坦克装甲车辆电气系统设计
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

4.1 配电体系架构

4.1.1 电网供电体制

在坦克装甲车辆上,供电和用电之间永远存在矛盾的一面:用电设备要求无脉动、无瞬变的直流供电;而供电系统则要求用电设备是恒电流负载,并且不应产生电压波形畸变;用电设备用电量要求足够大,可以满足各种工况使用,而供电系统受空间和车辆工况的影响,电能输出总是受限制的。事实上,供电和用电双方都无法单方面满足上述要求,只能从整个电气系统,甚至整个装备的角度出发对电网供电体制做出适当的规定,对双方需求予以折中。可以说,目前已颁发的各类供电标准和规范都是进行协调的实例,并随着供电系统和用电设备的进步而不断发展。

目前主流供电体制的军用装甲车辆28V电源标准普遍采用GJB 298—1987《军用车辆28伏直流电气系统特性》,该标准参照美军标MIL-STD-1275 A—1976,是我国军用车辆装备领域重要的电气系统标准。随着技术进步和装备发展,目前美军已更新为MIL-STD-1275 E—2013,该标准可以满足目前美军主流设备的各项要求。值得注意的是,从1275 D开始,标准中大量引入了民用SAE的相关标准,在信息化迅猛发展的背景下,标准有向军民两用发展的趋势,这点非常值得借鉴。部分车辆为提高功率密度,将电压调为±28V体制,部分设备采用0~28V或-28~0V供电,部分大功率设备(炮塔电机等)采用-28~28V供电,也是其中一种比较特殊的28V供电体制,设计中要保持正负电网的均衡。

在中功率高压供电体制方面,直流270V已经成为行业的主流。航空航天领域高压直流供电标准主要采用AS 1831—1987的修订版《AS 1831 A—1997航空器270V电力特点及应用》和《MIL-STD-704 A飞机供电特性》。由于航空领域技术发展趋势是装甲车辆发展的航向标,装甲车辆在这个体制下,主要以航空电源系统特点及相关标准作为电源管理实施的依据。我国航空领域已经参照704 A,发展了GJB 181 A—2003《飞机供电特性》,作为我国航空领域270V的供电标准,支撑中功率设备的发展需求。装甲领域由于柴油发动机的运转特性,无法达到飞机的发电品质,在应用中,也需要进行适当的修正。

在高功率高压供电体制方面,由于电驱动技术的迅猛发展,电驱动已作为下一代车辆的备选方案,供电体制的直流450~900V,作为目前广泛认可的供电体制。

由于上装各类装备的需求,装甲车辆上还有±28V、交流380V、交流220V、直流600V等交直流高压供电体制应用。由于28V电网承担了车身全部信息设备的供电功能,需要在设计中特别关注。其他高电压均可认为是和机械、液压等类似的动力源,在系统设计中要尽量和28V电源隔离,确保控制和监控功能的正常。

随着车辆武器装备的迅猛发展,复合电网将成为一种主要的构成方案,直流28V(包括±28V)、直流270V、直流600~900V、交流220V、交流380V等供电体制并行存在一辆战车上,既要安装牢固、维修方便、工作可靠,还不能干扰其他设备(主要是车辆内部复杂的信息系统)的正常工作,这都是配电网络需要解决的问题。