CSD - wie funktioniert er?

[Kay Richter]

Hallo Forum :)

 

Euch wird vllt. der CSD - constant speed drive bekannt sein.

Dieser sitzt ja im Engine, und ist unabdingbar wichtig für die elek. Versorgung des Triebwerks.

Nun sollen die Generatoren der Triebwerke ja eine konstante Stromleistung herstellen. Das Triebwerk hingegen arbeitet immer in unterschiedlichen Leistungen, und bei hoher Take Off Leistung sollen ja weder die Lampen durchbrennen, noch bei idle thrust die Kabine stockdüster sein.

Dafür gibt es eben jene CSD Elemente bei den Generatoren, die die Leistung des Triebwerkes "umschalten" (wie in einer gearbox) auf konstante Umdrehungen, so dass eben jene 400 hz bei 115 xV (?) AC im Generator erreicht werden.

Nur könnte mir einer erklären, wie das im Detail (anhand einer 747 oder 767) funktioniert, vllt. auch noch mit graph. Darstellung?

 

Das wäre sehr, sehr nett - vielen Dank :)

 

Liebe Grüße

Kay

[Tigerstift]

Hallo Kay,

 

Ohne grosse Worte hier zu verlieren, kann ich dir nur wärmstens folgenden Seiten empfehlen:

 

http://www.k-makris.gr/AircraftComponents/CSD/C.S.D.htm

http://avstop.com/ac/apgeneral/alternator.html

 

Hoffe damit ist alles bestens erklärt:008:

[Gast PW4000]

Kay...

 

Der CSD ist uns natürlich bekannt, dieser befindet sich aber nicht im Engine, sondern wird mit einem QAD-Ring an der Gearbox befestigt. Der FADEC (EEC / ECU) wird prioritär vom PMA mit Strom versorgt (Start Up und Back Up Power vom A/C) und nicht vom CSD / Generator (IDG). Es geht hier nicht um eine konstante "Stromleistung" sondern um eine konstante Frequency von 400Hz. Umgeschaltet wird dabei gar nichts, denn alles funktioniert stufenlos. Der CSD wurde vom IDG abgeöst und der IDG wird nun von VSCF abgelöst. Hast Du noch Fragen zu diesem Thema?

 

Grüsse von Werner.

[Volume]

Als Kölner denke ich bei CSD doch erstmal ganz woanders dran :D

 

Die einfache Antwort: so wie ein CVT Getriebe bei einigen modernen Autos (Honda, Toyota, Mitsubishi, Fiat...), ein Riemen läuft über Scheiben mit veränderlichem Durchmesser, oder zwei Hydraulikeinheiten (Pumpe, Motor) mit veränderlicher Pumpmenge werden verkoppelt.

Wikipedia

HowStuffWorks

Da der Regelbereich des CSD nicht sehr groß zu sein braucht (Die Triebwerksleistung wird viel mehr über die Gastemperatur, als die Drehzahl geregelt), kann man einen Teil der Leistung direkt übertragen, und dann in einem Mischgetriebe mit der (entsprechend stärker geänderten) kombinieren, so wird der Anteil der Generatorleistung der über das stufenlose Getriebe läuft verringert, der Verstellbereich aber erhöht. Verstellbereich ist unkritischer als Leistung in Bezug auf Gewicht und Lebensdauer.

 

Gruß

Ralf

[paraglider]

Hast Du noch Fragen zu diesem Thema?

Ich habe noch eine Frage: warum wird für die Stromversogung AC 400Hz benutzt und nicht z.B. DC 12/24/36/48/60V? Hat das amerikanische Stromnetz 110V 400Hz? Danke im voraus für die Antwort.

Gruss Franc

[Gast PW4000]

Ich habe noch eine Frage: warum wird für die Stromversogung AC 400Hz benutzt und nicht z.B. DC 12/24/36/48/60V? Hat das amerikanische Stromnetz 110V 400Hz? Danke im voraus für die Antwort.

Gruss Franc

 

Die Luftfahrt steht in keinem Zusammenhang mit dem US Amerikanischen Stromnetz. Airbus, Boeing, Embraer etc, verfügen immer über 28VDC und 115AC 400HZ.

 

Werner.

[fischli]

Bei der neuen Flugzeug-Generation laesst Airbus den ganzen CSD/IDG "Krempel" weg und arbeitet mit Generatoren, die zwar nach wie vor 115V AC liefern, dies aber bei einer variablen Frequenz von 380-800Hz (A380) je nach Drehzahl des TW.

 

Viele Gruesse

Jochen

[Volume]

Nach meinen Unterlagen sogar bei 370 Hz (=11100 U/min) bis 770 Hz (=23100 U/min) :p

Was mich als elektronischen Halbwisser nun extrem wundert, alle 4 AC Busse können sowohl von den VFGs, als auch vom 400Hz APU Generator gespeist werden. Das kann doch nicht gleichzeitig funktionieren, oder?

Und wie wird die Phasensynchronität sichergestellt ?

 

Kann das mal jemand einfach erklären ?

 

Gruß

Ralf

[MarkusP210]

Ich habe noch eine Frage: warum wird für die Stromversogung AC 400Hz benutzt und nicht z.B. DC 12/24/36/48/60V?

 

Weil bei den Distanzen in einem Grossflugzeug die Kabelquerschnitte, welche zur Übertragung der entsprechenden Leistungen notwendig sind, viel zu gross und damit schlicht zu schwer ausfallen würden. Deshalb wird in Überland-Transportleitungen auch das technisch grösstmögliche Spannungspotential (380 kV) verwendet.

 

Hat das amerikanische Stromnetz 110V 400Hz?

115V 60Hz

 

Das kann doch nicht gleichzeitig funktionieren, oder? Und wie wird die Phasensynchronität sichergestellt ?

 

Die Lösung dazu heisst Synchronoskop, dabei wird die neu gestartete Quelle (APU beim Abstellen, Bordgeneratoren beim Anlassen) solange in der Drehzahl variiert bis die Frequenz der erzeugten Spannung erstens gleich gross der des laufenden Netzes und die Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen gleich Null ist. Danach wird der Generatorschalter zugeschaltet, fertig! Dasselbe Verfahren findet auch bei netzparallel betriebenen Notstromgruppen jeweilen statt.

 

Markus

[Brufi]

..CSD - constant speed drive bekannt sein.

Dieser sitzt ja im Engine, und ist unabdingbar wichtig für die elek. Versorgung des Triebwerks.

Halbrichtig! Das muss heissen: ....für die elektrische Versorgung des AC Flugzeug-Bordnetzes.

 

Nun sollen die Generatoren der Triebwerke ja eine konstante Stromleistung herstellen. Das Triebwerk hingegen arbeitet immer in unterschiedlichen Leistungen, und bei hoher Take Off Leistung sollen ja weder die Lampen durchbrennen, noch bei idle thrust die Kabine stockdüster sein.

Wirf "Leistung" und "Drehzahl" nicht durcheinander, bei einem AC Generator hat das nur wenig miteinander zu tun. Der CSD sorgt dafür, dass der Generator mit konstanter Drehzahl läuft, nicht mit konstanter Leistung. Damit wird die Frequenz (400 Hz) konstant gehalten. Die Leistung oder eigentlich eher die Spannung des Generators wird mit dem Erregerstrom (exciter current) geregelt.

 

Der CSD ist, vereinfacht ausgedrückt, ein Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung. Er besteht im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe mit variablem Hubvolumen (Mehrkolbenpumpe, über eine Taumelscheibe (swash plate) angetrieben) und einem Hydraulikmotor und einem mechanisch-hydraulischen Drehzahlregler welcher die Hydraulikpumpe so variiert, dass am Ende die Drehzahl des Hydraulikmotors konstant gehalten wird. Die Hydraulikpumpe wird mechanisch vom Triebwerk angetrieben aber diese Antriebsdrehzahl variiert, je nach Drehzahl des Triebwerks. Das Hydrauliköl, welches die Pumpe fördert wird einzig dazu verwendet, den Hydraulikmotor anzutreiben. Der Drehzahlregler verstellt den Hub der Hydraulikpumpe so, dass am Hydraulikmotor die Drehzahl konstant gehalten wird. Am mechanischen Ausgang des CSD schaut also die Welle des Hydraulikmotors heraus und diese hat eine immer konstante Drehzahl und damit wird der AC Generator angetrieben.

Dadurch erzeugt der Generator Wechselspannung mit konstanter Frequenz.

 

Gruss

Philipp

[Gast]

 

 

 

Die Lösung dazu heisst Synchronoskop, dabei wird die neu gestartete Quelle (APU beim Abstellen, Bordgeneratoren beim Anlassen) solange in der Drehzahl variiert bis die Frequenz der erzeugten Spannung erstens gleich gross der des laufenden Netzes und die Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen gleich Null ist. Danach wird der Generatorschalter zugeschaltet, fertig! Dasselbe Verfahren findet auch bei netzparallel betriebenen Notstromgruppen jeweilen statt.

 

Markus

 

Moin,

 

Sollte deine Antwort Ralfs Frage gelten,und damit die A380 meinen,

liegst Du falsch.

Jeder AC Bus kann immer nur von einer Quelle versorgt werden.

Eine Art Synchronoskop ist nicht verbaut.

 

Gruß

Alex

[holderied]

Weil bei den Distanzen in einem Grossflugzeug die Kabelquerschnitte, welche zur Übertragung der entsprechenden Leistungen notwendig sind, viel zu gross und damit schlicht zu schwer ausfallen würden. Deshalb wird in Überland-Transportleitungen auch das technisch grösstmögliche Spannungspotential (380 kV) verwendet.

Markus

 

Nein. Für kleine Kabelquerschnitte bräuchte es hohe Spannung (-> niedrigen Strom).

Die Distanzen sind aber selbst in einem Grossraumflugzeug vergleichsweise gering.

Und für die längsten Ueberlandleitungen nimmt man bekanntlich Gleichstrom :p

 

Bei 400 Hz wird das Eisen im Generator (und jedem Transformator 8x öfter um-magnetisiert als bei 50 Hz, d.h. man hat von einem gleich schweren Generator 8x soviel Leistung (bzw. der Trafo ist bei gleicher Leistung 8x leichtter). Das fällt beim Flugzeugbau schon ins Gewicht, dafür nimmt man grössere Wirbelstromverluste (Erwärmung im Kern) in Kauf. Bei noch höheren Frequenzen würden die Verluste dann zu gross.

 

Mit der heutigen Leistrungselektronik ist das nicht mehr so notwendig, auch das zusammenschalten von unterschiedlich drehenden Generatoren kein Problem mehr aber die 400Hz stammen noch aus der "Eisenzeit".

 

Georg