飛機(jī)電氣基礎(chǔ)-直流電

1、航 空 器 電 源(AV-AV)目 錄1.1 概述1.2 航空蓄電池1.3 飛機(jī)發(fā)電機(jī)傳動(dòng)與發(fā)電1.4 飛機(jī)電源系統(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行1.5 飛機(jī)發(fā)電機(jī)調(diào)壓、控制與保護(hù)1.6 飛機(jī)二次電源與應(yīng)急電源1.7 飛機(jī)地面電源1.1 概 述 一、飛機(jī)電源系統(tǒng)的組成 1、主電源指由發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng) 供電對(duì)象：機(jī)上全部電氣負(fù)載 2、輔助電源和地面電源 工作場(chǎng)合：輔助電源地面或空中（備用電源） 地面電源地面 輔助電源的種類(lèi)：航空蓄電池和輔助動(dòng)力裝置傳動(dòng) 的發(fā)電機(jī)（即APUG）。 3、應(yīng)急電源飛行中主電源全部失效，給關(guān)鍵設(shè) 備供電應(yīng)急電源種類(lèi)：應(yīng)急直流電源航空蓄電池 應(yīng)急交流電源沖壓空氣渦輪發(fā)電 機(jī)、靜變流器4、

2、二次電源主電源經(jīng)過(guò)變換形式后得到的電源 種類(lèi)：ACDC：變壓整流器（TRU） DCAC：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)、靜止變流器二、飛機(jī)（主）電源系統(tǒng)的主要類(lèi)型1、低壓直流電源系統(tǒng) 主電源：發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)的直流發(fā)電機(jī)，調(diào)定電壓 為28V。低壓直流電源系統(tǒng)的特點(diǎn)： 電壓低，電流大，因此發(fā)電機(jī)及饋線(xiàn)重量大； 高空性能差（速度、高度散熱、磨損）； 功率變換設(shè)備（DCAC）復(fù)雜，效率低； 可以兼作起動(dòng)發(fā)電機(jī)，減輕機(jī)載設(shè)備的重量。2、變速變頻交流電源（VSVF）結(jié)構(gòu)示意圖：發(fā)動(dòng)機(jī)變速器發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：由同步發(fā)電機(jī)的公式f = pn/60 可知，此時(shí)交 流電的 頻率是變化的適用場(chǎng)合：渦漿飛機(jī)3、恒速恒頻交流電源（CSCF）結(jié)構(gòu)

3、示意圖：發(fā)動(dòng)機(jī)恒裝發(fā)電機(jī)特點(diǎn)：有恒裝，成本高；恒頻。適用場(chǎng)合：噴氣式飛機(jī)4、變速恒頻交流電源（VSCF）結(jié)構(gòu)示意圖：發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)變頻器特點(diǎn)：無(wú)恒裝，維護(hù)方便；過(guò)載能力差。適用場(chǎng)合：各式飛機(jī) 三、飛機(jī)電網(wǎng)的連接方式1、低壓直流電源系統(tǒng) 單線(xiàn)制。直流發(fā)電機(jī)的負(fù)線(xiàn)接到機(jī)體上特點(diǎn)：減輕電網(wǎng)重量。2、交流電源系統(tǒng)有兩種連接方式： 以機(jī)體為中線(xiàn)的三相四線(xiàn)制（圖1-2） 優(yōu)點(diǎn)：有兩個(gè)電壓可供選擇；發(fā)生故障時(shí)，對(duì)機(jī) 上人員較安全。 無(wú)中線(xiàn)的三相三線(xiàn)制（圖1-3） 特點(diǎn)：只有一個(gè)電壓；故障時(shí)對(duì)機(jī)上人員更危險(xiǎn)四、供電方式：1、低壓直流電源系統(tǒng)都是并聯(lián)供電：發(fā)電機(jī)-發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)-蓄電池并聯(lián)圖1-2 以機(jī)體為中線(xiàn)的

4、三相四線(xiàn)制圖1-3 無(wú)中線(xiàn)的三相三線(xiàn)制四、飛機(jī)電源系統(tǒng)的參數(shù)1、直流電源電壓：285V2、交流電源： 電壓：115/200V或120/208V 考慮因素： a、功率及發(fā)電和配電系統(tǒng)的重量：U重量 b、饋線(xiàn)允許壓降及強(qiáng)度：UI導(dǎo)線(xiàn)細(xì)線(xiàn)路 壓降；同時(shí)導(dǎo)線(xiàn)強(qiáng)度 c、人員安全性：U安全性 頻率：400Hz 依據(jù)：a、電磁設(shè)備的重量： 對(duì)變壓器/互感器：f重量 對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)：在400Hz左右重量最小。b、對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備，400Hz時(shí)交流電弧易熄弧。 相數(shù)：3相 優(yōu)點(diǎn)：a、發(fā)電機(jī)：功率相同時(shí)，三相發(fā)電機(jī)更?。籦、電動(dòng)機(jī)：三相電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)于單相電動(dòng)機(jī)；c、可以提供兩個(gè)電壓：相電壓和線(xiàn)電壓；五、飛機(jī)交流電源的優(yōu)點(diǎn)：

5、 電壓高，電流小，發(fā)電及輸電系統(tǒng)重量減??； 無(wú)電刷，無(wú)磨損，可采用油冷，高空性能好； 功率變換容易，效率高。1.2 航空蓄電池1.2.1 航空蓄電池的種類(lèi)、構(gòu)造和功能 概念：化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化 1、種類(lèi)： 酸性蓄電池電解液為硫酸水溶液，如鉛酸蓄電 池 堿性蓄電池電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶 液，如鎳鎘蓄電池和銀鋅蓄電池 2、構(gòu)造：?jiǎn)误w蓄電池（如圖1-4示） 正、負(fù)極板金屬柵架，上涂參加化學(xué)反應(yīng)的活 性物質(zhì)，疏松多孔狀。圖1-4 蓄電池的構(gòu)造 隔板絕緣材料，有孔，防止正、負(fù)極板短路 電解液硫酸或氫氧化鉀水溶液 容器耐腐蝕材料制成參數(shù)： 電動(dòng)勢(shì)Eb，取決于材料、電解液濃度等，單體 蓄電池的Eb

6、較??； 電壓Ub，與放電程度有關(guān) 內(nèi)阻Rb，與材料、極板間距離有關(guān) 三者關(guān)系：Ub=EbIbRb 容量電瓶充足電后所能放出的最大電量， Q = Iet，Ie額定電流，t放電時(shí)間， 單位：安培小時(shí)（Ah） 因素： 極板大小及數(shù)量，即活性物質(zhì)的多少 ； 3、功能： 用作輔助電源，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)； 用作應(yīng)急電源，向關(guān)鍵設(shè)備供電1.2.2 蓄電池的工作特性一、蓄電池的放電特性1、鉛蓄電池材料：正極板二氧化鉛（PbO2） 負(fù)極板鉛（Pb） 電解液硫酸+水（H2SO4+H2O）放電條件：接通負(fù)載化學(xué)反應(yīng)方程式： PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O放電結(jié)果： 正負(fù)極板生成硫酸鉛，內(nèi)阻增大， 電壓

7、下降； 消耗硫酸，生成水，電解液濃度減 ?。?2、鎳鎘蓄電池材料：正極板氫氧化鎳（Ni（OH）3） 負(fù)極板鎘（Cd） 電解液氫氧化鉀+水（KOH+H2O）化學(xué)反應(yīng)方程式：2Ni（OH）3 + Cd + 2KOH Cd（OH）2 + 2Ni（OH）2 + 2KOH放電結(jié)果： 消耗的氫氧化鉀=生成的氫氧化鉀， 電解液濃度不變； 水未參加化學(xué)反應(yīng)，高度不變；3、放電曲線(xiàn)及放電特性放電曲線(xiàn)如圖1-5示：特性：鉛蓄電池電壓下降快，且與放電電流有關(guān) 鎳鎘蓄電池電壓變化平穩(wěn)，性能好；二、蓄電池的充電特性充電條件：外接直流電源，極性相同充電方程式： 鉛蓄電池：2PbSO4 + 2H2OPb + 2H2SO4

8、+PbO2圖1-5 放電特性 鎳鎘蓄電池： Cd（OH）2 + 2KOH + 2Ni（OH）2 Cd + 2KOH + 2Ni（OH）3結(jié)論：充電和放電是逆反應(yīng)充電方式：兩種 恒流充電電瓶充電器充電，調(diào)整電壓使電流保 持恒定，充電時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)上或車(chē)間 恒壓充電直流發(fā)電機(jī)充電，充電時(shí)間短，適合 起動(dòng)發(fā)電機(jī)，但不能充滿(mǎn)電。1.2.3 航空蓄電池的故障及其維護(hù)1、鉛蓄電池的故障 自放電嚴(yán)重。 原因：有雜質(zhì)，形成微電池；溫度高，使正常自放 電加速；極柱間有灰塵、水汽，形成放電通 路。 極板硬化。 原因：充電不足，未徹底還原；液面低，在空氣中 被氧化 活性物質(zhì)脫落。原因：大電流充、放電；溫度高；震動(dòng)。存放

9、方法：充足電后存放性能特點(diǎn)：成本低，體積大，重量重，壽命短2、鎳鎘蓄電池的故障 內(nèi)部短路只出現(xiàn)在壽命后期。存放方法：充足電后存放性能特點(diǎn)：放電電壓平穩(wěn)，故障少，壽命長(zhǎng)， 成本高3、蓄電池使用注意事項(xiàng) 酸性和堿性蓄電池應(yīng)互相隔離； 以上兩種蓄電池應(yīng)充足電后存放，電解液 面高于極板； 清潔、通風(fēng)、防火； 13 航空發(fā)電機(jī)傳動(dòng)與發(fā)電1.3.1 航空發(fā)電機(jī)傳動(dòng)傳動(dòng)方式有兩種：直接傳動(dòng)和通過(guò)恒裝傳動(dòng)一、直接傳動(dòng)： 與發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和電源的類(lèi)型有關(guān) 電源種類(lèi)：直流電源、VSVF交流電源二、通過(guò)恒速傳動(dòng)裝置（CSD）傳動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)種類(lèi)：渦噴發(fā)動(dòng)機(jī) 電源種類(lèi)：CSCF交流電源三、恒裝的組成及工作原理 恒裝由五大部

10、分組成： 差動(dòng)游星齒輪系：直接傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn) 速隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化； 液壓泵-液壓馬達(dá)組件：補(bǔ)償發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化； 滑油系統(tǒng)：潤(rùn)滑、散熱作用外，是液壓泵-馬達(dá)組 件傳遞功率的介質(zhì)。 調(diào)速系統(tǒng)：敏感恒裝輸出軸的轉(zhuǎn)速，自動(dòng)調(diào)整液 壓泵可變斜盤(pán)的傾角p。 保護(hù)系統(tǒng)：當(dāng)恒裝故障時(shí)將其與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，或使發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)斷開(kāi)。1、差動(dòng)游星齒輪系(圖1-6)恒裝輸出轉(zhuǎn)速n0與其輸入轉(zhuǎn)速ni、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速nm的關(guān)系為： n0 =k1nik2nm結(jié)論：恒裝的輸出轉(zhuǎn)速取決于恒裝的輸入轉(zhuǎn)速和液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速。圖1-6 差動(dòng)游星齒輪系的傳動(dòng)關(guān)系 2、恒速傳動(dòng)裝置的三種工作狀態(tài) 零差動(dòng)（零補(bǔ)償）工作方式 制

11、動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)速指恒裝的輸入軸轉(zhuǎn)速 條件：a、液壓馬達(dá)不轉(zhuǎn)動(dòng)即nm=0； b、恒裝的輸出轉(zhuǎn)速為額定值； 這時(shí)恒裝的輸入軸轉(zhuǎn)速niz稱(chēng)為制動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)速，恒裝的這種工作狀態(tài)稱(chēng)為零差動(dòng)（零補(bǔ)償）工作方式。 正差動(dòng)（正補(bǔ)償）工作方式 工作情況： a、恒裝輸入軸轉(zhuǎn)速低于制動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)速； b、液壓馬達(dá)輸出齒輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)； c、恒裝輸出軸轉(zhuǎn)速加快； 負(fù)差動(dòng)（負(fù)補(bǔ)償）工作方式 工作情況： a、恒裝輸入軸轉(zhuǎn)速高于制動(dòng)點(diǎn)轉(zhuǎn)速； b、液壓馬達(dá)輸出齒輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)； c、恒裝輸出齒輪轉(zhuǎn)速下降；3、液壓泵-液壓馬達(dá)組件：簡(jiǎn)單構(gòu)造：圓柱形缸體、柱塞孔、柱塞、可動(dòng) 斜盤(pán)、固定斜盤(pán)、分油盤(pán)工作原理：泵的打油量為 Qp=Cpnptgp結(jié)

12、論：液壓泵的構(gòu)造一定時(shí)，泵的打油量與泵的轉(zhuǎn)速和斜盤(pán)傾角有關(guān)；可調(diào)量：p液壓馬達(dá)： 功能：液壓能機(jī)械能結(jié)論：液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nm的大小和方向受液壓泵可變斜盤(pán)傾角p的控制4、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（圖1-7）功能：敏感恒裝輸出軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速，自動(dòng)調(diào)整 液壓泵可變斜盤(pán)的傾角p。 組成：兩大部分：離心配重式調(diào)速器和伺服油 缸 輸出過(guò)速時(shí)的調(diào)節(jié) 恒裝狀態(tài)：任意圖1-7 恒裝轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器分配活門(mén)：恒裝的輸出轉(zhuǎn)速升高, 離心力增大,離心 配重開(kāi)角增大, 撥桿使分配活門(mén)下移。伺服活塞：伺服油缸大腔與回油路相通, 大腔油壓 下 降，活塞受定壓油和彈簧力的作用 向左移動(dòng)。液壓泵可變斜盤(pán)傾角p恒裝的狀態(tài)： 正差動(dòng)時(shí)，斜盤(pán)左傾（p 0

13、）， 活塞左移使斜盤(pán) 傾角p減小，液壓泵的打油量減小，液壓馬達(dá)順向轉(zhuǎn)速下降， 恒裝輸出轉(zhuǎn)速降低； 負(fù)差動(dòng)時(shí)，斜盤(pán)右傾（p 0），活塞左移使斜盤(pán)負(fù)傾角增大，液壓馬達(dá)打油量增加，液壓馬達(dá)的逆向轉(zhuǎn)速升高，恒裝輸出轉(zhuǎn)速下降。 輸出欠速時(shí)的調(diào)節(jié)恒裝狀態(tài)：任意分配活門(mén)：恒裝輸出轉(zhuǎn)速下降時(shí)，離心配重的離心 力減小，開(kāi)角減小，分配活門(mén)上移。伺服活塞：伺服油缸大腔與定壓油路接通，大腔內(nèi) 的油壓上升，則伺服活塞右移。 恒裝狀態(tài)液壓泵可變斜盤(pán)傾角p： 在正差動(dòng)時(shí)，斜盤(pán)左傾（p 0），活塞右移使斜盤(pán)正傾角增大，液壓馬達(dá)順向轉(zhuǎn)速升高，恒裝輸出軸轉(zhuǎn)速上升； 負(fù)差動(dòng)時(shí)，斜盤(pán)右傾（p 0），活塞右移使斜盤(pán)負(fù)傾角減小，則液壓馬

14、達(dá)逆向轉(zhuǎn)速下降，同樣使恒裝輸出轉(zhuǎn)速上升。 電調(diào)線(xiàn)圈功能： 精調(diào)轉(zhuǎn)速或頻率； 發(fā)電機(jī)并聯(lián)供電時(shí)均衡有功負(fù)載。作用原理：電磁鐵與永磁鐵相互作用，排斥時(shí)，活 門(mén)下移，轉(zhuǎn)速下降；吸引時(shí)，活門(mén)上 移，轉(zhuǎn)速上升。5、故障保護(hù)裝置 種類(lèi)：輸出脫開(kāi)裝置、欠速保護(hù)、輸入軸剪切徑、 滑油壓力與溫度警告系統(tǒng)等。 輸入脫開(kāi)機(jī)構(gòu)（圖1-8）脫開(kāi)原因：過(guò)速、滑油壓力太低、滑油溫度過(guò)高。裝置構(gòu)成：套齒離合器、蝸桿、蝸塊、電磁鐵和復(fù) 位手柄 圖1-8 輸入脫開(kāi)裝置脫開(kāi)方式：空中人工脫開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)中脫開(kāi)復(fù)位方式：地面人工復(fù)位發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí)復(fù)位 欠速保護(hù)：欠速位置：恒裝輸入/輸出軸動(dòng)作對(duì)象：發(fā)電機(jī)電路斷路器GCB跳開(kāi)1.3.2 交

15、流發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁方式一、無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的要求： 起激可靠； 發(fā)電機(jī)輸出端短路時(shí)，有強(qiáng)激能力； 盡量補(bǔ)償電樞反應(yīng)，以提高發(fā)電機(jī)外特性硬度，減輕調(diào)壓器負(fù)擔(dān)。實(shí)現(xiàn)無(wú)刷的關(guān)鍵部件：旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁方式:他勵(lì)式和自勵(lì)式。1、他勵(lì)式(圖1-10) “無(wú)刷”同步發(fā)電機(jī)組成：旋轉(zhuǎn)磁極式主發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電樞式交流勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器。簡(jiǎn)稱(chēng)：三級(jí)式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)各級(jí)發(fā)電機(jī)的名稱(chēng)及結(jié)構(gòu)： 第一級(jí)：永磁發(fā)電機(jī)副勵(lì)磁機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁極式 第二級(jí)：交流勵(lì)磁機(jī)，旋轉(zhuǎn)電樞式 第三級(jí)：主發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁極式特點(diǎn)：起激可靠、外特性較硬、有強(qiáng)激能力.圖1-10 三級(jí)式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)2、自勵(lì)式（圖1-9）勵(lì)磁機(jī)電源：主發(fā)電機(jī)自身發(fā)出的電

16、能簡(jiǎn)稱(chēng)：二級(jí)式存在問(wèn)題： 起激不可靠：可以通過(guò)在激磁機(jī)定子磁極中加裝 永磁鐵的方法解決。 無(wú)強(qiáng)激能力：可以采用復(fù)激或相復(fù)激電路作為激 磁機(jī)的激磁電路，既解決了強(qiáng)激問(wèn) 題，又使發(fā)電機(jī)有較硬的外特性, 減輕了調(diào)壓器負(fù)擔(dān)。圖1-9 二級(jí)式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)3、旋轉(zhuǎn)整流器功能：將交流勵(lì)磁機(jī)的三相電樞電壓整流為直 流電，給主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。結(jié)構(gòu)：三相半波整流器、三相全波整流器整流電壓波形（圖1-12、1-13） 三相半波整流器：3f0 脈動(dòng)直流 三相全波整流器：6f0 脈動(dòng)直流圖1-11 旋轉(zhuǎn)整流器結(jié)構(gòu)圖1-12、1-13 旋轉(zhuǎn)整流器波形14 飛機(jī)電源系統(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行一、概述1、單獨(dú)供電和并聯(lián)供電 直流電源：都采

17、用并聯(lián)供電 交流電源：兩種供電形式都有2、并聯(lián)供電的優(yōu)點(diǎn)：供電質(zhì)量高；原因并聯(lián)后電網(wǎng)容量大；供電可靠性高。原因各臺(tái)發(fā)電機(jī)互為備用電源缺點(diǎn)：電源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、控制與保護(hù)設(shè)備復(fù)雜。3、并聯(lián)供電的基本問(wèn)題 并聯(lián)供電的條件； 投入并聯(lián)的自動(dòng)控制； 發(fā)電機(jī)并聯(lián)后，如何使各臺(tái)發(fā)電機(jī)的負(fù)載均衡分配。二、直流電源的并聯(lián)運(yùn)行1、直流電源并聯(lián)的條件（原理電路如圖1-14 示）極性正確；發(fā)電機(jī)電壓相等。圖1-14 直流發(fā)電機(jī)并聯(lián)原理圖2、負(fù)載均衡分配的條件影響直流電源負(fù)載大小的因素有： 發(fā)電機(jī)的空載電壓大小U0 發(fā)電機(jī)輸出端到電網(wǎng)饋線(xiàn)的正線(xiàn)電阻R+ 調(diào)壓器的靜差率k（或稱(chēng)坡率系數(shù)，表示調(diào)壓器精度，圖1-15）負(fù)載均衡

18、分配的條件為： 發(fā)電機(jī)的空載電壓相等，即：U10=U20 正線(xiàn)電阻相等，即：R+1=R+2 調(diào)壓器的靜差率相等，即：k1=k2圖1-15 帶調(diào)壓器的發(fā)電機(jī)外特性3、負(fù)載均衡措施： 因?yàn)镽+、k不可調(diào)，因此只能通過(guò)節(jié)發(fā)電機(jī)的 空載電壓U0（即勵(lì)磁電流）均衡負(fù)載均衡環(huán)節(jié)的位置： 與調(diào)壓器綜合在一起，不同的調(diào)壓器，具體的均衡 方法也不同。 炭片調(diào)壓器 在調(diào)壓器工作鐵心上附加均衡線(xiàn)圈，并在發(fā)電機(jī)負(fù) 極性端接入檢測(cè)電阻R，稱(chēng)為負(fù)極電阻，如圖1-16 示。圖1-16 炭片調(diào)壓器的均衡電路 均衡原理： 負(fù)載不均衡時(shí)，線(xiàn)圈中有電流，電磁力改變，炭柱電阻變化，U0變化：承擔(dān)負(fù)載多的發(fā)電機(jī)的U0下降，承擔(dān)負(fù)載少的

19、發(fā)電機(jī)的U0增大。 晶體管調(diào)壓器 在調(diào)壓器的檢測(cè)端串入電阻R24，同時(shí)在發(fā)電機(jī)的負(fù)極性端串入負(fù)極電阻R-，電路圖如圖1-17示。均衡原理：對(duì)承擔(dān)負(fù)載多的發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，檢測(cè)到的電壓值也偏高，調(diào)壓器使勵(lì)磁電流減小，則負(fù)載也減??；承擔(dān)負(fù)載少的發(fā)電機(jī)調(diào)壓器，檢測(cè)到的電壓值偏低，調(diào)壓器使勵(lì)磁電流增大，負(fù)載也增大。圖1-17 晶體管調(diào)壓器的均衡電路三、交流電源的并聯(lián)運(yùn)行1、交流電源并聯(lián)的條件飛機(jī)交流電源的參數(shù)有五個(gè)： 電壓波形、相序、頻率、電壓值、相位。 電壓波形相同要求：均應(yīng)為良好的正弦波措施：采用同型號(hào)的發(fā)電機(jī)并聯(lián)，其波形的畸變 系數(shù)接近相等，因此波形與理想正弦波接近 相序相同要求：并聯(lián)電源的相序嚴(yán)格

20、一致相序：a、取決于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向； b、輸出饋線(xiàn)的連接順序。措施：敷設(shè)發(fā)電機(jī)饋線(xiàn)時(shí)，注意各電源之間相序的 對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。 頻率相等一般不相等，能否投入并聯(lián)要視具體情況 決定：a、由飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)直接剛性傳動(dòng)的發(fā)電機(jī)電源: VSVF交流電源并聯(lián)條件：頻率完全相等或 PE PG結(jié)論：渦槳飛機(jī)上的VSVF交流電源不能并聯(lián)供電b、通過(guò)恒裝傳動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)電源: CSCF交流電源并聯(lián)條件：恒裝的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有靜差（圖1-18）結(jié)論：頻差較小時(shí)可以并聯(lián)，但并聯(lián)瞬間有沖擊電 流和沖擊功率，并聯(lián)后有功負(fù)載不均衡。 電壓大小相等情況：由調(diào)壓器滿(mǎn)足結(jié)論： U0時(shí)可以并聯(lián)，但壓差不能太大；同時(shí)并聯(lián)瞬間有沖擊電流和沖擊功率

21、，并聯(lián)后無(wú)功負(fù)載不均衡；U0高的發(fā)電機(jī)承擔(dān)的無(wú)功負(fù)載大。電壓相位相等并聯(lián)條件：不能太大，一般要求900四、有功及無(wú)功負(fù)載的自動(dòng)均衡1、有功及無(wú)功功率的概念 交流電源的功率有三種：有功功率：P=UIcos=UIP 含義：實(shí)際消耗的功率無(wú)功功率：Q=UIsin=UIQ 含義：與電源交換的功率視在功率：S=UI 含義：容量2、調(diào)節(jié)功率的方法有功功率：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速或頻率原理：根據(jù)功率守恒原理，P=P，P=M，所以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或頻率時(shí)，P變化，則發(fā)電機(jī)輸出的有功功率改變。無(wú)功功率：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流原理：并聯(lián)供電時(shí)，電網(wǎng)電壓基本不變，則改變勵(lì)磁電流時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功電流隨之改變，以 產(chǎn)生去磁或增磁的

22、電樞反應(yīng)，以保持氣隙合成磁通不變。3、均衡線(xiàn)路工作原理 有功功率的自動(dòng)均衡：典型均衡電路如圖1-20示a、電路組成及特點(diǎn)：相敏整流式，整流電壓的大小 與交流電壓的大小和相位有關(guān)。b、工作原理：純有功負(fù)載不均衡時(shí)，輸出電壓 Uab0 純無(wú)功負(fù)載不均衡時(shí)，輸出電壓Uab=0 將Uab加到恒裝的電調(diào)線(xiàn)圈上，使P大的發(fā)電機(jī) 的轉(zhuǎn)速減小，使P小的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，無(wú)功 不均衡時(shí)不起作用。圖1-20 有功均衡線(xiàn)路原理圖 無(wú)功功率的自動(dòng)均衡：均衡電路如圖1-19示a、電路組成：電流互感器、均衡變壓器、檢比 電橋b、均衡原理：檢測(cè)，轉(zhuǎn)化，疊加，調(diào)節(jié)。 調(diào)節(jié)原則：使承擔(dān)無(wú)功負(fù)載多的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁 減小，承擔(dān)無(wú)功負(fù)

23、載少的發(fā)電機(jī) 的勵(lì)磁增大；有功 不均衡時(shí)輸出 不變。五、投入并聯(lián)的自動(dòng)控制電路功能：檢測(cè)U、f、，圖1-19 無(wú)功負(fù)載均衡原理圖15 航空發(fā)電機(jī)的調(diào)壓、控制和保護(hù)1.5.1 電壓調(diào)節(jié)器電壓變化的原因： 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載電流大小及性質(zhì)調(diào)壓器的功能： 自變量（n、I、）變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電 流，以保持發(fā)電機(jī)電壓不變。 發(fā)電機(jī)輸出端短路時(shí)，提供強(qiáng)激磁能力； 發(fā)電機(jī)并聯(lián)供電時(shí)，均衡無(wú)功負(fù)載。調(diào)壓器的類(lèi)型：磁放大器式、炭片式、晶體管式（IC式）一、炭片調(diào)壓器勵(lì)磁電路中串入可變電阻1、組成：炭柱電阻、電磁鐵及工作線(xiàn)圈、銜鐵 及彈簧組件（結(jié)構(gòu)如圖1-22示）2、調(diào)壓原理： 炭柱電阻Rc主要是炭片之間的接觸

24、電阻，由其上 所受力的大小控制：炭柱被拉伸時(shí)，Rc，Ij， U；炭柱被壓縮時(shí)，Rc，Ij增大，U。3、炭片調(diào)壓器特點(diǎn)：精度低、穩(wěn)定性差、抗振動(dòng)能力差，功耗大圖1-22 炭片調(diào)壓器原理圖二、晶體管調(diào)壓器勵(lì)磁電路中串入可控開(kāi)關(guān)1、類(lèi)型：PWM式脈沖頻率固定，脈寬可調(diào) PFM式脈沖寬度固定，頻率可調(diào)晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的目的：減小管耗2、PWM式晶體管調(diào)壓器組成及各環(huán)節(jié)作用 檢比環(huán)節(jié)：檢測(cè)U，與基準(zhǔn)值比較； 調(diào)制環(huán)節(jié)：將連續(xù)信號(hào)變?yōu)槊}沖信號(hào)，以使功放 管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)；整形放大：將梯形波變?yōu)榫匦尾?，縮小放大區(qū)，以 減小功耗；圖1-23 PWM式晶體管調(diào)壓器方框圖 功率放大：進(jìn)行功率放大。3、調(diào)壓原理

25、：功率放大電路如圖1-24示：電路連接特點(diǎn)：復(fù)合管，串聯(lián)，續(xù)流二極管續(xù)流二極管作用： 提供放電通路，減小感應(yīng)電壓，保護(hù)功放管平均勵(lì)磁電流：Ijj=E/Rjj =t1/T ，導(dǎo)通比，其 大小在0-1之間變化，通過(guò)改變的大小，即可調(diào) 節(jié)Ijj的平均值，則U可變。 勵(lì)磁電流的實(shí)際波形：脈動(dòng)的直流（圖1-25）圖1-24、1-25 功率放大電路及勵(lì)磁電流波形圖1.5.2 飛機(jī)電源系統(tǒng)的控制與保護(hù)一、飛機(jī)電源系統(tǒng)的控制電源系統(tǒng)控制的內(nèi)容： 發(fā)電；輸電；配電；控制對(duì)象：GCR、GCB、BTB、APB、EPC GCR發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繼電器，控制發(fā)電機(jī)是否發(fā)電 GCB發(fā)電機(jī)電路斷路器，控制發(fā)電機(jī)是否輸出 BTB匯流

26、條連接斷路器，決定是否并聯(lián)或交互供 電 單獨(dú)供電的控制關(guān)系（圖1-26）地面檢修時(shí)由EP供電，此時(shí)EPC、BTB閉合 正常飛行時(shí)由主電源供電，左、右通道互相隔 離一臺(tái)發(fā)電機(jī)失效時(shí)交互供電或起動(dòng)APU.G兩臺(tái)發(fā)電機(jī)都失效時(shí)由應(yīng)急電源給關(guān)鍵負(fù)載供 電圖1-26 單獨(dú)供電系統(tǒng)簡(jiǎn)化原理圖 并聯(lián)供電的控制關(guān)系（圖1-27）正常時(shí)四臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)供電，所有GCB、BTB 都閉合一臺(tái)發(fā)電機(jī)失效時(shí)故障發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)隔離，即 GCB斷開(kāi)負(fù)載匯流條短路時(shí)將故障點(diǎn)與電網(wǎng)隔開(kāi)，即 GCB、BTB斷開(kāi)同步匯流條短路時(shí)所有BTB都斷開(kāi)，轉(zhuǎn)為單獨(dú) 供電圖1-27 并聯(lián)供電系統(tǒng)簡(jiǎn)化原理圖二、交流電源的故障及保護(hù)故障類(lèi)型：OV/U

27、V（單獨(dú)供電）， OE/UE（并聯(lián) 供電），OF/UF，DP，OP，US， PMG故障，旋轉(zhuǎn)整流器短路等；延時(shí)方法：三種：立即動(dòng)作DP 反延時(shí)OV、OE、SP 固定延時(shí)其余故障動(dòng)作對(duì)象：USGCB 其余故障GCR、GCB或BTB1、OV/UV故障及其保護(hù)故障場(chǎng)合：?jiǎn)为?dú)供電故障原因：調(diào)壓器故障、勵(lì)磁電路故障故障現(xiàn)象： OV三相平均電壓或最高相電壓超過(guò) 額定值，如11Ue； UV三相平均電壓或最低相電壓低于 額定值，如09Ue；危害：OV損害負(fù)載、過(guò)速 UV負(fù)載不能正常工作OV/UV種類(lèi)：瞬時(shí)OV/UV正常，不動(dòng)作 持續(xù)OV/UV故障，動(dòng)作延時(shí)目的：防止正常OV/UV時(shí)誤動(dòng)作延時(shí)方法：OV反延時(shí)：故障越嚴(yán)重，延時(shí)越短 UV固定延時(shí)，約8-10秒動(dòng)作對(duì)象：GCRGCB2、OE/UE故障及其保護(hù)故障場(chǎng)合：并聯(lián)供電故障現(xiàn)象： OE并聯(lián)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流太大，承擔(dān)的無(wú)功負(fù)載 多 UE并聯(lián)