Stroomvoorziening in straalvliegtuigen

Ik zat te kijken naar een video over de ouderwetse Boeing 747. Er wordt 115v 400hz gebruikt om de boel van elektriciteit te voorzien.

Maar hoe werkt dat als iedere straalmotor en/of de APU z'n eigen generatortje heeft? Ik dacht dat het net dus 400hz wisselspanning was. Maar als alle generatoren gekoppeld zijn aan de assen van de motoren, dan moeten ze dus ook synchroon draaien. Dat is niet het geval, de motoren draaien voor zover ik weet niet perfect synchroon.

Hoe zit dit dan wel? Is er een apart 400hz AC en een los DC net? Wordt niet iedere motor gebruikt voor de 400hz AC? Of gaat het 400hz verhaal alleen over heel specifieke, heel oude vliegtuigen die nog met buizenelektronica werkten?

Ik neem op kleine schaal reparaties van buizen-elektronica aan voor een heel aardig uurtarief. Interesse? Mail me!
Toeternietoe

Dubbelgeïsoleerd

De Starfighter had ook een uitgebreid 400 Hz boordnet.
De spanning weet ik niet meer, dat is te lang geleden.
Grote voordeel is dat de trafo's flink kleiner kunnen zijn bij een gelijk vermogen.

Daar waar een schakeling rookt, vloeit de meeste stroom (1e hoofdwet van Toeternietoe)

Volgens mij nog steeds 400hz, een generator kan dan een heel stuk lichter en kleiner zijn dan de 50hz broer.
Hoe ze die dingen koppelen, geen idee.

Het toerental van de generatoren zou in feite onafhankelijk van het motortoerental moeten worden geregeld.
De motoren draaien toch met een variërende snelheid afhankelijk van de benodigde stuwkracht?

Western civilization? That would be a good idea! (HR '89-'12)
mvdk

Golden Member

https://www.flight-mechanic.com/airframes/aircraft-electrical-system/

https://www.flight-mechanic.com/aircraft-electrical-systems-large-mult…

Maar hoe gaat dat dan met die grote windturbines die we zo overal in het land hebben staan? Soms zie ik een rijtje van diezelfde dingen, draaiend met verschillende snelheden.

Voor een ouwe jumbo, zie plaatje 9-106

Denk ik...

En trouwens, die ouwe dingen... Een Airbus320, dat is mijn fav.
Taxiïng en dan 5 minuten wachten bij de gate. De hele tijd die blaffende hond..
https://www.youtube.com/watch?v=XEG1ZfPHkVo

6 generatoren in zo'n vliegtuig, op elke motor 1 en 2 in de staart op de vliegwind.

waar rook was, werkt nu iets niet meer
rbeckers

Overleden

Voor bepaalde toepassingen zijn er ook accu's aan boord.

Op 13 december 2021 19:15:27 schreef mvdk:
Maar hoe gaat dat dan met die grote windturbines die we zo overal in het land hebben staan? Soms zie ik een rijtje van diezelfde dingen, draaiend met verschillende snelheden.

Er zijn in de loop van de tijd diverse oplossingen voor geweest. Maar de standaardoplossing tegenwoordig is: generator maakt draaistroom met een frequentie die afhangt van de wieksnelheid. Wordt gelijkgericht en de gelijkstroom wordt in een statische omvormer omgezet in een netsynchrone draaistroom. Zoiets als de omvormer voor zonnepanelen, maar dan een slagje groter.

Op 13 december 2021 18:52:00 schreef Ledlover:
Hoe zit dit dan wel? Is er een apart 400hz AC en een los DC net? Wordt niet iedere motor gebruikt voor de 400hz AC? Of gaat het 400hz verhaal alleen over heel specifieke, heel oude vliegtuigen die nog met buizenelektronica werkten?

400 Hz is nog steeds zeer gangbaar. Wat ik van m'n pa weet is dat de boel in het toestel op allerlei manieren aan elkaar gekoppeld kan worden en elke generator voor een deel van de elektrische installatie verantwoordelijk is: moet er een motor uitgeschakeld worden door te hoge olietemperatuur, dan kan het zijn dat dat ene specifieke apparaat in de keuken achterin het toestel en andere minder belangrijke zaken het niet meer doen.
Belangrijker zaken zijn voor zover ik weet doorkoppelbaar: valt de stroomvoorziening van belangrijke instrumenten uit door motorstoring, dan kan de stroom betrokken worden uit een andere generator.
EDIT: dit hierboven is wat mvdk dus linkte...

Op 13 december 2021 19:06:22 schreef 60204:
Het toerental van de generatoren zou in feite onafhankelijk van het motortoerental moeten worden geregeld.
De motoren draaien toch met een variërende snelheid afhankelijk van de benodigde stuwkracht?

Is ook onafhankelijk voor zover ik weet, want inderdaad, anders krijg je alleen je benodigde frequentie bij opstijgen bijvoorbeeld ;)

http://www.m-voorloop.nl --- Ik? Welnee! Ik zit nog lang niet achter de germaniums.

Op 13 december 2021 19:23:34 schreef rbeckers:
Voor bepaalde toepassingen zijn er ook accu's aan boord.

Vroeger wellicht gelijkstroom dynamo's, aangedreven door de motoren. Dan hoef je alleen de spanning te regelen en die kunnen dan gekoppeld worden met eenanker omzetters DC>>>AC.
Tegenwoordig kunnen dat gelijkstroomdynamo's zijn, met daarachter omvormers.
De eenankeromzetters en de omvormers kunnen beide uit accu's worden gevoed.

harry64

Golden Member

Op 13 december 2021 19:31:29 schreef KlaasZ:
[...]Er zijn in de loop van de tijd diverse oplossingen voor geweest. Maar de standaardoplossing tegenwoordig is: generator maakt draaistroom met een frequentie die afhangt van de wieksnelheid. Wordt gelijkgericht en de gelijkstroom wordt in een statische omvormer omgezet in een netsynchrone draaistroom. Zoiets als de omvormer voor zonnepanelen, maar dan een slagje groter.

Ik had begrepen dat hele grote vermogens gescynct worden met het door netwiselspanning aan de anker/kern spoelen aan te bieden. De kooispoelen leveren dan vanzelf het door mechanische energie toegevoegde vermogen uit water wind e.d. in de juiste fase(s)

Frederick E. Terman

Honourable Member

vanzelf [...] in de juiste fase(s)

Zoals je dat schrijft kan dat eigenlijk niet: het afgegeven vermogen zou een frequentie hebben gelijk aan de som van de frequentie van de ankervoeding en de omwentelingssnelheid (in poolparen per seconde) van de rotor. Of het verschil, als de rotor andersom draait. :)
Maar het verhaal zal érgens vandaan komen; ik ben nu wel nieuwsgierig wat erachter steekt.

--
Als je naar vliegtuigcommunicatie luistert is het gemakkelijk te horen dat er nog steeds 400 Hz wordt gebruikt. En ook passagiers herkennen onmiddellijk de karakteristieke 400Hz-zoem in de intercom-aankondigingen.

Bij het onderzoek naar een af-en-toe optredende klacht logde ik eens een paar dagen het COM-verkeer op een bepaald kanaal. Het was grappig te zien hoe je de verschillende typen vliegtuig op het spectrumscherm al op het zicht kon onderscheiden aan hun 400 Hz (sterkte en precieze frequentie).
(De fout vond ik overigens niet; op de landlijn waarop ik monitorde was hij nog niet, en kwam er verderop pas in. :/ )

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
big_fat_mama

Zie Paulinha_B

Er wordt 115v 400hz gebruikt om de boel van elektriciteit te voorzien.

Dat is VEEL te simplistisch. "De boel" is zo complex dat er heel wat verschillende voedingsspanningen gebruikt worden. In veel vliegtuigen (nuja, de grotere/complexere dan toch) is er inderdaad een netwerkje 3-fasig, 400Hz, ik dacht 115V~; dat voedt o.a. de motortjes van de gyroscopen waarop de automatische piloot verderbouwt. Maar voor de diverse zenders en ontvangers denk ik wel dat er gelijkstroomvoeding wordt toegepast ;) En voor het scheerapparaat van de boordkapitein zal het ook wel geen 3-fase zijn.

Al zijn ze in de B747 wel zover gegaan om een bubbel te maken boven de cockpit, opdat de kapitein zijn portefeuille niet uit zijn achterzak zou hoeven te halen

En, wellicht ten overvloede, wil ik er toch ook op wijzen dat het ene straalvliegtuig het andere niet is... Wie weet is het bij Boeing anders dan bij Airbus, of is het zelfs in de A320 anders dan in de A330. Hoed u voor veralgemeningen!!

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op maandag 13 december 2021 21:37:31 (14%)

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

inderdaad effe googlen

https://www.youtube.com/watch?v=fC48VSsCnnQ

http://www.b747classic.co.uk/electrical
als je bij deze link doorscrolled krijg je een tip vd sluier. waarschijnlijk is het gewoon een hydraulische omvormer. pomp op de straalmotor, generator aan de hydr-motor met een toerenregeling maar kan ook een vloeistofkoppeling zijn welke meer/minder gevuld wordt met olie. zie compressoraandrijving daimler DB601
https://en.wikipedia.org/wiki/Daimler-Benz_DB_601

[Bericht gewijzigd door anne2 op maandag 13 december 2021 22:17:47 (22%)

Kijk, da's interessant! Bedankt
Specifiek dat stukje in het artikel over de verschillende generatortypes en de manier waar op de frequentie constant (of niet) werd gehouden, was waar ik naar op zoek was. Maar ik kon de juiste zoekwoorden niet vinden.

[Bericht gewijzigd door Ledlover op maandag 13 december 2021 22:30:05 (78%)

Ik neem op kleine schaal reparaties van buizen-elektronica aan voor een heel aardig uurtarief. Interesse? Mail me!
fred101

Golden Member

Het is per vliegtuig anders. Meestal 24V accus, stuk of 4 en dat zijn geen loodzuur accus. Daarnaast hebben ze een 115V/400 Hz net. Het DC net bestaat uit meerdere netten die gekoppeld kunnen worden. De accus zorgen oa voor noodstroom van wat onmisbare instrumenten. Op de grond wordt vaak een GPU gebruikt (ground power unit) Daarnaast is er vaak externe lucht, de grote starten op lucht. Er is meestal een APU aan board, dit is een turbine (bij moderne lijnvliegtuigen) die lucht voor starten en airco leveren, en stroom, op de grond. (heel soms ook in de lucht zoals de BAE-146) Er zitten TRUs in vliegtuigen (trafo rectifier unit om 28V te maken uit 115V, oa om te laden maar ook voor andere dingen) Maar volgens mij zijn er ook vliegtuigen die van 24VDC zelf 115V AC maken. Net omgekeerd dus. Zal wel wat met de toepassing te maken hebben, als je geen apu hebt en vliegt op locaties zonder 115V GPUs.

De lucht, bleed-air, wordt in de lucht geleverd door de turbines, en wordt gebruikt voor airco en om de cabine onder druk te houden.

De generators, er zitten meestal 1 of 2 per motor maar het komt ook voor dat er bij 4 motoren maar 2 generators zitten. Een 747 heeft een bizarre stroom-honger terwijl een regionale jet met bv iets van 35 passagiers of een freighter veel minder stroom trekken. De generators maken die 115V/400 Hz. Waarom 400 weet ik niet, dat dateert volgens mij al uit WW2. In de tijd dat reizen per vliegtuig nog afzien was.
Maar er wordt van alles dubbel of tripple uitgevoerd en ook op verschillende manieren. bv een hydraulische motor aan gedreven pomp met een electrische als backup. Zo zijn er volgens mij zelfs vliegtuigen die met een hydraulische pomp weer een electrische generator aandrijven. Alles is zo uitgevoerd dat het wel heel erg fout moet gaan willen ze zonder druk, stroom, lucht, navigatie komen te zitten. Als er 3 AC netten zijn dan hebben die hun eigen toepassing maar zijn over bemeten genoeg om elkaar te vervangen als er 1 uitvalt kunnen de anderen dat opvangen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Op 13 december 2021 21:03:30 schreef Frederick E. Terman:
[...]Zoals je dat schrijft kan dat eigenlijk niet: het afgegeven vermogen zou een frequentie hebben gelijk aan de som van de frequentie van de ankervoeding en de omwentelingssnelheid (in poolparen per seconde) van de rotor. Of het verschil, als de rotor andersom draait. :)
Maar het verhaal zal érgens vandaan komen; ik ben nu wel nieuwsgierig wat erachter steekt.

Wat harry64 schrijft klopt wel. Als je een kooianker draaistroommotor extern aandrijft met een hoger toerental dan de netfrequentie, dan gaat die motor als een 50Hz draaistroomgenerator werken.

Met 400hz kan alles kleiner zijn, zoals bij een schakelende voeding, dat er geen 400Hz op het aardse net wordt gebruikt komt omdat daar de afstanden veel groter zijn en dan de inductieve en capacitieve verlezen veel te groot zouden worden.

big_fat_mama

Zie Paulinha_B

Uit het en.wikipedia artikel over de Lockheed P3 Orion (die ook bij de NL Marine dienst heeft gedaan):

Once on station, one engine is often shut down (usually the No. 1 engine – the left outer engine) to conserve fuel and extend the time aloft and/or range when at low level. It is the primary candidate for loiter shutdown because it has no generator.

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Op 13 december 2021 22:30:37 schreef fred101:
De generators maken die 115V/400 Hz. Waarom 400 weet ik niet,

Er is gekozen voor een "significant meer dan 50/60Hz" omdat als je dan een trafo nodig hebt die 8x kleiner kan zijn. Dat scheelt in gewicht. Waarom niet nog hoger? Tja, d'r zullen ook wel nadelen aan zitten aan steeds hogere frequenties. Onder andere kan je een normale generator best op 3000 RPM laten draaien. Maar voor 400Hz zou dat dan 24000 RPM moeten zijn. Als dat lukt: Fantastisch, maar als het niet lukt kan je ook voor 12000RPM, 8000 RPM of 6000 RPM kiezen doorhet aantal poolparen te vergroten. Als 3000 RPM het maximaal mechanisch haalbare is, dan krijg je wel erg veel poolparen als je voornog hogere frequentie kiest.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
mel

Golden Member

En als alle motoren uitvallen, hebben veel kisten ook de "RAT", Ram Air Turbine.Die komt dan uit een luikje, en drijft met een klein propellertje een generator aan.

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Anoniem

Aan vliegtuigmotoren zit een IDG, dat is een generator met geintegreerde constant speed drive. De CSD zorgt ervoor dat de frequentie constant 400 Hz ongeacht welk toerental deze wordt aangedreven. Hier zit ook een synchronisatie mechanisme in naar mijn weten. Dat zorgt voor de fase gelijkheid.

big_fat_mama

Zie Paulinha_B

Aan vliegtuigmotoren zit

Misschien eerder
"Aan _sommige_ vliegtuigmotoren zit ..."
?

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord