1、第四章 飞机交流供电系统4.1 4.1 飞机交流供电系统概述飞机交流供电系统概述电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量工作环境限制工作环境限制随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损变得越来越严重变得越来越严重用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式电压和功率变换的要求电压和功率变换的要求大中型民航客机采用交流电源系统的主要因素大中型民航客机采用交流电源系统的主要因素: 交流发电机没有换向器，特别是无刷交流发电机没交流发电机没有换
2、向器，特别是无刷交流发电机没有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大大提高；大提高； 电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减轻；轻； 交流电能易于变换，即易于变压和整流交流电能易于变换，即易于变压和整流交流电源系统具有如下优点交流电源系统具有如下优点:(CSCF)(VSCF)飞机交流电源系统飞机交流电源系统恒频交流电源恒频交流电源变频交流电源变频交流电源恒速恒频恒速恒频变速恒频变速恒频飞机交流电源系统的主要形式飞机交流电源系统的主要形式发动机减速器交流发电机变速变速变频交流电 适用于采用适用于采用
3、涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机的中的中短程支线飞机。短程支线飞机。变速变频交流电源系统变速变频交流电源系统 变频交流发电系统简单变频交流发电系统简单 体积重量小体积重量小 电能转换效率高电能转换效率高变频交流电优点变频交流电优点:恒速恒频交流电源系统恒速恒频交流电源系统发动机恒速传动装置交流发电机变速恒速恒频交流电 恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统的重量比变频系统轻，配电也比较简单；的重量比变频系统轻，配电也比较简单； 恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运恒频交流发电机可
4、单台运行，也可以并联运行，而且电气性能好，供电质量高行，而且电气性能好，供电质量高恒速恒频交流电源系统恒速恒频交流电源系统:变速恒频交流电源系统变速恒频交流电源系统交交- -直直- -交交交交- -交交电气性能好。电气性能好。VSCFVSCF电源输出电源输出频率频率恒定，精度恒定，精度高，无频率瞬变现象。高，无频率瞬变现象。系统损耗小而效率高系统损耗小而效率高使用维护性好使用维护性好可靠性高、使用寿命长可靠性高、使用寿命长 以机体为中线的三相四线制以机体为中线的三相四线制 （现代飞机普遍采用）（现代飞机普遍采用） 不接中线的三相三线制不接中线的三相三线制 以单相为主而兼有三相的供电系统以单相为
5、主而兼有三相的供电系统电网连接形式电网连接形式:单 相 负 载三 相 负 载单 相 负 载单 相 负 载AABBCC0以机体为中线的三相四线制以机体为中线的三相四线制优点：优点：电网轻；电网轻； 可提供两种电压；可提供两种电压； 控制、保护设备较简单。控制、保护设备较简单。缺点：缺点：单相用电设备的电压波形失真较大。单相用电设备的电压波形失真较大。单 相 负 载三 相 负 载单 相 负 载单 相 负 载AABBCC0三 相 负 载单 相 负 载单 相 负 载AABBCC0不接中线的三相三线制供电系统不接中线的三相三线制供电系统优点：优点： 电网轻电网轻 电压波形失真小。电压波形失真小。缺点：缺
6、点：只能提供一种电压；只能提供一种电压； 某一相断路时，会发生某一相断路时，会发生“串联串联”故障。故障。三相 负 载单相 负 载单相 负 载AABBCC0ABC自动驾驶仪汇流条单相负载优点：优点：节省导线节省导线缺点：缺点：较多较多 以单相为主而兼有三相的供电系统以单相为主而兼有三相的供电系统 电压电压 频率频率交流供电质量的指标：交流供电质量的指标： 额定电压：交流电网：额定电压：交流电网：115/200V 发电机：发电机： 120/208V 额定容量：交流发电机三相总视在功率额定容量：交流发电机三相总视在功率 单位：千伏安（单位：千伏安（KVA） 功率因数：额定负载时的功率因数功率因数：
7、额定负载时的功率因数 一般为：一般为：cos=0.75（感性）感性） 频率：一般为频率：一般为400HZ 转速：恒速恒频常见转速为转速：恒速恒频常见转速为6000、8000、12000、24000转转/ 分（分（r/min） 主要技术性能主要技术性能4.2 恒速恒频交流电源恒速恒频交流电源恒速恒频简称恒速恒频简称CSCFCSCF (Constant Speed Constant Frequency) (Constant Speed Constant Frequency)核心装置：恒速传动装置核心装置：恒速传动装置 CSD (Constant Speed Drive)CSD (Constant
8、Speed Drive)一、概述一、概述 功用：用来保持交流发电机转速基本恒定。功用：用来保持交流发电机转速基本恒定。 分类：液压式、机械式、液压机械式、电磁分类：液压式、机械式、液压机械式、电磁 式、电磁机械式式、电磁机械式 功用和分类功用和分类恒装的安装位置恒装的安装位置恒速传动装置的四个发展阶段恒速传动装置的四个发展阶段201955 19751945 1965 1985Total Sundstrand SystemIDGGeared DifferentialHydraulic DifferentialTodays 60 kVA SystemIDG-71Lbs.Controls-9Lbs.
9、 Per ChannelYear恒速传动装置发展恒速传动装置发展二、液压机械式恒速传动装置的主要二、液压机械式恒速传动装置的主要组成组成传动系统传动系统滑油系统滑油系统调速系统调速系统保护系统保护系统发发动动机机输输入入脱脱开开装装置置液液压压泵泵液液压压马马达达发发电电机机中中心心齿齿轮轮游游星星齿齿轮轮架架差差动动齿齿轮轮系系滑滑油油系系统统至至转转速速调调节节系系统统摇摇臂臂液压机械式恒速传动装置液压机械式恒速传动装置液压泵液压泵-液压马达液压马达差动齿轮差动齿轮传动系统组成传动系统组成对齿轮系统起对齿轮系统起润滑润滑作用作用对齿轮系统起对齿轮系统起散热散热作用作用作为液压泵与液压马达组
10、件作为液压泵与液压马达组件传递功率传递功率的的介质介质滑油系统作用滑油系统作用离心调速器离心调速器伺服油缸伺服油缸调速系统组成调速系统组成在恒速传动装置出现故障时，可以将发在恒速传动装置出现故障时，可以将发电机与恒速传动装置电机与恒速传动装置脱开脱开，以保护整套，以保护整套机构不被损坏。机构不被损坏。保护系统作用保护系统作用三、液压机械式恒速传动装置的简要工作原理定义：为保持发电机转速在额定值所需要的恒定义：为保持发电机转速在额定值所需要的恒装输入轴转速装输入轴转速( (液压马达不转动）液压马达不转动）制动点转速制动点转速2. 正差动工作状态正差动工作状态；恒装输入轴转速恒装输入轴转速低于低于
11、制动点制动点转速时的工作状态转速时的工作状态 要点：要点：液压马达起加速作用液压马达起加速作用 3. 负差动工作状态负差动工作状态：恒装输入轴转速恒装输入轴转速高于高于制动点转制动点转速时的工作状态速时的工作状态 要点：要点：液压马达（泵）起减速作液压马达（泵）起减速作用用 1. 零差动工作状态零差动工作状态；恒装输入轴转速恒装输入轴转速等于等于制动点制动点转速时的工作状态转速时的工作状态 要点：要点：液压马达不转动液压马达不转动 液压机械式恒装三种工作状态液压机械式恒装三种工作状态 恒装输入轴转速低于制动点转速时，工作在正差动恒装输入轴转速低于制动点转速时，工作在正差动状态，液压马达必须顺时
12、针方向转动，使输入环形状态，液压马达必须顺时针方向转动，使输入环形齿轮反时针方向转动，那么游星齿轮转速就加快，齿轮反时针方向转动，那么游星齿轮转速就加快，恒装输出转速增大。为了使液压马达顺时针方向转恒装输出转速增大。为了使液压马达顺时针方向转动，液压泵的可动斜盘应有正倾角动，液压泵的可动斜盘应有正倾角，向左倾斜。这向左倾斜。这时，泵向马达打油，泵与马达组件中靠近读者的一时，泵向马达打油，泵与马达组件中靠近读者的一边为高压腔，高压油从泵向马达流动，低压油则反边为高压腔，高压油从泵向马达流动，低压油则反方向流动，油这样流动时驱使马达顺时针方向转动，方向流动，油这样流动时驱使马达顺时针方向转动，使恒
13、装输出转速升高到发电机的额定转速。使恒装输出转速升高到发电机的额定转速。正差动状态正差动状态 恒装输入轴转速高于制动点转速时，工作在负差动恒装输入轴转速高于制动点转速时，工作在负差动状态，液压马达必须逆时针方向转动，使输入环形状态，液压马达必须逆时针方向转动，使输入环形齿轮顺时针方向转动，那么游星齿轮转速就降低，齿轮顺时针方向转动，那么游星齿轮转速就降低，恒装输出转速减小。为了使液压马达顺时针方向转恒装输出转速减小。为了使液压马达顺时针方向转动，液压泵的可动斜盘应有负倾角动，液压泵的可动斜盘应有负倾角，向右倾斜。这向右倾斜。这时，定量马达向变量泵打油，泵与马达组件中靠近时，定量马达向变量泵打油
14、，泵与马达组件中靠近读者的一边仍为高压腔，高压油从马达向泵流动，读者的一边仍为高压腔，高压油从马达向泵流动，低压油则反方向流动，油这样流动时驱使马达逆时低压油则反方向流动，油这样流动时驱使马达逆时针方向转动，为马达工作状态，使恒装输出转速降针方向转动，为马达工作状态，使恒装输出转速降低到发电机的额定转速。低到发电机的额定转速。负差动状态负差动状态 离心配重式转速调节器离心配重式转速调节器 伺服油缸伺服油缸 转速调节系统转速调节系统调速系统调速系统离心配重式调速器的传动齿轮是由发电机同轴传动离心配重式调速器的传动齿轮是由发电机同轴传动的，即离心配重离心力的大小反映发电机转速的高的，即离心配重离心
15、力的大小反映发电机转速的高低。低。 分配活门控制油路，当发电机转速为额定值时，分分配活门控制油路，当发电机转速为额定值时，分配活门正好将三条油路堵住。配活门正好将三条油路堵住。 离心调速器弹簧力的大小与调整螺钉的位置有关，离心调速器弹簧力的大小与调整螺钉的位置有关，改变调整螺钉的位置，就可以调整恒装输出轴的额改变调整螺钉的位置，就可以调整恒装输出轴的额定转速。定转速。 42航空 发 动机差 动游 星 齿轮交 流 发 电机变量泵定量 马达伺 服油缸调速器n9n1齿轮差动液压恒注方块图齿轮差动液压恒注方块图四、液压机械式恒速传动装置的故障及保护四、液压机械式恒速传动装置的故障及保护0 010102
16、020303040408080120120160160I INNGEN DRIVEOIL TEMPRISELOW OILPRESSUREHIGH OILTEMPRISEINDISCONNECTDRIVE CAN BERECONNECTEDONLY ONGRD0 010102020303040408080120120160160I INNGEN DRIVEOIL TEMPRISELOW OILPRESSUREHIGH OILTEMPDISCONNECTD DR RI IV VE E T TE EM MP P恒装监控装置恒装监控装置44手动脱开机构3.2 直流发电机的电压调节直流发电机的电压调节U
17、=Cen - I R发电机发电机端电压端电压发电机发电机转速转速每磁极每磁极下磁通下磁通结构结构常数常数发电机发电机电枢电阻电枢电阻负载负载电流电流问：问：如果不采取措施，在飞行中发电机的如果不采取措施，在飞行中发电机的端电压端电压能能否保持恒定否保持恒定？为什么？为什么？直流发电机的端电压直流发电机的端电压功用：功用：在一定条件下自动保持发在一定条件下自动保持发 电机端电压基本恒定。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47航空 发 动机差 动游 星 齿轮交 流 发 电机变量泵定量 马达伺 服油缸调速器n9n1齿轮差动液压恒注方块图齿轮差动液压恒注方块图48五、组合传动
18、发电机五、组合传动发电机494.3 变速恒频交流电源变速恒频交流电源简称简称VSCFVSCF (Variable Speed Constant Frequency)(Variable Speed Constant Frequency)电子变换器电子变换器 115/200 115/200V400HzV400Hz三相交流电三相交流电变速恒频电源系统变速恒频电源系统变频交流发电机电子变换器控制器VnfvfcVSCF电源的构成方框电源的构成方框交交型交直交型VSCF电源变换器有两种类型电源变换器有两种类型 电能质量高，无频率瞬变现象；电能质量高，无频率瞬变现象； 能量转换效率高，比能量转换效率高，比C
19、SCF高了近高了近10%； 旋转部件少，可靠性高；旋转部件少，可靠性高； 电源系统结构灵活，除发电机必须安装在发电机电源系统结构灵活，除发电机必须安装在发电机附件机匣内，其它部件安装位置可以按需放置；附件机匣内，其它部件安装位置可以按需放置； 能够实现无刷起动发电；能够实现无刷起动发电； 生产和使用维护方便，有利于减少飞机全寿命期生产和使用维护方便，有利于减少飞机全寿命期费用费用VSCF优点（与优点（与CSCF比较）比较）0.00.20.40.60.81.00.00.020.040.060.080.1014013012011010090400390410400加加载载( (1 10 00 0%
20、 %) )加加载载( (1 10 00 0% %) )卸卸载载( (1 10 00 0% %) )卸卸载载( (1 10 00 0% %) )V VS SC CF FI ID DG GV VS SC CF FI ID DG GI ID DG GI ID DG GV VS SC CF FV VS SC CF FA AP PU U发发电电机机A AP PU U发发电电机机秒秒HzHzVV变速恒频交流电源系统变速恒频交流电源系统55整流滤波电路变流器滤波器主发电机励磁机永磁发电机控制保护电路变频交流13702545HzDCAC270V115/200V 400Hz4.4 交流发电机电压调节交流发电机电
21、压调节调节发电机励磁电流，使发电机调节点电压保持调节发电机励磁电流，使发电机调节点电压保持在规定范围内；在规定范围内；电网短路时实现发电机的强励，使发电机能输出电网短路时实现发电机的强励，使发电机能输出足够大的短路电流，保证电路保护器快速跳闸；足够大的短路电流，保证电路保护器快速跳闸；实现发电机最大输出电流的限制实现发电机最大输出电流的限制 电压调节器应具备的功能电压调节器应具备的功能 炭片式炭片式 磁放大器式磁放大器式 晶体管式晶体管式 集成电路式集成电路式交流发电机电压调节器的种类交流发电机电压调节器的种类 工作可靠工作可靠 性能稳定性能稳定 稳态误差小稳态误差小 动态品质高动态品质高 电
22、压调节范围大电压调节范围大 体积小体积小 重量轻重量轻 晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点G(a)(b)it2it1itavtonTieWeReDTutonTtttoffUeIe功率管与发电机励磁绕组的连接图功率管与发电机励磁绕组的连接图-+- 励磁电流励磁电流的开关控制的开关控制 励磁电流励磁电流的开关控制的开关控制-+-+it2it1itavtonTtonTtttoffUeIeoffonttT 周期：周期：励磁线圈平均电压励磁线圈平均电压 ETtEUonave)(定义：定义：功率管在一个周期里的功率管在一个周期里的相对导通时间相对导通时间 （导通时间与周期的比值）（导通时间与周期的比值）
23、 Tttttonoffonon 晶体管的导通比晶体管的导通比(占空比占空比 )it2it1itavtonTtonTtttoffUeIeit2it1itavtonTtonTtttoffUeIe ETtEUonave)( eeaveaveRERUI)()(励磁线圈平均电压励磁线圈平均电压励磁线圈平均电流励磁线圈平均电流励磁线圈平均电压和平均电流励磁线圈平均电压和平均电流 调压原理：调压原理：在功率管的控制下，励磁电流在功率管的控制下，励磁电流的的 平均值和功率管的导通比成正平均值和功率管的导通比成正 比。比。改变功率管的改变功率管的导通比导通比，即，即 可改变可改变励磁电流励磁电流，从而调节，从而
24、调节发发 电机电压电机电压。 eeaveaveRERUI)()(脉冲电压调节励磁电流方法脉冲电压调节励磁电流方法脉冲调频式脉冲调频式 脉冲调宽式脉冲调宽式 保持脉冲宽度不变，保持脉冲宽度不变，仅调节脉冲的频率仅调节脉冲的频率 脉冲频率保持不变，脉冲频率保持不变，仅调节脉冲的宽度仅调节脉冲的宽度 Tttttonoffonon 晶体管的导通比晶体管的导通比(占空比占空比 )uetUe(av)T1uetUe(av)TtUe(av)T2uetUe(av)Tue晶体管调压器脉冲调节形式晶体管调压器脉冲调节形式 当发电机输出电压相对于基准电压的变化时，调压当发电机输出电压相对于基准电压的变化时，调压器改变
25、功率晶体管的导通比就可以调节励磁机的励磁电器改变功率晶体管的导通比就可以调节励磁机的励磁电流，以补偿发电机电压的变化量。流，以补偿发电机电压的变化量。4.5 4.5 交流发电机的并联运行交流发电机的并联运行 恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置，降低了恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置，降低了系统的复杂性；系统的复杂性； 电气系统中某一部分的扰动仅影响到与该台发电机有关的电气系统中某一部分的扰动仅影响到与该台发电机有关的那一部分系统；那一部分系统； 由于不需要考虑发电机负载均衡的问题，可以充分利用单由于不需要考虑发电机负载均衡的问题，可以充分利用单台发电机的全部容量台发电机的全部
26、容量 调节、控制与保护设备简单，有利于提高系统的可靠性调节、控制与保护设备简单，有利于提高系统的可靠性 交流发电机交流发电机不不并联运行的优点并联运行的优点交流发电机并联运行的交流发电机并联运行的优点优点 电压负载在供电的各发电机之间均匀分配电压负载在供电的各发电机之间均匀分配 多发电机系统中，一台发电机发生故障不会导多发电机系统中，一台发电机发生故障不会导致主系统停止供电；致主系统停止供电； 在某些使用条件下，安装容量在给定的时间在某些使用条件下，安装容量在给定的时间- -电电压干扰特性下，能满足更大的起动电流和尖峰压干扰特性下，能满足更大的起动电流和尖峰负载的要求，同时能更有效地利用发电机
27、的安负载的要求，同时能更有效地利用发电机的安装容量；装容量； 并联系统可以使反延时的过流保护装置动作更并联系统可以使反延时的过流保护装置动作更迅速迅速 交流发电机并联运行的条件交流发电机并联运行的条件1.1.发电机的电压发电机的电压波形波形应与电网电压波形一致，为正应与电网电压波形一致，为正弦波；弦波；2.2.发电机的发电机的相序相序应与电网电压的相序一致；应与电网电压的相序一致；3.3.发电机的发电机的频率频率应与电网频率相近（频差越大同步应与电网频率相近（频差越大同步时间会越长）；时间会越长）；4.4.发电机发电机电压电压应与电网电压相近；应与电网电压相近；5.5.发电机电压与电网电压间的
28、发电机电压与电网电压间的相位差相位差应小，以减小应小，以减小投入时的冲击投入时的冲击 自动并联装置原理方框图自动并联装置原理方框图或门电路电网电压检测电路 自动并联检测电路触发电路控制执行电路自动并联装置原理电路自动并联装置原理电路交流发电机的并联运行交流发电机的并联运行电网电压检 测电路自 动并 联检测电 路控制 执行 电路触发电路或门鉴压电路自 动并联装置电网电压检测电路电网电压检测电路检测电网上有无电压检测电网上有无电压当电网上无电压时，即没有其它发电机连当电网上无电压时，即没有其它发电机连接在电网上，发电机可以立即投入电网；接在电网上，发电机可以立即投入电网；当电网上有电压时它不会输出
29、合闸信号当电网上有电压时它不会输出合闸信号 自动并联检测电路自动并联检测电路 通过敏感发电机与电网之间的差值电压通过敏感发电机与电网之间的差值电压来判断是否满足并联条件来判断是否满足并联条件当并联条件满足时，就会发出令发电机当并联条件满足时，就会发出令发电机并网的合闸信号并网的合闸信号 交流负载的自动均衡交流负载的自动均衡保证并联运行的各发电机间保证并联运行的各发电机间负载相等负载相等 即：各台发电机输出的即：各台发电机输出的有功功率有功功率和和无功无功功率功率相等相等 无功负载均衡无功负载均衡( (reactive load sharing)reactive load sharing)保持并
30、联交流电源系统中各发电机的保持并联交流电源系统中各发电机的无无功负载电流功负载电流彼此平衡彼此平衡 1 1、正确取出信号；正确取出信号；2 2、正确调整正确调整励磁励磁； 3 3、正确动作。正确动作。基本方法：调节发电机的基本方法：调节发电机的励磁电流励磁电流基本要求：基本要求：无功电流均衡装置原理无功电流均衡装置原理 有功负载均衡有功负载均衡( (real load sharing)real load sharing)保持并联交流电源系统中各发电机的保持并联交流电源系统中各发电机的有功负载电有功负载电流流彼此平衡彼此平衡 1 1、正确取出信号；正确取出信号；2 2、正确调节正确调节转速转速/
31、 /频率频率； 3 3、正确动作。正确动作。基本方法：调节恒速传动装置的基本方法：调节恒速传动装置的输出转速输出转速/ /电源频率电源频率基本要求：基本要求：有功电流均衡装置原理有功电流均衡装置原理4.6 4.6 飞机交流电源的控制关系飞机交流电源的控制关系 发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 ( (GCR)GCR) GCRGCR：Generator Control RelayGenerator Control Relay 发电机断路器发电机断路器 ( (GB)(GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GCGC或发电机控制断或发电机控制断路器路器GCB)GCB) GBGB：Gener
32、ator Breaker Generator Breaker GC GC： Generator ContactorGenerator Contactor GCBGCB： Generator Control BreakerGenerator Control Breaker 汇流条连接断路器汇流条连接断路器( (又称并联断电器又称并联断电器) () (BTB)BTB) BTBBTB：Bus Tie BreakerBus Tie Breaker 外电源接触器外电源接触器 ( (EPCEPC) ) EPCEPC：External Power ContactorExternal Power Contac
33、tor控制与保护装置控制与保护装置主要控制对象：主要控制对象：一、概述一、概述1.发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 (GCR)： Generator Control Relay 控制发电机励磁电路的接通与断开，即决定发电机是否控制发电机励磁电路的接通与断开，即决定发电机是否能够励磁发电；能够励磁发电；2.发电机断路器发电机断路器 (GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GC或发电机控制断或发电机控制断路器路器GCB)：Generator Breaker/ Generator Control Breaker 控制发电机能否投入电网并向各自的发电机汇流条供电，控制发电机能否投入电网并
34、向各自的发电机汇流条供电，即决定发电机是否输出；即决定发电机是否输出；3.汇流条连接断路器汇流条连接断路器(又称并联断电器又称并联断电器) (BTB)： Bus Tie Breaker 它可将各发电机汇流条与同步汇流条或连接汇流条接通它可将各发电机汇流条与同步汇流条或连接汇流条接通与断开，即决定发电机是否并联供电或发电机汇流条之间是与断开，即决定发电机是否并联供电或发电机汇流条之间是否交互供电；否交互供电；4.外电源接触器外电源接触器 (EPC)： External Power Contactor 飞机停在地面，接上外电源时，它决定外电源是否向机飞机停在地面，接上外电源时，它决定外电源是否向机
35、上电网供电。上电网供电。控制保护装置的作用控制保护装置的作用: :人工或自动地人工或自动地接通、断开接通、断开或转换或转换上述开关装置。上述开关装置。控制控制: :主要是根据供电方式的需要及一定的逻辑关主要是根据供电方式的需要及一定的逻辑关系，控制上述那些发电机和电网的开关元件，以完系，控制上述那些发电机和电网的开关元件，以完成发电机和电网主要汇流条的成发电机和电网主要汇流条的接通、断开或转换接通、断开或转换工工作。作。保护保护:一般是在发电机或电网局部出现故障时，有一般是在发电机或电网局部出现故障时，有选择性地自动断开某些开关装置，使故障部分与正选择性地自动断开某些开关装置，使故障部分与正常
36、供电系统隔离，防止故障扩大，保证系统正常供常供电系统隔离，防止故障扩大，保证系统正常供电。电。飞机电源系统的控制保护器飞机电源系统的控制保护器继电器型磁放大器型晶体管型 二、单独供电的控制关系二、单独供电的控制关系Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 21. 1. 地面外电源供电地面外电源供电Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继
37、电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 22. 2. APUAPU发电机供电发电机供电Gen1Gen1APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 23. 3. 主发电机供电主发电机供电Gen1Gen1APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 24. 4. 故障状态故障状态( (正常正常
38、) )Gen1Gen2APUGen1GB1APUGBGB2BTB2BTB1EPCBUS1BUS2外外电电源源转转换换继继电电器器1 1转转换换继继电电器器2 2转转换换汇汇流流条条1 1转转换换汇汇流流条条2 2单独供电的控制特点单独供电的控制特点对每一汇流条而言，对每一汇流条而言，任一时刻只能有一种任一时刻只能有一种电源供电电源供电，后者供电时前者自动断开，后者供电时前者自动断开 不是连续供电，其不是连续供电，其供电可靠性较差供电可靠性较差（与并（与并联供电相比）联供电相比） 控制保护比较控制保护比较简单简单 三、关联供电的控制关系三、关联供电的控制关系Gen1Gen2Gen3Gen4GCB
39、1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条关联供电的控制关系关联供电的控制关系- -并联并联Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条故障状态故障状态 1 1故障状态故障状态 2 2Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条单独供电与并联供电的单独供电
40、与并联供电的混合混合状态状态Gen1Gen2Gen3Gen4GCB1GCB2GCB3GCB4BTB1BTB3BTB4BTB2EPC外电源负载汇流条同步汇流条并联供电的控制特点并联供电的控制特点 通过同步汇流条实现通过同步汇流条实现并联并联供电供电 连续供电，连续供电，供电可靠性高供电可靠性高 控制保护控制保护复杂复杂 （复习）控制与保护装置主要控制对象（复习）控制与保护装置主要控制对象发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 ( (GCR)GCR) GCRGCR：Generator Control RelayGenerator Control Relay发电机断路器发电机断路器 ( (GB)(
41、GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GCGC或发电机控或发电机控制断路器制断路器GCB)GCB) GBGB：Generator Breaker Generator Breaker GC GC：Generator ContactorGenerator Contactor GCBGCB： Generator Control BreakerGenerator Control Breaker汇流条连接断路器汇流条连接断路器( (又称并联断电器又称并联断电器) () (BTB)BTB) BTBBTB：Bus Tie BreakerBus Tie Breaker外电源接触器外电源接触器 ( (EP
42、C)EPC) EPCEPC：External Power ContactorExternal Power Contactor主要控制的逻辑关系主要控制的逻辑关系闭合断开GCR(BTB)或故障信号 GCR.S(BTB.S)闭 GCR.S(BTB.S)断（一）（一）GCRGCR的控制逻辑的控制逻辑更正：更正：第第46页页图图3-25中：中：将图左侧第一个将图左侧第一个“与与”改为改为“或或”，将两处将两处“GCR.S”改为改为“GB.S”，将，将“GCBGCB”改为改为“GBGB”。（二）（二）GBGB的控制逻辑的控制逻辑闭合断开BTB或辅助断开继电器动作 BTB.S闭 BTB.S断或故障信号（三
43、）（三）BTBBTB的控制逻辑的控制逻辑闭合断开EPC或EPC.S置接通位发电机全部断开外电源相序正确与任一发电机接通过压保护EPC.S置断开位EPCEPC的控制逻辑的控制逻辑4.7 4.7 飞机交流发电机的故障及其保护飞机交流发电机的故障及其保护发电机相断路故障发电机相断路故障发电机电压故障发电机电压故障发电机频率故障发电机频率故障发电机欠速故障发电机欠速故障旋转整流器短路故障旋转整流器短路故障副励磁机短路故障副励磁机短路故障馈电线短路故障馈电线短路故障 CSCFCSCF电源故障保护电源故障保护发电机短路故障及差动保护发电机短路故障及差动保护(DP)(DP)X XY YZ ZA AB BC
44、CLHLH1 1LHLH2 2GBGBR R1 1R R2 2R R1 1R R1 1R R2 2R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大器器X XY YZ ZA AB BC CLHLH1 1LHLH2 2GBGBR R1 1R R2 2R R1 1R R1 1R R2 2R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大器器发电机短路故障及差动保护发电机短路故障及差动保护(DP)(DP)Y Y B BL LH H1 1G GB BR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R
45、 R9 9C CD DW W至至 G GC CR R故故 障障信信 号号 放放 大大器器I I 1 1I I2 2I I1 1a ab bL LH H2 2取出其中的一相取出其中的一相发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大器器I1I1II2 2II1 1a ab bLHLH2 2发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大器器I1I1II2
46、 2II1 1a ab bLHLH2 2发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大 器器1 1I III2 2II1 1a ab bLHLH2 2KIII 21KIKIKIIIIIK2121更正（更正（P117）：将）：将KIII 21更正为更正为发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大 器器1 1I III2 2II1 1a ab bLH
47、LH2 2电流电压电流电压转换电路转换电路发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大器器1 1I III2 2II1 1a ab bLHLH2 2整流滤波整流滤波电路电路发生短路时发生短路时Y Y B BLHLH1 1GBGBR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R9 9C CDWDW至GCR故障至GCR故障信号放大信号放大 器器1 1I III2 2II1 1a ab bLHLH2 2电压检测电压检测电路电路过电压故障及其保护装置过电压故障及其保护装置
48、(OV)(OV)瞬时过电压持续过电压过电压的种类过电压的种类敏感电路敏感电路鉴压电路鉴压电路反延时电路反延时电路过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成UAUW1DW1截止截止无故障信号输出无故障信号输出 发电机电压正常时发电机电压正常时发电机出现持续过电压发电机出现持续过电压 UAUW1DW1被击穿导通被击穿导通UA对对C2充电充电经反延时经反延时DW2被击穿被击穿输出过电压故障信号至输出过电压故障信号至GCR故障放大器故障放大器GCR触点跳开触点跳开GB触点跳开触点跳开发电机灭磁并退出电网发电机灭磁并退出电网ABC至 GCR故 障信 号 放
49、大 器C1udR1R2w1uAR3R4DW1DW2C2D4A+ +-发电机出现瞬时过电压发电机出现瞬时过电压ABC至GCR故障信号放大器C1udR1R2w1uAR3R4DW1DW2C2D4A+-4.8 4.8 现代飞机的控制保护器现代飞机的控制保护器发电机控制装置发电机控制装置(GCU)(GCU)汇流条功率控制装置汇流条功率控制装置(BPCU)(BPCU) 调压、控制、故障检测与保护几项功能集成调压、控制、故障检测与保护几项功能集成于一体。于一体。 实现电气系统外电源的监实现电气系统外电源的监测和保护、电测和保护、电源系统卸载、汇流条短路保护、自动着陆、功率源系统卸载、汇流条短路保护、自动着陆
50、、功率传送，以及自检测传送，以及自检测BITBIT。4.9 4.9 旋转变流机及静止变流器旋转变流机及静止变流器将直流电变换为交流电的将直流电变换为交流电的电动机电动机- -发电机组发电机组低压直流电源系统中作低压直流电源系统中作二次电源二次电源，给交流用，给交流用电设备供电电设备供电有有单相单相变流机和变流机和三相三相变流机两大类变流机两大类旋转变流机旋转变流机单相变流机单相变流机三相变流机三相变流机 旋转变流机体积、重量大，噪音大，旋转变流机体积、重量大，噪音大，重量功重量功率比大率比大，可靠性较差，正在逐步被静止变流，可靠性较差，正在逐步被静止变流器所取代。器所取代。 旋转变流机旋转变流
