equipamentos aviônicos, sistemas de bordo, equipamentos de cabine, unidades de energia auxiliares, etc. Por que a maioria das fontes de alimentação da aviação usa frequência de 400 Hz em vez de 50 ou 60 Hz?

1. Menor peso

Uma das razões pelas quais muitas aeronaves usam potência de 400 Hz é que isso permite menor peso. Quanto maior a frequência do sistema elétrico, menos materiais de cobre e aço serão usados ​​no gerador e no transformador, e correspondentemente mais leve e menor custo. A desvantagem é que a reatância indutiva dos equipamentos e linhas elétricas aumenta, a reatância capacitiva diminui, a perda aumenta e a eficiência de transmissão diminui. Pelo contrário, a baixa frequência aumentará os materiais utilizados nos equipamentos elétricos, aumentará o peso e aumentará os custos. Existe um ditado famoso na indústria da aviação: "Esforce-se para reduzir cada grama de peso!" Portanto, para reduzir o tamanho e o peso, a fonte de alimentação da aviação deve usar alta frequência. A linha de transmissão da aeronave não é muito longa e a perda não é a principal contradição, então a maioria das aeronaves usa potência de 400 Hz.

2. Reduza EMI (interferência eletromagnética)

A fonte de alimentação de alta frequência pode reduzir EMI no sistema de fonte de alimentação. A compatibilidade eletromagnética é uma questão muito importante nas aeronaves porque há um grande número de equipamentos eletrônicos e de comunicação nas aeronaves, que são muito sensíveis à EMI. O uso de fonte de alimentação de alta frequência pode reduzir a interferência eletromagnética gerada pelo sistema de alimentação, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos eletrônicos da aeronave.

3. Estabilidade de saída de energia

A fonte de alimentação de alta frequência pode fornecer uma saída de energia mais estável e confiável. A fonte de alimentação de alta frequência pode filtrar melhor os harmônicos e o ruído no sistema de fonte de alimentação, proporcionando assim uma saída de energia mais estável e limpa, o que é muito importante para vários equipamentos eletrônicos e sistemas de aviação em aeronaves.

4. Equilíbrio

A escolha da frequência de 400 Hz como fonte de alimentação para aviação não é acidental. Aumentar a frequência pode reduzir o volume central e o peso do equipamento eletromagnético estático. Através de diversos testes, verifica-se que o motor rotativo possui um valor de frequência ideal para minimizar o coeficiente de peso do volume do inversor, motores e outros equipamentos. Essa frequência é de 400 Hz, conforme mostrado na figura abaixo.

Uma frequência muito baixa aumentará o tamanho e o peso dos componentes do indutor e do capacitor no sistema de potência, enquanto uma frequência muito alta aumentará a perda e o calor do sistema de potência. Uma frequência de 400 Hz apresenta melhor equilíbrio na transmissão e conversão de energia. Uma frequência muito baixa pode exigir cabos e transformadores maiores, enquanto uma frequência muito alta pode exigir dispositivos eletrônicos mais complexos para conseguir a conversão de energia, o que aumentará a complexidade e o custo do sistema.

5. Padronização e acumulação histórica

A fonte de alimentação para aviação com frequência de 400 Hz é amplamente utilizada no campo da aviação, o que também está relacionado a razões históricas. Nas últimas décadas, muitos países e fabricantes de aviação estabeleceram padrões e equipamentos de fornecimento de energia para aviação baseados na frequência de 400Hz. Essa uniformidade torna os sistemas de energia entre diferentes aeronaves intercambiáveis ​​e fáceis de manter e atualizar. Além disso, a cadeia de produção e fornecimento de equipamentos de fornecimento de energia para aviação também se adaptou às necessidades da frequência de 400 Hz, tornando a substituição e a manutenção mais convenientes e econômicas.

Resumo

A fonte de alimentação de 400 Hz tem vantagens em tamanho e peso, controle de interferência eletromagnética, potência estável, excelente equilíbrio, padronização e acúmulo histórico em aeronaves, tornando-a uma frequência universal para sistemas aeroespaciais.

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