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PME补差复习重点
(下册)第1章航空器电器
1、所有运输航空器必须装有直流备用电源系统。
可提供直流电的设备有:
电瓶、变压整流器、电瓶充电器、直流发电机。
2、电源包括:
(1)主电源:
是指航空器发动机驱动发电机提供电源;
(2)辅助电源:
是指由APU驱动发电机或机载电瓶提供的电源;
(3)应急电源有机载电瓶、交流机(器)、冲压空气涡轮发电机(RAT)、液压驱动发电机(HMG)等。
3、电源的控制包括对发电机进行调压、发电机的励磁控制、发电机输出控制、发电机并联控制和汇流条控制等。
4、航空直流发电机有两种形式:
直流发电机(DCgenerator)、交流-直流发电机(DCalternator)。
5、直流发电机的励磁方式:
可分为串励式、并励式和复励式(图1.2-5)。
串励式发电机的励磁线圈与负载电路串联,励磁电流随负载的增加(电阻减小)而增大,使发电机输出电压上升;
并励发电机的励磁电流小,电压调整相对容易,一般小型飞机都采用这种发电机。
6、电流产生的磁场对主磁场产生的影响,这种影响叫电枢反应。
(即电枢磁场与主磁场相互作用,使主磁场发生扭曲)
7、两种直流发电机的比较:
直流发电机的主要优点:
(1)能作为启动发电机;
(2)改变励磁方式,可以做成不同特性的发电机和电动机;
缺点:
(1)高空时由于湿度和氧气含量低,换向困难,电刷磨损严重;
(2)换向时产生火花,对机载电子设备产生干扰。
换向器和电刷磨损大,维护工作量大;
(3)结构复杂,重量重。
交流-直流发电机的优点:
(1)结构简单,重量轻;
(2)无机械换向装置,高空性能良好工作可靠,维护工作量小。
缺点:
(1)不能作为启动发电机用;
(2)过载能力差。
8、必须由调压器来自动调整发电机的励磁电流,以保持输出电压恒定。
9、振动式调压器优点是结构简单,重量轻。
缺点是触点频繁开合,容易磨损合产生干扰,发电机输出电压有微小波动。
10、晶体管调压器:
为克服振动式调压器机械触点开合引起的问题,可以采用无触点开关,即用大功率晶体管代替机械触点,所以不会产生火花。
11、晶体管调压器:
当发电机电压低于一定电压时,稳压管Z2截止→T1截止→T2(晶体管)导通。
当电压上升到一定值时,Z2击穿导通→T1导通→T2截止,励磁线圈断电。
12、炭片调整器:
相当于在励磁电路中串联一个可变电阻,通过改变可变电阻值来改变励磁电流,从而使励磁电流变的连续。
炭柱电阻的大小与加在炭柱上的压力成反比,压力越大,电阻越小。
通过调整炭片间隙来改变电阻值。
炭片调压器的工作原理:
当电压升高时→电磁力增大→炭柱被拉松→电阻增大→励磁电流减小→电压下降。
13、反流割断器的作用防止电瓶电流倒流向发电机(即电瓶电压高于发电机电压)直流电源系统都装有反流割断器。
14、直流电源并联供电的条件有两个:
(1)发电机极性相同;
(2)发电机输出电压相同。
15、直流发电机并联,要增加负载均衡电路(或叫负载均衡环节)。
16、直流电源的优点:
(1)直流电能可以用电瓶储存;
(2)容易实现并联供电;(3)直流电源系统供电简单。
缺点:
供电质量比较差。
17、蓄电池(又叫电瓶)的主要作用是在直流电源系统中,切换大负载时起到维持系统电压稳定的作用。
18、航空蓄电池分为酸性蓄电池合碱性蓄电池。
19、放电终止电压是指电瓶以一定电流在25℃环境温度下放电至能反复充电使用的最低电压。
20、电瓶的容量用安培小时(Ah)来表示(例如:
1个100Ah的电瓶用100A放电能放1h,50A可以放电2h,20A可以放电5h)
21、影响电瓶容量的主要因素有:
极板活性物质的多少和极板面积的大小。
22、正负极板之间的隔板由多孔的高绝缘性材料制成,极板之间要有隔板,防止正负极板短路。
23、铅酸蓄电池:
电池开始放电,电子从负极板流向正极板;在电解液中,氢离子H+向正极板移动。
24、酸性蓄电池判断是否充足电可从以下三个方面来衡量:
(1)单体电池电压达到最大值(2.1V)(开路电压)并保持恒定;
(2)电解液比重不上升并维持不变;
(3)电池开始冒气泡(如果产生大量气泡叫过充电)。
25、碱性蓄电池(飞机常用镍镉蓄电池)具有比能大、自放电小、低温性能好、耐过充电和耐过放电能力强、寿命长、内阻小、维护性好等优点,尤其是适合大电流放电时,放电电压平稳。
26、碱性蓄电池开始放电,电子从负极板流向正极板。
在电解液中,OH-自正极板携带负电荷迁移到负极板。
27、碱性蓄电池不能像铅酸电瓶一样用测量电解液比重的方法来判断充电状态。
而是通过计算充电电量的方法,即利用充电电流和时间来确定电瓶是否充足。
28、恒压充电是指在充电过程中,充电电压恒定不变。
优点:
(1)充电速度快;
(2)充电设备简单;(3)电解液的水分损失比较小。
缺点:
(1)冲击电流大;
(2)容易造成单元电池充电不平衡;(3)容易造成电瓶过充或充电不足。
对碱性电瓶容易造成“热击穿”。
29、恒流充电是指在充电过程中,电流维持恒定。
优点:
(1)没有过大的冲击电流;
(2)不会引起单元电池充电不平衡;
缺点:
(1)充电时间长;
(2)过充时电解液水分损失相对要大;(3)充电设备比较复杂。
30、恒压充电比恒流充电速度快;恒压充电适用于酸性电瓶,恒流充电即适用于酸性电瓶又适用与碱性电瓶。
31、充电器具备变压整流(TR)工作模式,可代替变压整流器(TRU),可作为飞机的一个直流电源。
32、如不慎溅出了电解液,应立即中和,碱性电瓶电解液应用醋或硼酸中和,酸性电瓶电解液用苏打中和。
如果酸性电解液不足,应加蒸馏水,不能加自来水或矿溶水。
应将硫酸慢慢倒进水里。
33、交流电源的特点:
发电机没有换向问题,减少了噪音、电磁干扰和维护工作量;不足是并联供电比较困难。
发动机直接驱动的发电机有:
VSVF、VSCF。
34、航空交流电源大分类:
(1)变速变频交流电源系统(VSVF):
交流发电机是由发动机通过减速器直接驱动的。
结构简单,可靠性高,维护工作量小,重量轻。
(2)恒速恒频交流电源系统(CSCF):
发电机是通过恒速传动装置(简称恒速或恒装或CSD)驱动的。
CSD增加了重量合成本,功率/重量比小于变速变频系统。
(3)变速恒频交流电源系统(VSCF):
采用发动机直接驱动,取消了CSD,重量有所减轻。
不足之处是:
允许的工作环境温度比较低,过载能力差,结构复杂,可靠性相对比较低,维护比较困难。
VSCF组成:
发动机、发电机、整流器、逆变器。
35、调速装置采用离心飞重式调速器或电子式调速器,其功能是敏感恒装输出转速。
36、当没有液力马达的补偿作用,恒装工作于零差动方式(即发动机转速正好满足发电机400HZ频率),这时的恒装输入轴转速称为制动点转速。
当恒装输入轴转速小于制动点转速时,恒装的这种工作方式称为正差动方式。
当恒装输入轴转速大于制动点转速时,恒装的这种工作方式称为负差动方式。
37、调速装置上的调节螺钉,顺时针调节一圈增加3Hz,逆时针调节一圈减少3Hz。
38、恒装的脱开:
当恒装滑油压力低或温度高时,CSD或IDG故障灯亮,此时必须人工按下脱开开关,使恒装与发动机脱开。
需要注意的是:
脱开恒装时,按下脱开按钮的时间不能超过3秒钟,而且1分钟内最多只能脱开一次,防止烧坏脱开电磁铁线圈。
恒装复位只能在地面进行。
如果发动机转速低于慢车转速时,不能脱开恒装。
39、交流发电机励磁系统的基本要求:
起激可靠,短路时具有瞬时强激磁能力。
40、交流发电机分为自励和他励两种方式,又称二级式和三级式无刷交流发电机。
自励:
励磁电流来自飞机电网;他励:
励磁电流来自永磁发电机。
实现无刷的关键部件是旋转整流器。
41、二级式无刷交流发电机(自励)。
(电压相加型相复励电路)即使发电机输出短路,励磁电源仍可由电流互感器提供,即具有强激磁能力。
三级式无刷交流发电机(他励),永磁式副励磁机给调压器和控制保护装置供电,和飞机电网无关。
组成:
永磁副励磁机、交流励磁机、交流发电机和旋转整流器(图1.4-14)。
42、二级无刷交流发电机和三级无刷交流发电机的主发电机都是旋转磁场型(或叫旋转电枢型)。
43、现代飞机的交流电源系统都采用晶体管调压器,即脉冲调宽式(PWM)调压器。
特点:
PWM晶体管工作在开关位,能够解决直放式调压器在功率管功率消耗大的缺点。
组成:
检测电路、调制电路、整形放大电路、功率放大电路(图1.4-15)。
44、检测电路的功用:
检测发电机的输出电压与基准值进行比较,输出差值信号,输入到调制电路。
调制电路的功用:
将检测电路输出的连续信号进行调制,产生PWM波。
整形放大电路的功用是将调制电路输出的PWM波进行整形和放大。
功率放大电路的功用是推动发电机励磁线圈工作,调节发电机的励磁电流。
45、续流二极管(图1.4-16)的功用:
一是防止功率管截止时,励磁线圈产生的感应电压击穿功率管;二是使励磁电流平稳,以提高发电机输出电压的稳定性。
发电机励磁电流与功率管导通时间或PWM的脉宽成正比。
(或者说控制晶体管的导通时间即控制了励磁电流)
46、过压保护(OV):
产生过压的原因主要是调压器失效,导致发电机励磁电流过大造成的。
为防止由于干扰而产生误动作,在电路中必须加故障延时,这里过压保护采用反延时。
即过压值越大,延迟时间越短。
过压时同时断开GCR和GCB.
47、欠压保护(UV):
当电压低于98V时,经固定延时7秒,断开GCR和GCB。
48、差动保护(DP):
差动保护范围:
发电机内部电枢绕组发生相与地、相与相之间的短路、输出馈线短路故障。
所谓差动保护是指从发电机输出到汇流条的电流与回到发电机电枢绕组的电流不一致。
差动保护时断开GCR和GCB。
49、开相保护:
有一相电流输出为零而其他两相输出正常。
50、逆相序保护(NPS):
当发生输出相序不正确时,不能合上GCB。
51、当发生过载(过流)保护(OC)或欠速保护(UnderSpeed)时,只断开GCB。
当发生过压(OV)、欠压(UV)、过频(OF)、欠频(UF)、开相(OpenPhase)、差动(DP)任一个故障,GCR和GCB均断开。
52、交流电并联条件是:
电压、频率、相位、相序、电压波形都必须一致。
如果两台发电机的电压相位不相同,会有电压差,并造成冲击电流。
而频率不同也会造成冲击电流。
53、飞机发电机投入并联供电的控制采用自动方式。
54、有功负载的自动均衡:
频率不同造成有功负载的不平衡;
发电机有功功率的调节可以通过调整恒装的转速来实现,即调整发电机的输出频率。
55、无功功率的均衡:
电压不同造成无功负载的不平衡;
无功功率的均衡必须调节发电机的励磁电流。
56、交流电源插座:
两个小钉E、F起控制作用,以免产生火花。
“NOTINUSE(不使用)”灯亮时,允许拔掉插头。
地面电源可以向飞机的全部负载供电。
57、二次电源:
在以交流电源为主电源的飞机上,变压整流器是二次电源;
在以直流电源为主电源的飞机上,逆变流器是二次电源。
58、变压整流器主要包括:
变压器、整流元件、滤波器、冷却风扇等。
59、滤波器(图1.6-1)
输入滤波器(又叫低通滤波器)的作用是减小电网电压对变压整流器的波形影响,滤除高频干扰;高频干扰指高于400Hz的交流电。
输出滤波器的作用是滤除整流后的脉动成分,使直流输出更加平滑。
60、Y/ΔY连接的六相全波整流电路:
整流后的输出电压的脉动频率比三相(Y/Y连接的)提高一倍(4800Hz)。
其优点是脉动波形小,不需要滤波器。
60、静止变流器(又叫静变流机或叫逆变流器):
是将直流电变为交流电的设备。
单项静止变流器:
为了减小功率管的损耗,必须让功率管工作在开关状态。
61、由飞机前进的气流推动冲压空气涡轮发电机(RAT)转动。
62、液压马达驱动发电机(HMG)作为一种应急发电机,是一个独立的、无时间限制的备份电源。
液压马达的动力源来自飞机的液力系统。
63、应急照明电源:
应独立于机上正常的照明系统,由独立于主电源的应急电源供电。
应急照明电源通常使用自备小型电池。
驾驶舱P5板上的应急灯电门是三位电门,包括“接通”位(ON)、“预位”位(ARM)和“关断”位(OFF)。
当电门在“接通“位时,不管汇流条有无电压,应急灯点亮;在“关断”位时,应急灯灭,阻止系统自动工作;在“预位”位时,使系统设定为自动工作,只有当汇流条无电或电压低于12V时,应急灯才亮。
乘务员面板上的应急出口灯电门有两个位置:
“接通”为(使应急灯点亮)和“正常”位(使应急灯设定为自动工作)。
即使P5板上的应急灯电门置于“关断”位,乘务员面板上的电门也可以在应急时接通应急灯。
64、应急照明电源(图1.6-11):
汇流条电压敏感电路的作用是检测飞机直流汇流条是否正常供电;
为了防止电池由于深度放电而发生永久损坏,设计了低压检测和锁定电路;
软启动电路可以减轻对灯泡的电流冲击,延长灯泡寿命。
65、飞机上有两种典型的配电方式,一种是飞机只有一个电源中心的中央集中配电方式,另一种是有几个电源中心的分散管理配电方式。
66、汇流条功用:
把电分配到负载上。
飞机上的汇流条分为正常汇流条(或叫发电机汇流条)、重要汇流条(或叫转换汇流条)和应急汇流条(或叫备用汇流条)。
一些不会对飞行安全造成影响的设备由正常汇流条供电,如厨房用电设备、自动驾驶议、侧面风挡玻璃加温等。
对飞行安全有重要影响的设备由重要汇流条供电,如发动机指示仪表、防撞灯、惯导平台等。
直接关系到飞行安全的设备由应急汇流条供电,如广播、电瓶指示仪、发动机火警、灭火设备、飞行警告计算机等。
67、APU发电机单独向整个飞机供电时(图1.7-5),APB闭合、BTB1和BTB2闭合。
68、热电瓶汇流条(HOTBATBUS)和电瓶直接连接,主要向不能断电的重要负载如航空时钟、灭火器等供电(图1.7-6)。
69、发电机并联供电(图1.7-7)
系统分离断路器(SSB)的功用:
控制左右两侧供电系统分离的连接和分离。
(左侧包括:
EXTPOWER1、APU1、IDG1和IGD2;右侧包括:
EXTPOWER2、APU2、IDG3和IGD4)。
两个外部电源不能并联供电,此时SSB必须断开。
发电机IGD2向ACBUS3汇流条供电时,GCB2闭合、BTB2闭合、SSB闭合、BTB3闭合。
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