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直升机全方位讲述

时间:2011-04-04 21:08来源:蓝天飞行翻译 作者:航空 点击:

图 8-24(c)变速恒频交流电源系统方块图该系统不用 CSD,发电机由发动机直接驱动,发电机输出的变频交流电经整流器整流成直流电,再由逆变器将直流电变成恒频交流电。变速恒频交流电源系统的主要优点是: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,可靠性相对较低,维护比较困难。
8.
4.2 恒速恒频交流电源系统的基本要求目前,绝大多数现代运输机和直升机上都采用恒速恒频交流电源系统作为主电源,运输机上通过恒装实现恒速;而直升机发动机转速基本恒定,发电机连接在主减速器上,一般不需要 CSD,发电机输出频率基本保持不变。因此,本章重点介绍恒速恒频交流电源系统,不讨论恒装的工作。

根据国际航空电源标准(ISO1540),航空恒频交流电源应满足如下要求:
表 8-2恒频交流电源参数


8.
4.3 交流发电机的结构和工作原理在直升机交流电源中,普遍采用同步发电机。同步发电机类型可以根据其励磁方式来划分。按励磁系统结构中是否带有电刷,可分为有刷交流发电机和无刷交流发电机两大类。每一类中又包含自励和他励两种方式。由于有刷交流发电机存在输出功率小、可靠性差、维护工作量大的缺点,目前直升机上大多采用无刷交流发电机。对直升机交流发电机励磁系统的基本要求是:起激可靠,短路时具有瞬时强激磁能力,从而保证保护装置可靠动作。


交流电源参数 主汇流条 应急汇流条
电压 额定电压(相)  115 V  115 V
允许电压范围  108V~118V  104V~122V
过压保护 >132V  —
欠压保护 < 98V  —
三相电压不平衡 <3V <4V
频率 额定频率  400Hz  400Hz
允许频率范围  380 Hz~420 Hz  360 Hz~440 Hz
过频保护 大于 430 Hz  —
欠频保护 小于 370 Hz  —
波形 理想波形 正弦波 正弦波
总谐波 <5% <5%
单次谐波 <4% <4%
相位 正常三相相位差  120°  120°
允许相位差  118°~122°  118°~122° 

下面重点介绍无刷交流发电机的结构和工作原理。根据励磁方式不同,可分为自励和他励两种方式,又称为二级式和三级式无刷交流发电机。
1.二级式无刷交流发电机(自励)二级式无刷交流发电机主要由交流励磁机、主交流发电机和旋转整流器组成。结构示意图如图 8-25
所示。图中,ABC为三相输出,AF接调压器。原理电路如图 8-26所示。交流励磁机的励磁线圈和主交流发电机的三相输出线圈装在定子上。交流励磁机的三相输出线圈、旋转整流器和主交流发电机的励磁线圈装在转子上。

图 8-25二级无刷交流发电机结构示意图二级无刷交流发电机的发电原理分析如下。当发动机带动发电机转子转动后,交流励磁机的转子电枢绕组切割剩磁产生剩磁电压,经旋转整流器整流后输送到主交流发电机的转子励磁线圈上,从而产生磁场。主交流发电机定子电枢绕组切割磁力线,也产生一个剩磁电压,剩磁电压大约在 15V左右。该电压通过调压器使交流励磁机的磁场增大,主发电机的输出电压也随之增加,当电压增加到额定电压时,调压器限制交流励磁机的励磁电流,使主发电机输出电压保持恒定。由以上分析可知,二级式发电机是靠剩磁起激发电的。在发电机振动、受干扰等情况下,剩磁会消失,需进行充磁。为保证起激可靠,可以在交流励磁机的磁极中嵌入永久磁铁。

图 8-26二级无刷交流发电机原理电路另外,当交流发电机输出端短路时,也会导致励磁消失,也就是说没有了强激磁能力。为了克服这个缺点,可以采用复励或相复励电路。相复励电路既具备强激磁能力,又能补偿不同负载的电枢反应,使发电机具有较硬的外特性,从而减轻调压器的负担。相复励电路具有电压相加型、电流相加型和磁势相加型。下面以电压相加型相复励电路为例,说明其

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