Allgemeine Informationen zu 28V DC / 270V DC / 115/200V AC
Warum arbeiten Flugzeuge mit 28V DC oder 270 V DC und wie grenzen sich DC Anwendungen zu 115/200 V AC mit 400Hz ab?
Durch die Verwendung mehrerer Spannungsebenen kann ein optimaler Kompromiss zwischen Gewicht, Effizienz, Sicherheit und Leistung für unterschiedliche Anforderungen in der Luftfahrt erreicht werden.
28V DC ist der Standard, insbesondere für kleinere Flugzeuge und viele Bordgeräte. 28V DC bieten genügend Spannung, um Standardgeräte wie Beleuchtung, Avionik, Hydrauliksysteme und Elektromotoren mit geringer bis mittlerer Leistung effizient zu betreiben.
Im Vergleich zu 12V DC (z.B. in Kraftfahrzeugen) fließt bei 28V DC für die gleiche Leistung weniger Strom, wodurch Kabelquer-schnitte und Gewicht reduziert werden. Bordbatterien und batteriegestützte Notstromversorgungen werden ebenfalls mit 24V DC betrieben, was den Betrieb und das Laden während des Fluges effizienter macht.
28V DC wurden schon früh in der Luftfahrt, insbesondere im militärischen Bereich, standardisiert und dieser Standard wurde auf die zivile Luftfahrt für kleinere Flugzeuge und Hubschrauber übertragen. Niedrige Spannung ist gleichbedeutend mit sicherem Betrieb: 28V DC liegen unterhalb der für Menschen als gefährlich eingestuften Spannungsgrenze, was die Sicherheit bei Wartung und Betrieb erhöht.
Key Facts 28V DC
- Sicher, leicht, batteriekompatibel
- Ideal für geringe Leistungsanforderungen
270 V DC wird bei größeren oder stark elektrifizierten Flugzeugen verwendet, bei denen hydraulische und pneumatische Systeme durch elektrische Systeme ersetzt wurden. Hier kann der Strom bei gleicher Leistung deutlich reduziert werden. Dies ermöglicht dünnere und leichtere Kabel, geringere Wärmeverluste in den Leitungen und eine effizientere Energieübertragung über größere Entfernungen im Flugzeug im Vergleich zu 28V DC.
Viele Hochleistungsgeräte wie Aktuatoren, elektrische Antriebe für die Flugsteuerung oder Klimaanlagen arbeiten effizienter mit höheren Spannungen. Auf der Gleichspannungsebene sind die Umwandlungsverluste geringer: Geräte, die hohe Spannungen benötigen, können ohne Umrichter direkt mit 270 V DC parallel zum 28V DC-System (Standard bei Avionik-Systemen) betrieben werden. Das spart Gewicht.
Key Facts 270 V DC
- Effizient für Hochleistungsanwendungen.
- Reduziert Gewicht und Kabelverluste in stark elektrifizierten Flugzeugen.
- 270 V DC birgt Risiken und ist potentiell lebensgefährlich und erfordert daher besondere Handhabungsregeln.
115/200 V AC (400Hz) Wechselstrom wird in der Luftfahrt für höhere Leistungsanforderungen verwendet, insbesondere für größere Flugzeuge und Systeme, die einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit erfordern. Sie ermöglicht die Versorgung von Geräten mit höherem Energiebedarf im Vergleich zu 270 V DC und ist der am weitesten verbreitete Standard in der Luftfahrt.
Key Facts 115/200 V AC (400Hz)
- Bietet hohe Leistung und Effizienz für große elektrische Systeme
- Ermöglicht die Verwendung von (Standard-) Wechselstromverbrauchern, die auch in der Luftfahrt verbreitet sind
Key Facts DC-Systeme („Direct Current“ steht für Gleichstrom)
- Für den stabilen und zuverlässigen Betrieb von Avionik- und Notfallsystemen
- DC-Systeme benötigen oft weniger komplexe Geräte wie Transformatoren, die bei AC-Systemen erforderlich wären
- DC-Systeme ermöglichen leichtere Stromversorgungs- und -verteilungskomponenten
- Gleichstromsysteme sind weniger anfällig für elektromagnetische Störungen (EMV) als Wechselstromsysteme (wichtig für die elektronisch empfindlichen Umgebung eines Flugzeugs)
- Flugzeuge verwenden Batterien als Notstromquelle. Batterien liefern von Natur aus Gleichstrom, so dass der direkte Einsatz von DC-Systemen Verluste und Komplexität reduziert
Key Facts AC-Systeme („Alternating Current“ bedeutet Wechselstrom)
- Für Geräte und Systeme mit hoher Leistung. Wechselstrom erfordert zusätzliche Wandler, um Geräte mit unterschiedlichen Spannungen oder Frequenzen zu versorgen, was Gewicht und Komplexität erhöht