民航飞机电气系统第三章飞机直流供电系统

航空发表于 2011-9-19 14:34:18

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航空发表于 2011-9-19 14:38:07

第三章飞机直流供电系统 §3.1 航空蓄电池 化学能电能 蓄电池 蓄电池 蓄电池 按用途分按用电解液性质分 地面 蓄电池 飞机 蓄电池 碱性 蓄电池 酸性 蓄电池 铅酸蓄电池 电解质：硫酸 电解液：稀硫酸（硫酸溶液） 酸性航空蓄电池 三、碱性航空蓄电池 镉镍蓄电池 电解质：KOH 锌银蓄电池 电解质：NaOH 铅酸蓄电池 铅( Pb ) 二氧化铅 ( PbO2 )
 铅蓄电池的放电→ 放电铅蓄电池的充电 PbO2 + 2H2SO4 + Pb = = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +电能 正极电解液负极←充电正极电解液负极 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池在放电过程中，电解液的浓度降 低。在充电过程中，电解液的浓度升高。 → 放电 PbO2 + 2H2SO4 + Pb = = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +电能 正极电解液负极←充电正极电解液负极 1．电动势E=0.84+d (V) 2．内电阻 电阻较小，一般为百分之几到千分之几欧姆。 3.端电压 充电U=E+IR 放电U=E-IR 4.终了电压(final voltage) 蓄电池放电完毕时允许达到的最低电压 (二)铅蓄电池的主要电气特性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t(h) 2.0 1.5 1.0 0.5 0 B U E C A D F 极板附近及 孔隙中的电 解液浓度迅 速下降 极板孔隙中的 硫酸浓度与极 板外的浓度达 到一定值 孔隙内硫酸 迅速下降 扩散 作用 极板 硬化 铅蓄电池放电曲线 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t(h) 2.6 2.4 2.2 a 2.0 1.8 b c d e U E 铅蓄电池充电曲线 • 是指充足电的蓄电池在15℃时以10小时放电电流 放电，放电到终了电压时电池放出的总电量。 额定容量单位： 安培小时(A·h) ，简称安时 蓄电池的额定容量 0 2 4 6 8 10 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 3A(10h) 放电时间(h) 放电电流越大，电压越低。 不同放电电流的放电特性 2.0 1.8 1.6 0 2 4 6 8 10 -50℃ -25℃ 0℃ +25℃ 放电时间(h) 温度越低，电压越低。 温度对放电电流的影响 100 200 300 400 30 20 10 0 放电电流(A) 放电电流越大，有效容量越小。 容量与放电电流间的关系曲线 铅蓄电池检查方法 • 在给蓄电池加双倍负荷的条件下，测量其放 电电压。 放电程度及其检查方法 电解液密度的测量 电解液密度的测量 • 先用手握紧比重计的橡皮球，挤出比重计内的部 分空气，再将吸液管插到网状胶片上，然后缓慢 地松开橡皮球，吸人电解液，当浮子式比重计浮 起时，液面在比重计上所对应的刻度就是电解液 密度的数值。 • 必须指出：不能以一个单体电池的电解液密度来 代替整个蓄电池电解液的密度，应该逐个测量， 而且都要符合技术条件规定。
电解液高度的测量 • 将内径不小于4mm的玻璃管插入蓄电池的网状胶片 上，然后用食指堵住玻璃管的上端口，再取出玻 璃管，量出管中液柱的高度H，即为电解液的高 度。 • 飞机由高空下降着陆后，蓄电池电解液高度开始 比较低，有的甚至看不到电解液 电解液高度的测量 补充水
 铅蓄电池的使用维护规则及注意事项 (1)装到飞机上的蓄电池，其容量不得小于75%，要定 期对蓄电池进行放电检查，以判断其实有容量。 (2)放电程度超过25%的蓄电池，不得继续使用，必须 在8h内充电，以减轻极板硬化。 (3)无论使用与否，铅蓄电池必须每月充电一次，以 弥补自放电造成的容量损失，并可减轻极板的硬 化。 (4)不准过量放电，防止极板严重硬化。 (5)蓄电池的电压、电解液的密度和高度应符 合规定。 (6)保持蓄电池的清洁。 (7)不得将蓄电池置于烈日下曝晒，以免沥青 软化，电解液蒸发，自放电加剧。大气温 度低于-15℃时，飞行后应将飞机蓄电池拆 下送室内保管，并采取防寒措施。 (9)搬运蓄电池时，应防止撞击和剧烈震动， 以免活性物质脱落。 1.300 -96°F 1.280 -92°F 1.250 -58°F 1.200 -16°F 1.150 5°F 1.100 18°F 1.050 26°F 1.000 32°F Specific Gravity Freezing Pt. 冬天应充电保存
 
镉镍蓄电池 镉粉(Cd) 氢氧化镍 Ni(OH)3
→ 放电 2Ni(OH)3 + 2KOH +Cd = = = 2Ni(OH)2 + 2KOH +Cd(OH)2 +电能 正极电解液负极←充电正极电解液负极 镉镍蓄电池在充放电过程中，电解液中的氢氧 化钾并无增减，故电解液的密度和液面高度几 乎不变。 镉镍蓄电池 过热损坏的镍镉蓄电池 电池 种类 电动 势 (V) 平均 工作 电压 (V) 终止 电压 (V) 电解 液性 质 比能 量 (W·h/ kg) 容量 输出 效率 (%) 荷电湿 搁置性 能 铅酸 电池 2.1～ 2.2 2.0 1.7 酸性 10～ 50 80～ 90 1 个月， 容量降 30% 镍镉 电池 1.35 1.2 1.1 碱性 15～ 40 75～ 85 6 个月， 容量降 25%～40% 锌银 电池 1.6～ 1.8 1.4 1.3 碱性 60～ 160 >95 6 个月， 容量降 15%～25% 几种蓄电池性能比较 §3.2 直流发电机的电压调节 U=CeΦn - I R 发电机 端电压 发电机 转速 每磁极 下磁通 结构 常数 发电机 电枢电阻 负载 电流 问：如果不采取措施，在飞行中发电机的端电压能 否保持恒定？为什么？ 直流发电机的端电压 功用：在一定条件下自动保持发 电机端电压基本恒定。 电压调节器简称调压器 电压调节器 电压调节器 42 电流I(A) UN 0 80 60 40 20 0 200 400 600 800 1000 电流I (A) 不带调压器带调压器 外特性曲线 炭片式调压器 炭堆(炭柱) 电磁铁 炭片式调压器的主要组成 固定在电磁铁上的六角弹 簧(或板式控制弹簧) 碳堆 碳堆压力 板式控制弹簧 线圈 铁芯 衔铁 最大值 转/分+ - 直流发电机负载 调节设定值 R调 炭片式电压调节器原理电路 碳堆 碳堆压力 板式控制弹簧 线圈 铁芯 衔铁 最大值 转/分+ - 直流发电机负载 调节设定值 R调 发电机转速增加或负载减小 电磁铁线圈磁场增强电磁铁吸力增大碳柱上的压力减小 碳柱的电阻值增加发电机励磁电流减小 发电机励磁磁场减弱发电机输出电压降低恢复到额定值 发电机输出电压升高 47  1、炭片调压器只能相对地使发电机电压恒定， 而不能绝对地将电压保持在某一数值。  2、上述调节过程只有当发电机转速在正常工 作范围内和发电机的负载不超过额定值时 才能发生。 注意事项 48 晶体管电压调节器 晶体管电压调节器 G 检测比较电路波形变换电路整形放大电路 控制执行电路 WE 基准电压 晶体管电压调节器 G (a) (b) it2 it1 itav ton T ie We Re D T u ~ ton T t t toff Ue Ie 功率管与发电机励磁绕组的连接图 晶体管调压器 调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作于开 关状态，通过改变末级晶体管的导通 比来调节发电机励磁电流，从而保持 发电机电压基本恒定。 • 体积小 • 重量轻 • 性能稳定 • 稳态误差小 • 动态品质高 • 电压调节范围大 晶体管调压器的优点 §3.3 直流电源的并联供电 • 可实现不中断供电，可靠性高 • 系统容量大，供电质量高 并联供电优点: 直流电源投入电网的条件 • 电源极性和电网极性相同 • 电源电压和电网电压相同 负载均衡的概念 两台发电机并联，如果两台发电机的 输出电流相等，各为负载电流的一半，则 称负载分配是均衡的。 57 负载均衡的条件 • 两个调压器所保持的电压相等，即U1=U2 • 两台发电机的正线电阻相等，即R+1=R+2 G Weq1 R- 1 I1 R+1 5 R U I U 1 Wreg1 Wreg2 A Weq2 B RU2 R+2 I2 G2 3 3 + - + - U 负载均衡电路只能减小负载的不均衡程 度，不能完全消除不均衡。 炭片调压器的均衡电路 §3.4 直流电源的控制与保护 • 主电源的控制 • 应急电源的控制 • 地面电源的控制 • 起动发电机的控制  发电机反流保护  过电压与过励磁保护  发电机反极性保护  过载保护  短路保护 控制保护 控制与保护 反流保护 反流：流入发电机的电流 反流的危害 • 白白地消耗蓄电池或发电机的 电能 • 过大的反流还会烧坏蓄电池或 发电机 G 至电压和电流 调节器电路 并联 绕组 串联 绕组 汇流条 至用电设备 蓄电池开关 衔铁 正常电流 反流 反流切断继电器工作原理 过电压与过励磁故障的保护 持续过压：由故障引起，持续时间较长， 危害大。 瞬时过压：持续时间极短，危害较小。 应具有反延时特性 对过电压保护装置的要求: G 电压敏 感线圈 电压 调节器 过压继电器 敏感线圈 电阻 + - 并激 绕组 接触器 正常 过压 汇流条 过压继电器过压保护电路图 §3.5 变压整流器（TRU） • Transformer Rectifier Unit • 简称：TRU 或TR 飞机变压整流器 飞机变压整流器功用 • 将115/200V400Hz或变频交流电转变为 28V直流电 • 使用情况：恒速恒频、变速恒频电源的 飞机上，也可用于装备变频交流电源的 飞机上。 • 典型组成：三相降压变压器和二极管整 流桥。 变压整流器(TRU) 飞机变压整流器主回路构成 • 输入滤波器 • 降压变压器 • 二极管整流电路 • 输出滤波器 • 类型：通常为L或π型LC滤波器 • 功用：主要用于减小变压整流器工作 时对交流电源的影响 输入滤波器 变压器 • 功用：将115/200V交流电转变为低 压交流电 • 铁芯结构形式：芯式 图4-8 三相半波整流电路及其输出电压 A B C L RL A B C L RL 三相桥式整流电路及电压波形 A B C L RL 按Y/YY联接的六相全波整流电路及电压波形 A B C L RL 按Y/△Y联接的六相全波整流电路及其输出电压波形 变压整流器的外特性 变压整流器的输出电压不仅受输入电压大小的影 响，而且随负载电流的增大而下降。 变压整流器的使用特点 • 一般应接入一个很小的固定负载，从 而可避开变化较剧烈的初始部分，保 持电压稳定。 变压整流器(TRU)存在的缺陷 • 自身没有输出电压调节作用，输出电压 受负载和电源电压的影响较大。 • 有400Hz变压器，体积重量较大。 先进飞机中采用电子式变压整流器 高压交流电 高压直流电 高频交流电 低压直流电 0 200 400 600 UDC(V) IDC(A) 28 3kHz 逆变器 变压器整流滤波 温度敏感器直流分量限制电流调节 基极驱动PWM 机内电源AC欠压DC欠压 DC过压DC过流保护 270V DC ACG 复位 28.2V DC 电子式变压整流器及其特性 0 200 400 600 UDC(V) IDC(A) 28 电子式变压整流器 §3.6 飞机直流电网       用电设备 输配电系统 电源系统 供电系统 电气系统 飞机电气系统的构成 又称飞机电网 供电网：从飞机电源、电源汇流条 到用电设备汇流条间的部分 配电网：从用电设备汇流条到用电 设备间的部分 飞机输配电系统 集中式 分散式（独立式） 混合式 配电方式分类 G G 用 电 设 备 中央汇流条 用 电 设 备 用 电 设 备 用 电 设 备 集中式配电 G G 用电设备用电设备 分散式配电(独立式) 混合式配电 G G 用 电 设 备 中央汇流条 用 电 设 备 用 电 设 备 用 电 设 备 常规式 遥控式 固态式 配电系统的控制方式 • 电源线和用电设备输电线都集中于 座舱内。 • 由飞行员控制电源和用电设备电路 的接通或断开。 常规式配电系统控制 • 配电汇流条设于用电设备附近。 • 飞行员在座舱内通过继电器或接触 器接通或断开电路。 特点：座舱内只有控制线，没有供电线。 遥控式配电系统控制 • 应用微型计算机和分时多路传输总线来控 制电源和用电设备的通或断 • 减轻了飞行人员的负担，降低了飞机电网 的重量，提高了电网的可靠性和维修性 特点：既有遥控式的特点，又简化了控制线。 固态式配电系统控制

天若有情 发表于 2011-11-6 10:11:26

楼主太好了，谢谢你了

xjfox1986 发表于 2012-1-27 12:46:46

好东西，赶紧看看！

0_0_0 发表于 2012-3-22 10:42:31

很重要的东西啊

wjlayt 发表于 2015-12-27 16:31:02

谢谢楼主分享~

wsinglejoke 发表于 2016-1-23 09:38:20

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民航飞机电气系统 第三章飞机直流供电系统

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