电源口试

M11 口试
一电源
1.1 概述
1.分别说明飞机上交、直流供电网的电能来源。

配电系统中设置多个汇流条的目的是什么？
交流供电网：主发电机，APU发电机，地面电源，应急发电机，静变流器等；直流供电网：变压整流器，蓄电池，电瓶充电器等。

便于故障隔离。

2.飞机上将直流电变为交流电的设备有哪几种？其主要功能是什么？
主要有两种：旋转变流机—直流电动机-交流发电机组；静变流机—用大功率半导体器件进行变换。

主要有三个功能：在直流电为主电源的飞机上，用作二次电源：在交流电为主电源的飞机上，用作应急电源；在变频交流电为主电源的飞机上。

用于提供恒频交流电。

3.电源的控制表现在哪？
发电，输出控制（正常/故障保护，自动转换），应急，单独/并联供电关系。

4.飞机交流电系统中，一般设置哪些故障保护项目？动作时间上有什么要求？动作对象主要有哪些？
主要有OV/UV, OF/UF,过载OL,差动,US,开相,逆相序等保护项目。

差动保护一般不延时。

OV, OL, UF采用反延时，其余故障采用固定延时。

US故障时，一般只断开GCB，其余故障要同时断开GCR和GCB。

1.2 直流电源系统
5.直流发电机中的电刷和换向器的作用是什么？什么叫换向极？其作用是什么？
1：当电枢旋转时，每个电枢绕组里感应出的是交流电，必须通过固定的电刷和旋转的换向器才能把交流电变为直流电，从而在电刷两端得到极性和大小都不变的直流电。

2：换向极是安装于定子上的，位于两个主磁极之间的小磁极，用于改善换向条件，消除换向火花。

6.发电机空载时，有无电枢反应？为什么？在有换向极的直流发电机中，若换向火花大，可能有哪些原因？
1.电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。

当发电机空载时，没有电枢磁场，因此对主磁场没有影响，所以这时没有电枢反应。

2.换向火花大的原因：1）换向线圈短路，不起作用；
2）换向器表面粗糙；
3）电刷弹簧压力不够
7.飞机上的直流发电机一般采用哪种励磁方式？说明剩磁电压及其作用。

什么叫“充磁”？外场如何操作？
直流发电机一般采用并励式，即励磁绕组和电枢绕组并联。

当励磁绕组中没有电流时，发电机的端电压称为剩磁电压。

剩磁电压是并励发电机可靠起激建压的必备条件。

充磁就是给励磁绕组通入直流电流，使主磁极带有足够剩磁。

外场维护时将直流电源确保极性正确地接到励磁绕组两端，并只需短时通电（点击接线，看到火花即可）。

8.说明交流--直流发电机（DC alternator）的结构及其优缺点。

1）结构：交流—直流发电机实质上是一台旋转磁极式的有刷交流发电机，其转子上的直流励磁电压经电刷和滑环引入，定子上的三相电枢绕组发出三相交流电，再由三相全波整流器整流成直流；
作量小，高空性能好；
缺点：整流二极管过载能力差；不能用作启动发电机。

9. 说明交流--直流发电机（DC alternator）的励磁方式，这种发电机的主要问题是什么？如何解决？
交流-—直流发电机是一种自激式发电机，即发电机用其自身发出的电给转子励磁绕组供电。

这种发电机的主要问题是自激是否可靠，若发电机磁极剩磁不足，剩磁电压太低，发电机就不能可靠起激建压。

解决办法可有：
一是增大转子上的剩磁，可加装永磁铁；
二是起激时改为他激，可用外部电源或蓄电池供电，随发电机电压升高，再进行切换。

10．炭片调压器主要有哪几部分组成？与发电机如何连接？炭柱电阻包括哪几部分？其阻值受什么控制？
1：由炭柱，电磁铁和衔铁弹簧三部分组成。

2：炭柱与发电机励磁绕组串联后并联在电网与地线之间，电磁铁上的工作线圈与调节电阻串联后也并接在电网与地线之间。

3：炭柱电阻包括各炭片本身的电阻和炭柱之间的接触电阻。

4：炭柱阻值受其上的外力控制，当炭柱被压缩时，电阻减小；炭柱被拉伸时，阻值增大。

11.在直流电源系统中，采用振动式调压器时，其励磁电流的波形是什么形状？对发电机电压有什么影响？如何改进？
励磁电流是脉动直流。

将引起发电机电压波动。

改进：要使波动减小，就要加快脉动的频率，可以用晶体管取代机械触点，使脉动频率升高，脉动幅值减小。

另外，与直流发电机并联的蓄电池，也具有滤波的作用，有助于减小脉动幅值。

12.简述直流电源系统中振动式调压器的工作原理。

若工作触点发生粘连，会出现什么现象？这种调压器的主要缺点是什么？如何改进？
当电网电压高于设定值时，触点断开，电网电压低于设定值时，触点闭合，使发电机的电压在额定值上下波动。

若发生触点粘连，串联在励磁绕组中的电阻被长期短接，使励磁电流增大，导致电网电压升高，将发生过压故障。

主要缺点：触点通断时有火花，产生电磁干扰，且触点易磨损。

改进：用大功率晶体管代替机械触点，将不会产生火花和干扰。

13.若炭片调压器的电压敏感线圈开路，会出现什么问题？反之，若敏感线圈中串联的调节电阻短路，又会出现什么问题？
若电压敏感线圈开路，则电磁力消失，炭柱由于弹簧作用而压紧，炭片电阻减小，励磁电流增大，发电机将发生严重的过电压；
若敏感线圈中串联的调节电阻短路，则敏感线圈电流增大，电磁力增大。

炭柱被拉伸，电阻增大。

励磁电阻减小，发电机电压偏低。

14.什么叫电源的反流故障？故障原因有哪些？有什么危害？如何进行保护？
电流从汇流条向发电机流入，这种现象就称为反流。

原因：发电机突然降速，调压器故障或发电机之间并联供电，都可能发生反流现象。

飞机电瓶向发电机的反流会使电瓶放电，容量减少，失去应急电源的功能；反流太大，还会烧坏发
反流割断器进行保护。

当出现反流时，及时隔断发电机输出端和电瓶的联系。

15.在直流发电机并联供电系统中的负载均衡环路中，如何测量发电机的负载电流？在发电机单独供电时，若均衡环路中仍有电流，原因是什么？有什么后果？
在各台发电机的负线接入一个等值精密电阻，各个电阻与发电机负线及机体组成环路，电阻上的压降就可以反应负载电流的大小。

在发电机单独供电时，若均衡环路中仍有电流，说明均衡开关未断开，这将导致调压器调压不正常，使发电机的输出电压不正常。

16.直流发电机并联供电的条件是什么？并联后负载均衡分配的条件是什么？调节哪个参数实现负载均衡？
并联的条件（有二）：发电机电压极性相同，大小相等。

负载均衡分配条件（有三）：正线电阻相等；
发电机空载电压相等；
调压器调压精度相同。

因为正线电阻和调压器精度不可调，所以可通过调节发电机的励磁电流，即调节发电机空载电压来均衡负载。

17*.直流发电机电压变化的原因有哪些？写出必要的公式，飞机上采用的电压调节器主要有哪些？
电压变化的主要原因主要有三个：
一是发电机转速n，感应电动势的公式是E=Ce￠n；
二是发电机电枢电阻R，U=E-RI。

所以负载电流越大，内阻电压也越大，输出电压越低；
三是电枢反应，负载电流越大，电枢反应越强，对发电机电压影响越大。

飞机上使用的调压器主要有三种：振动式，碳片式和晶体管式（PWM AC）。

1.3 BAT
18.单体铅蓄电池（或称为单元格电池）充足电的特征是什么？过充电有什么危害？
蓄电池充足电有以下特征：
1）单体电池电压达到2.1V，且保持恒定。

2）电解液浓度不再增加。

3）电解液大量而且连续地冒气泡。

过充电的危害：大量析出氢气和氧气，使电解液减少：极板上的活性物质脱落，可能造成正负极板短路：电池温度升高。

19.电瓶采用恒压充电时,为什么会造成充电不均衡？其表现形式如何?
1.因为飞机上的电瓶是由多个单体电池串联而成，各个电池的内阻，极板，电解液密度等并不完全一样，因此充电时每个单体电池分配到的电压不相等，这就会造成充电不均衡。

2.单体电池中，分配电压高的会造成过充，电压低的充电不足。

20.飞机上电瓶充电器一般采用什么方式充电？为什么？
飞机上电瓶充电器一般采用先恒流后恒压的充电方式。

其原因是：
1）恒流充电时，电流较大，可以使电瓶快速充电；
2）在充电末期。

改为恒压充电，可以防止过充电，并防止电瓶自放电；
3）若电瓶充电器有TR工作方式，则可以由恒压充电转为TR方式，为直流负载供电。

1：当镍镉蓄电池长期处于浅充电，浅放电循环后，电池自动将这一特征记忆下来，在进行深度放电时，不能放出正常的电量，表现为容量或电压下降，这种现象称为“记忆效应”。

2：使电池容量下降。

3：定期进行深度放电和充电，或采用快速充电法，以消除记忆效应。

22.写出镍镉蓄电池的放电方程式，说明其放电特点；如何判断镍镉蓄电池的实际容量？
1：反应方程式2NiOOH+Cd+2H
2O=2Ni(OH)
2
+Cd(OH)
2
；
2：电解液中的KOH没有参加反应，电解液密度基本不变；
3：在内场给电瓶充满电，然后放电，并计算其所放出的电量。

Q=It
23.写出铅酸蓄电池的放电方程式，说明其放电特点；如何判断铅酸蓄电池的放电程度？
1：化学反应方程式：Pb+PbO
2+2H
2
SO
4
=2PbSO
4
+2H
2
O；
2：放电特点：在正负极板生都生成了硫酸铅，使内阻增大；电解液中的硫酸参与化学反应，生成了水，使电解液密度下降，电池的电动势减小。

3：用比重计测量电解液的比重（或密度）就可判断出铅酸电池的放电程度。

24.蓄电池的容量如何定义？单位是什么？影响容量的因素有哪些？
1：蓄电池的容量指的是：蓄电池充满电后，以一定的电流放电到终止电压时所能放出的总电量，单位为安培小时，简称安时（Ah）。

2：容量主要受以下因素影响：极板面积越大，容量越大；放电电流越大，容量越小；电解液温度越高，则容量大；间歇放电比连续放电容量大。

此外，电解液的密度和极板活性物质的多少都影响容量。

25.用电池的电压方程式说明铅酸电池放电时电压下降较快的原理。

1：铅酸电池放电时，正负极板上都生成硫酸铅，其导电性很差，使电池内阻增大；2：铅酸电池放电时，电解液中的硫酸参与化学反应，使电解液密度下降，电池的电动势下降；3：根据公式：U=E-IR可知，电瓶端电压下降很快。

26.在铅酸蓄电池使用过程中，应如何操作才能避免极板硫酸化（或称硬化）？简述外场维护注意事项。

防止硫酸化 (PbSO
4
)的注意事项：
1)放电后及时充电，充电时应保证充足电；
2)禁止长时间大电流放电和过量放电；
3)长期存放时，应定期充电；
4)电解液不足时及时补充，防止极板暴露在空气中。

外场维护中应注意保持电瓶清洁，环境干燥，存放温度不可过高或过低。

(放电终了及时充电，经常检查电解液是否充足，制作电解液时应将硫酸缓慢加入蒸馏水中，不同的电解液不能混用。

)
1.4 AC POWER SYS
27.液压机械式恒装主要由哪几部分组成？简要说明各部分的作用。

由五大部分组成：
1)差动游星齿轮系：传递发动机的转速，并与液压马达的输出转速进行合并；
2)液压泵—液压马达组件：是调速器的执行机构，用于补偿发动机转速的变化；
3)调速器：敏感恒装的输出转速，自动调整液压泵可变斜盘的偏转角度和方向，使马达转速大小和
4)滑油系统：润滑，散热，传递功率的介质；
5)保护装置：恒装出故障时，将恒装与发动机脱开或断开发电机输出。

28.当发电机突然加载时。

恒装的输出转速如何变化？此时恒装工作于什么状态？当调速器调整结束后，恒装又工作与什么状态？
发动机突然加载时，恒装的输出轴将减速，但由于恒装的工作状态由输入转速决定，所以输出轴欠速时恒装可能工作于正差动，负差动或零差动状态。

同理，当调速器调整结束后，只要输入转速未变，恒装的工作状态就不变，仍工作于正差动，负差动或零差动状态。

29.若恒装原工作于零差动状态，当发动机突然加速时，恒装的输出转速如何变化？调速器如何调节？当调速器调整结束后，恒装工作于什么状态？
这是恒装输出轴转速将升高；调速器离心飞重的离心力增大，分配活门下移，伺服作动筒移动，使液压泵可变斜盘倾角的大小和方向改变，马达由静止开始转动，使输出轴转速下降。

调整结束后，恒装工作于负差动状态。

30.恒装输入脱开装置在什么情况下脱开？如何操作？说明脱开原理及复位方法
当恒装滑油温度过高或压力太低时，警告灯亮，这时应脱开恒装。

脱开方法：按压脱开电门。

在发动机转速大于慢车转速时，接通电磁铁电门，将电磁铁上的卡销吸入，蜗块在弹簧的作用下上移，与蜗杆相连。

由于蜗杆的旋转，使齿形离合器脱开。

在发动机完全停止转动时，人工拉下复位环，使电磁铁的卡销卡在蜗块的凹槽上并锁住，齿形离合器在恢复弹簧的作用下复位。

31.说明PWM式晶体管调压器功率、放大电路的连接特点，简述其调压原理。

电路连接特点：
功率放大管一般采用复合管，以增大放大倍数，励磁绕组和功率管串联，励磁绕组两端再并联一个续流二极管。

调压原理：
当功率管基极为高电位时，功放管导通，励磁电流增大，发电机电压升高；当功放管基极为低电位时，功放管截止，发电机电压下降。

励磁电流为脉动的直流，其平均值与功放管的导通比成正比，所以发电机电压与功放管的导通比也成正比。

32.说明二级式无刷交流发电机的组成和结构，这种发电机存在什么问题？如何解决？
组成：旋转电枢式交流励磁机，旋转整流器，旋转磁极式主发电机。

问题1：起激不可靠—当发电机震动或受热时，剩磁会消失，解决方法是在励磁机磁极中加装永磁铁；
问题2：发电机输出短路时，无强激磁能力，解决方法：可采用复励或相复励电路。

33.发电机的强励磁能力指的是什么？哪一种发电机没有强励磁能力？如何解决？
当发电机输出端短路时，要求发电机的励磁电流更大，以保证保护电路可靠动作，励磁系统的这种能力称为强励磁能力。

二级式无刷交流发电机没有强励磁能力。

解决方法：可采用复励或相复励电路。

34.三相交流发电机的相序取决于什么因素？相序故障发生在哪些情况下？为什么？如何进行保护？
相序取决于发电机转子转向和馈线的连接顺序。

相序故障一般只发生在更换发电机后未按正常相序接线。

因为发电机正常供电时，转子转向取决于发动机转向，不会中途改变，因此相序也不会中途变化。

当电路检测到三相交流电的相序不正确时，禁止发电机断路器GCB闭合。

35.为什么说三极式无刷交流发电机起激可靠，且具有强激磁能力？
三极式无刷交流发电机由永磁副励磁机给交流励磁机供电，即使交流励磁机和主发电机剩磁不足，也可保证可靠起激。

因为交流励磁机的励磁电流与主电网电压无关，所以发生短路时，并不影响励磁电流的大小，并可由调压器提供强激磁能力。

36.永磁式副励磁机为什么需要定期充磁？它发出的交流电给哪些部件供电？
因为震动，受热等都可以使磁铁的磁性减弱或消失，而永磁式副励磁机的转子磁铁是保证发电机可靠起激的关键。

因此当磁性不足时，必须定期充磁。

永磁式副励磁机发出的交流电经整流后，给调压器和发电机控制组件GCU供电。

37.什么叫PWM式晶体管调压器？主要由哪几部分组成？
与励磁绕组串联的功率放大管工作在开关状态，功率管的开关频率不变，通过调节功率管的导通时间或脉冲宽度来调节励磁电流的平均值。

这种调压器称为PWM式调压器。

组成：检测电路，调制电路，整形放大电路，功率放大电路，反馈电路。

38.在PWM式晶体管调压器中，如果续流二极管断开，会出现什么问题？若续流二极管击穿，又会出现什么问题？
若续流二极管断开，则当功放管截止，集电极电流变为零时，根据电磁感应原理，在励磁绕组两端将感应出很高的自感电势，该电势与调压器电源电压串联，一起加在功放管上，将会击穿管子，导致过压保护电路动作。

若续流二极管已击穿，就将与其并联的励磁绕组短接，绕组中不再流过电流，使发电机电压接近于零，使欠压保护电路动作。

39.飞机交流电系统中，一般设置哪些故障保护项目？动作时间上有什么要求？动作对象主要有哪些？
主要有OV/UV, OF/UF,过载OL,差动,US,开相,逆相序等保护项目。

差动保护一般不延时。

OV, OL, UF采用反延时，其余故障采用固定延时。

US故障时，一般只断开GCB，其余故障要同时断开GCR和GCB。

40.在过压/欠压保护电路中，为什么设置延时？什么叫反延时？说明设置反延时的必要性。

电路的过压/欠压等现象有两种情况：一种是持续时间长，会造成严重危险，这种情况必须进行保护；另一种情况是瞬间出现干扰，如加载时发电机电压下降，此时保护电路不应该动作，否则就是误动作。

所以为了防止瞬时干扰引起误动作，保护电路中必须设置延时。

有些故障的危害较严重。

如过电压，若设置固定延时，当过电压严重时将会损坏负载，应根据故障的严重程度自动调整延时时间，调整规律为：故障越严重，延时越短。

这种延时方法称为反延时。

41.过电压保护电路一般由哪几个环节组成？若要检测三相平均电压，应采用什么样的检测电路？电路的延时特征如何实现？
主要由四个环节组成：电压检测电路，基准电路，反延时电路，比较电路。

可采用三相半波或全波整流电路，其整流电压正比于三相电压的平均值。

一般用阻容充电电路实现反延时，被测电压越大，电容充电越快，延时越短。

42.如果发电机输出端有一相发生短路故障，调压器如何工作？若短路保护动作不及时，会发生什么后果？
调压器一般检测发电机的三相平均电压，若发生一相短路，则三相平均电压降低，调压器检测到的电压减小，调压器将增大励磁电流。

若短路保护不动作，一方面将烧坏发电机及馈线，另一方面，未短路的相电压将升高，发生严重的过电压，损坏负载。

43.当恒装发生欠速故障时，同时还会发生哪些故障表现？如何进行保护？
当恒装发生欠速故障时，同时还会发生欠压和欠频故障；欠速保护首先动作，使发电机输出断开，即GCB跳开，同时抑制UV和UF保护使其不动作，防止GCR跳开。

44.为什么当发电机过载时，容易造成欠压？过载时如何进行保护？
因为飞机上一般为阻感性负载，当发电机过载时，电枢反应的去磁效应加强，使发电机端电压下降，即发生欠压故障。

过载时，只需要断开发电机输出，即GCB跳开，同时封锁欠压保护，防止GCR跳开。

或者卸去一部分次要负载，这时也可不跳开GCB，发电机继续向重要负载供电。

45.为什么说欠频和欠压故障常常同时发生？分别说明欠频和欠压故障的危害。

因为同步发电机电枢感应电动势正比于电源频率，当发电机转子转速降低时，电源频率随之降低，电枢感应电动势也下降。

欠频危害：电网频率降低时，变压器，异步电动机等交流电磁设备的磁通将上升(变
压器U
o ＝4.44*f*B
m
*A*N)，变压器绕组或异步电动机电枢绕组中的电流将增大(ψ=L*i)，会造成线圈和铁
心过热。

欠压危害：负载不能正常工作。

46.什么叫差动保护？差动保护可以对哪些部位的短路故障进行保护？能否对永磁式副励磁机（PMG）电枢绕组的短路故障起到保护作用？为什么？
当发电机输出馈线上的电流与发电机中线侧的电流不相等时进行的保护叫差动保护。

差动保护可以对主发电机电枢绕组和输出馈线上的短路故障进行保护。

起不到保护作用，因为PMG的短路不会引起互感器之间的电流差。

47.差动保护电路中的电流互感器如何设置？其保护范围指的是什么？能否对旋转整流器的短路故障起到保护作用？为什么？
两组电流互感器，一组放置在中线侧，一组放置在输出馈线上，每项互感器的副边绕组按同名端首尾串联，组成差动检测环。

只有在两组电流互感器之间的区域内发生短路时，差动保护电路才有输出信号，这一区域称为差动保护的保护范围。

起不到保护作用，因为旋转整流器的短路不会引起互感器之间的电流差。

48.在差动保护电路中，若一侧电流互感器副边绕组断开，电路如何工作？电流互感器副边绕组短路时，电路又如何工作？
若一侧电流互感器副边绕组断开，则该侧没有电流，差动保护电路有输出，将断开GCR和GCB，即保护电路误动作。

若一侧电流互感器副边绕组短路，则保护电路被短接，无论发电机绕组和馈线有无短路，保护电路都不动作。

49.电源并联供电的主要问题有哪些？当交流电源并联时有频差和压差时，并联后有什么问题？
主要问题：1.并联条件；
2.投入并联的自动控制；
频差会引起有功功率不均衡(调节CSD的转速)；
压差会引起无功功率不均衡(通过调压器调节励磁电流)。

50．在四发并联供电的飞机电网上，若某台发电机发生开相故障，应如何保护？若某台发电机过载，应如何保护？
某台发电机发生开相故障，则该发电机已不能继续供电，应将GCB跳开，使故障发电机退出电网，但BTB可继续接通，使负载汇流条不断电。

若某台发电机过载，则说明并联发电机的功率不均衡，这时应先跳开BTB，使发电机退出并联，这时若发电机正常，可继续单独供电，若仍不正常，再断开该发电机的GCR和GCB。

1.5 地面电源
51.在飞机地面交流电源插座上，共有几个插钉？说明各自的作用。

共有6个插钉，其中4个粗插钉是3根主馈线和一根中线。

用于传送电能；2个细且短的插钉E,F是控制端。

E,F端子的作用：保证只有插钉插紧，插座上的E,F端子才能和插头形成通路；拔出插头时，必定是较短的E,F端子先断开，则外电源接触器EPC跳开，使外电源卸载，防止触点产生火花。

52.在飞机交流地面电源插座上，共有几个指示灯？分别是什么？说明各自的作用？外电源接触器（EPC）的闭合条件有哪些？
一般有两个指示灯：AC CONNECT灯，当插头与插座连接好时，该灯亮；NOT IN USE灯，当外电源不带负载时，该灯点亮，这时才可拔出插头。

EPC的闭合条件主要有两个：E,F端子链接好并形成通路；EPCU检测外电源质量合格，并发出指令。

1.6
53.变压整流器一般采用LC低通滤波器：提高变压整流器输出电压的脉冲频率，可以减少滤波器的体积，简述其原因。

LC滤波器的电感与负载串联，起分压作用，因此其感抗XL=wL越大，滤波效果越强，所以交流成分的频率越高，电感L就可以越小，则电感的体积就越小，LC滤波器的电容与负载并联，起分流作用，因此其容抗XC=1/wC越小，滤波效果越强，所以交流成分的频率越高，电容C就可以越小，则电容的体积就越小。

54.飞机上的变压整流器一般采用Y/Y△接法，说明其含义和优点，如何设置滤波器？
Y/Y△接法指的是变压器原边采用星型接法，副边采用星型和三角形接法两套绕组。

整流电路属于六相全波整流。

优点一：输出电压的脉动幅值减小，质量提高；
优点二：输出电压的脉动频率高，可以减小滤波器的体积。

在变压整流器的输入端和输出端都需要设置滤波器
55.飞机上的应急发电机主要有哪几种？各有什么特点？应急发电机属于哪种电源？
主要有两种：
一种是空气涡轮发电机（RAT），只能在空中工作；
另一种是液压马达驱动发电机（HMG）。

不受飞行时间和条件限制。

应急发电机都有转速控制机构，所以属于CSCF单相或三相交流电源系统。

56.飞机上的应急照明电源与主电瓶相比，有什么区别？其控制电路有什么功能？
主电瓶：电压不可调，一般只设有过热保护；
应急照明电瓶：电压可调，设有低压保护，软启动电路，1S延时电路等。

（应急照明电瓶）控制电路功能：敏感直流汇流条电压，只有在主电源失效时才点亮应急灯；低压保护电路，可防止应急照明电瓶深度放电；软启动电路，使输出电流逐渐增大，用于减轻对灯泡的电流。