航空电气概论 交流电源的控制等

CH2-3（2）飞机交流电源调压；控制；故障及保护同步发电机结构和波形示意图每相感应电动势E=4.44fWφ发电机调压器（AVR）同步交流发电机的输出电压（简化）：U=E－ZI=4.44fWΦ－ZI交流发电机电压变化的原因：1）发电机转速变化；2）负载大小变化；3）负载的性质变化（功率因数cosφ）常用调压器种类：晶体管AVRPWM式晶调的基本原理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、电流波形：•平均励磁电压或电流：TtREIjjjj1导通比调压器（AVR）的基本组成⑴检测比较电路：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，与基准值比较，输出的△U输入到调制电路。PWM型晶体管调压器各部分功能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U成正比。调制：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。整形：调压器各部分功能（续）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。无刷交流发电机中，调压器调节的对象是：9二级式无刷交流发电机旋转整流器交流发电机10三级式无刷交流发电机永磁式副励磁机交流励磁机交流发电机旋转整流器调压器举例PWM式晶调：波形图调压器的调压过程：U↑→脉冲宽度t2↑→功放管导通时间t1↓→励磁电流Ijj↓→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、EPCGCB的控制逻辑GCB的内部结构并联供电原理图飞机电源系统的故障及保护单台发电机（如B737）：OV/UV、短路及DP、OL/OC、OF/UF、US、PMG短路、RR短路、电压不稳定（SP）及电压不平衡或开相（OP）保护、逆相序保护等。并联发电机中（如B747）：另加OE/UEOV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线路举例反延时特性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、GCBOF保护保护指标：430Hz动作时间：固定延时1s？动作对象：GCR，GCB•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。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。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并联供电问题1）并联条件？2）如何检测并联条件是否满足？以及若条件不满足投入并联，有什么影响？—并联的控制3）并联后：负载如何均衡分配？—负载均衡交流负载：有功负载，无功负载—含义？不均衡原因？如何均衡？具体线路？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并联电网示意图