3-交流电源-AVR+控制保护+并联(46)

3飞机交流电源恒速传动装置(CSD)无刷交流发电机交流发电机调压器交流电源的控制交流电源的保护调压器（AVR）调压器种类：脉冲调宽型（PWM）晶体管调压器基本组成：PWM式晶体管调压器的调压原理功放电路结构：Wjj与开关管串联，与续流二极管反向并联T4、T5状态：开关平均励磁电流：PWM-AVR的波形PWM—Pulse-WidthModulation控制信号／励磁电压波形：•平均励磁电压或电流：TtREIjjjj1导通比PWM型晶体管调压器各部分功能⑴检测电路：将发电机输出电压降压和整流，再进行部分滤波而形成三角波，输入到调制电路。⑵调制电路：将检测电路送来的三角波与基准电压进行比较，产生PWM波。PWM波的脉冲宽度与发电机输出电压成正比。调压器各部分功能（续）⑶整形放大电路：将调制电路输出的PWM波进行整形和放大，以便推动功率放大电路工作。⑷功率放大电路：进行功率放大，推动发电机励磁线圈工作，调节发电机的励磁电流，从而调节发电机的输出电压。调压器举例PWM式晶体管调压器：波形图调压器的调压过程：发电机电压U↑→三角波上移→调制电路脉冲宽度t2↑→整形放大电路脉冲宽度t1↓→功放管导通时间t1↓→励磁电流Ijj↓→发电机电压U↓。t1—功放管导通时间AVR实例飞机电源系统的控制供电环节主要控制对象：GCR、GCB、BTB、APB、EPC双发飞机供电简图及基本控制关系：GCB的控制逻辑GCB的内部结构GCB的控制电路“使能”信号“通断”信号并联供电原理图飞机电源系统的故障及保护单台发电机：过电压（OV）、欠压（UV）、馈线及发电机内部短路（DP）、过载（OL）、过电流（OC）、过频（OF）、欠频（UF）及欠速（US）、永磁发电机（PMG）短路、旋转整流器（RR）短路、电压不稳定（SP）及电压不平衡或开相（OP）保护、逆序保护等。并联发电机中：过励磁（OE）、欠励磁（UE）OV及其保护过电压指标：单相OV—132V；三相平均值OV—130V。保护电路中设置延时的目的：防止由于干扰而产生误动作反延时：故障越严重，延时越短OV保护动作对象：GCR、GCBOV保护电路组成电压敏感电路—检测电网电压；基准电路—提供基准电压；反延时电路—由电容器C1实现比较器—达到OV动作值后，输出保护信号。OV线路举例OV电路中的反延时特性当U＜130V时，u1＜6.4V，A1输出低电位，C1充电到UC0＝－6.4V过压时，U＞130V，u1＝u2＞6.4V，D4截止，延时电路开始工作。反向充电电流：1111214.6RuRuii4.65541RRRuo））（（）（sRRCuRRCRT2111541114.6反延时特性UF保护UF危害：电磁设备（变压器、交流电机等）保护指标：370Hz动作时间：固定延时7s动作对象：GCR、GCBUF/OF保护电路UF/OF保护电路波形UuUC1UsUZ1tt00(a)(b)UO1t0(c)t2t1t3UuUC1UsUZ1tt00(a)(b)t1t2t3OF保护保护指标：430Hz动作时间：固定延时1s？动作对象：GCR，GCB故障原因：CSD过速•B737NG飞机的过/欠频保护指标为：当频率大于425Hz超过1.5s，或频率大于435Hz超过35ms时，输出保护信号；当频率小于375Hz超过1.5s，或频率小于355Hz超过150ms时，输出保护信号，断开GCR和GCB。发电机电枢绕组短路/差动保护DP保护部位：⑴主发电机电枢绕组短路；⑵主发电机输出馈线短路；⑶大功率负载馈线动作对象：GCR，GCB或BTB动作时间：立即动作或延时0.05s差动保护电路图一相DP线路图DP保护原理“差动”保护的含义：两组CT副边电流相差20～40A时输出保护信号。保护原理：如图保护区间/保护范围：CT1和CT2之间的馈线问题：旋转整流器短路、PMG短路等，DP是否动作？OL保护、OP保护过载保护（OL）：1）测量发电机的输出电流；2）测量励磁电压；——为什么？保护方法：自动卸载；或断开GCB+GCR三相不平衡或开相保护（OP）：1）测量发电机的输出电流；2）检测逆序电压/零序分量；逆相序保护逆相序故障—更换发电机或地面电源供电；保护原理：相序正确：A=0；相序错误：A=1逆相序保护波形图保护电路举例典型保护电路原理（1）（1）GC.S→ON，且电源系统无故障时：GCR触点吸合，AVR工作，GEN正常发电，如没有US故障，GCB吸合，发电机向飞机供电。（2）当发生过载故障时，有两个动作：—封锁UV保护电路输出信号，防止关断GCR，保证发电机正常发电。—使卸载继电器工作，切除次要负载，使发电机不再超载。典型保护电路原理（2）（3）当发生US故障时，有2个动作：—封锁UV、UF保护电路输出故障信号，防止关断GCR；—关断GCB，使发电机不输出。（4）当发生OV、UV、OF、UF、OP或DP故障时，使GCR和GCB断开。交流电源的并联优点：⑴供电质量高—电网容量大，启/停大功率负载时对电网的干扰小，即电源的电压和频率波动小；⑵供电可靠性高—并联供电系统中的各台发电机能起到互为备用的作用，因而大大提高了供电可靠性。飞机电源系统的控制供电环节主要控制对象：GCR、GCB、BTB、APB、EPC双发飞机供电简图及基本控制关系：并联供电的缺点控制和保护设备比较复杂，如并联时若有功功率和无功功率不均衡或均衡不好，将使发电机的供电能力大大降低。并联技术的应用：1）多个电源并联供电，如B707、747、7272）实现电源间的不中断转换，如B747、ARJ21并联供电条件⑴电压波形电压波形应相同，正弦波的失真度小于4％。采用同一型号的发电机就能满足要求。⑵相序并联发电机的输出相序必须严格一致。相序与发电机的转子转向及输出接线顺序有关。并联供电条件（续）⑶频率通过CSD驱动的发电机可并联，但并联后各台发电机输出的有功负载P不均衡。空载频率高的发电机承担的有功负载大。•问题：VSCF、VSVF电源能否并联？并联供电条件（续2）⑷电压大小有压差时，并联瞬时会产生冲击电流。并联后，电源间的压差会使各台发电机间的无功功率分配不均衡。⑸相位相位差大会引起冲击电流，为减小冲击电流，要求并联瞬间的相位差△φ＜90°；并联瞬间压差引起的冲击电流02UI01UUdX01U02UI0UdX•X’’d：超瞬变电抗，很小并联瞬间频差/相差引起的冲击电流I01U02UU0I2dXU/00UIUU2PΠ/2Π/2•结论：频差和相位差越小，冲击电流和冲击功率越小投入并联的控制检测量：检测并联发电机的输出电压与电网间的频差△f、压差△U及相位差△φ并联控制原理当电网上无电时：发电机可直接投入电网当电网有电时：由并联检测电路电网和发电机输出的压差△U、频差△f和相位差△φ。若上述参数符合要求，检测电路输出信号去控制BTB吸合，发电机投入并联。并联指标：△f≤（0.5～1.0％）fN，△U≤（5～10％）UN，△φ≤90°并联电网示意图并联后有功负载的自动均衡均衡方法：调整恒装的转速/发电机的输出频率检测并联发电机之间的电流差→通过特定电路→转换为电压信号→加到恒装的电调线圈→使输出P大的发电机的恒装转速下降，输出P小的发电机恒装转速上升，最后达到平衡。并联后无功负载的自动均衡均衡方法：调节励磁电流检测并联发电机之间的电流差→特定电路→转换为电压信号→叠加到AVR的电压检测电路上→AVR对励磁电流进行调节→使输出Q小的发电机的励磁电流增大，输出Q大的发电机的励磁电流减小。