2.2_飞机直流电源系统(主干)2
飞机电气系统 第二章 飞机直流供电系统
1.35
1.2
75～85 6个月，容
1.1 碱性 15～40
量降25%～
40%
锌银 1.6～ 电池 1.8
1.4
1.3
碱性
60～ 160
6个月，容
>95 量降15%～
25%
22
§2-2飞机直流发 电机
23
飞机直流发电机的功用
➢将机械能转换为直流电能。 ➢是中、小型飞机的主电源。
24
一、直流发电机的主要组成 (DC generator)
发电机励磁磁场减弱
发电机输出电压降低
恢复到额定值
52
注意事项
➢ 1、炭片调压器只能相对地使发电机 电压恒定，而不能绝对地将电压保 持在某一数值。
➢ 2、上述调节过程只有当发电机转速 在正常工作范围内和发电机的负载 不超过额定值时才能发生。
53
晶体管电压调节器
54
晶体管电压调节器
55
晶体管电压调节器
➢ 额定容量为3、6、9、12和 18kW
➢ 6kW及其以上者有直流发电机 和直流起动发电机两种
28
二、直流发电机工作原理
➢ 线圈切割磁力线产生交变电动势 ➢ 利用整流子把交变电动势变为脉动电动势 ➢ 增加线圈匝数和整流片片数，可得较大、较平
稳的直流电动势 E = KEΦn
29
直流发电机的基本工作原理
3 起动 3 次后间歇 30min
2.84
2062
2.02
14.4
-55 ～+121
43
§2-3 直流发电机的电 压调节
44
引言
U = KEΦn - I R
发电机 端电压
负载 发电机 电流 电枢电阻
飞机 电源系统分类
飞机电源系统分类飞机电源系统分类一、引言飞机电源系统是飞机上非常重要的一个部分，它为飞机提供了所需的电能，保证了飞机各个系统的正常运行。
根据不同的要求和功能，飞机电源系统可以分为三大类：直流电源系统、交流电源系统和备份电源系统。
二、直流电源系统直流电源系统是飞机上最常见的电源系统，它通过直流发电机或直流变频器提供电能。
直流电源系统主要用于供电给飞机上的直流设备，例如飞机的控制系统、通讯设备、导航系统等。
直流电源系统具有稳定性好、响应速度快、体积小等优点，因此在飞机上得到广泛应用。
三、交流电源系统交流电源系统主要用于供电给飞机上的交流设备，例如飞机的照明系统、空调系统、马达等。
交流电源系统可以通过交流发电机或交流变频器来提供电能。
相比直流电源系统，交流电源系统在供电距离远、功率大的情况下更为适用。
同时，交流电源系统还可以通过变压器进行电压匹配，满足不同设备的电压要求。
四、备份电源系统备份电源系统主要用于在主电源系统故障时提供紧急电能。
备份电源系统通常采用蓄电池或应急发电机来提供电能，以保证飞机的关键设备可以继续运行。
备份电源系统的设计要求高可靠性和长时间供电能力，以应对紧急情况。
备份电源系统的自动切换和监控功能也是非常重要的，以确保在主电源故障时能够及时切换到备份电源。
五、其他电源系统除了上述三类电源系统，还有一些特殊的电源系统用于满足特定的需求。
例如，飞机上的舱内电源系统用于为旅客提供电源插座，以供电子设备充电；飞机上的应急电源系统用于在紧急情况下提供电能；飞机上的太阳能电源系统用于利用太阳能发电，减少对传统能源的依赖等。
六、总结飞机电源系统分类包括直流电源系统、交流电源系统和备份电源系统。
直流电源系统用于供电给飞机上的直流设备，交流电源系统用于供电给飞机上的交流设备，备份电源系统用于在主电源故障时提供紧急电能。
除了这些主要分类，还有其他特殊的电源系统用于满足特定的需求。
飞机电源系统的设计和运行对飞机的正常运行和飞行安全至关重要，因此需要高度重视。
《飞机直流电源系统》课件
高效性
电源系统需要具备高效性 ，确保电能能够得到充分 利用，减少能源浪费。
适应性
电源系统需要适应各种不 同的环境和条件，确保在 各种情况下都能正常工作 。
03
CATALOGUE
飞机直流电源的工作原理
发电机的工作原理
发电机结构
发电机由转子、定子和整流器组成。转子产生磁场，定子切 割磁力线产生感应电动势，整流器将交流电转换为直流电。
蓄电池的工作原理
蓄电池结构
蓄电池主要由正负极板、电解液和隔板组成。
工作原理
蓄电池充电时，正极板上的活性物质发生氧化反应，失去电子成为正离子。负极板上的活性物质发生还原反应， 获得电子成为负离子。电解液中的阴阳离子在正负极之间移动，形成电流。放电时，正负极上的活性物质发生相 反的化学反应，释放出所储存的化学能。
循环经济
实现电源系统的循环利用和再制造，降低资源消耗和环境污染。
06
CATALOGUE
总结与展望
本课程的主要内容回顾
飞机直流电源系统的基本组成和功能 电源系统的维护和故障处理方法
电源系统的供电方式和工作原理 飞机直流电源系统的未来发展趋势
对未来发展的展望
01 飞机直流电源系统的技术革新和升级换代
本课程旨在介绍飞机直流电源系统的基本原理、组成、工作原理和常见故障排除等 方面的知识，为学生和从业人员提供系统的学习资料。
课程目标
01
掌握飞机直流电源系统 的基本原理和工作原理 。
02
了解飞机直流电源系统 的组成和各部分的功能 。
03
学习常见故障排除方法 和维护保养知识。
04
提高对飞机电源系统的 认识和实际操作能力。
工作原理
发电机工作时，转子在发动机的带动下旋转，产生旋转磁场 。定子中的线圈在旋转磁场中切割磁力线，产生三相交流电 动势。整流器将三相交流电转换为直流电，供给飞机各系统 使用。
第2章 飞机电源系统直流电源
影响负载分配的因素(续1)
⑵ 发电机调节点调定电压— a. 调定电压低,蓄电池在负载电流较小时就 开始放电—使电池容量减小,失去应急电源 的作用. b. 调定电压太高,蓄电池一直处于充电状 态—造成能量浪费.
影响负载分配的因素(续2)
⑶ 蓄电池的充放电程度—蓄电池充电不足 时,充电电流大. 后果:降低电池寿命,且在负载较小时就使 发电机过载.若发电机故障不能供电,蓄电 池也不能起应急电源的作用. 结论:未充足电的蓄电池不应装机使用.
磁力Fe反方向.
炭片调压器(续3)
调压原理: U↑→电磁力↑→衔铁左移→炭柱拉伸→电阻↑→ 电压↓ 炭片调压器特点:精度低,功耗大,稳定性差, 受温度影响大.
δ
Fs
Fm
Fc
Fe
U
2.3 直流发电机与蓄电池的并联
一,发电机与蓄电池并联工作时的负载分配 正常情况:发电机向负载供电,并向BAT充电; 异常情况:发电机过载;BAT放电;
DR
反流保护器/极化继电器原理
功能: 当发电机极性正确,电压Ug高于电网电压Un 一定值时,GCB接通;反流Ir达到一定值 时,使GCB断开. 组成: 压差线圈W1—匝数多,电阻大,敏感△U 反流线圈W2— 1～2匝,电阻小,敏感反流
极化继电器原理
当Ug>Un时,衔铁逆向偏转,GCB吸合; 当Ug<Un时,有反流流过线圈W2.当反流Ir达到 15～35A时,衔铁顺向偏转,GCB断电释放.
I1
R+1
R1
I
R
R1
Rp
I2
R+ 2
Rp
U1
G1
A
R1
R3
R241
R3
G2
飞机供电系统标准
飞机供电系统标准是飞机电气系统设计的一项重要标准，也是飞机供电系统与用电设备的接口标准。
它规定了飞机供电系统的各种参数，如电压、电流、频率等，以确保飞机上各种设备的正常运行。
具体来说，飞机供电系统标准包括以下内容：电源类型：飞机供电系统必须使用直流（DC）和交流（AC）两种电源。
供电系统必须与读取仪表、通信设备、导航系统等各种飞机设备兼容。
供电能力：供电系统必须能够提供足够的功率满足飞机上各种设备的运行需求。
飞机供电系统标准规定了各种设备的最小和最大功率要求。
供电质量：供电系统必须提供稳定和可靠的电能，以避免对设备的损坏或干扰。
飞机供电系统标准规定了电压、电流和频率的允许范围，以及对电压波动、谐波和其他电能质量问题的限制。
飞机电源系统课件
电源控制板
控制电源的参数，使电 源系统适应不同的飞行
状态和用电需求。
电源保护装置
保护电源系统免受故障 影响，防止因故障导致 电源系统损坏或飞机安
全事故。
03
CHAPTER
飞机电源系统的特性与性能 指标
电源系统的特性
独立性
高效性
飞机电源系统应具备独立性，即使在飞机 其他系统出现故障的情况下，仍能保持正 常供电。
通过调节励磁电流或转子电流，控制输出电 压和频率。
配电系统工作原理
根据用电设备的需要，将电能进行合理的分 配。
电源保护装置工作原理
通过检测电流、电压等参数，在出现故障时 切断电源或报警。
电源系统的关键部件
发电机
作为电源系统的核心部 件，其性能直接影响整
个电源系统的性能。
配电系统
负责合理分配电能，保 证用电设备的正常运行
A 输出电压和频率
电源系统的输出电压和频率应符合 国际标准，以保证与飞机上其他设
备的兼容性。
B
C
D
启动性能
电源系统应能在各种极端条件下快速启动 ，并保持稳定运行。
能源效率
电源系统的能源效率是衡量其性能的重要 指标，高效率的电源系统可以降低能源消 耗和减少对环境的影响。
电源系统的安全与可靠性
过载保护
电源系统应具备过载保护功能，当输出电流超过允许值时 ，能够自动切断电源或降低输出功率。
短路保护
当电源系统发生短路时，应能迅速切断电源或降低输出电 压，以防止设备损坏和火灾事故。
接地保护
为了防止触电事故，电源系统应采用接地保护措施，确保 设备外壳与大地相连。
故障诊断与处理
电源系统应具备故障诊断与处理功能，当发生故障时，能 够自动检测、定位和隔离故障，并采取相应的措施，如切 换到备用电源或发出警报提示。
飞机电源系统课件
效率原则
电源系统应尽可能减少能源浪 费，确保能源高效利。
适应性原则
电源系统应能适应各种环境飞 行条件，包括高海拔、高温、
极寒等极端环境。
模块化设计
便维护升级，电源系统应采模 块化设计。
电源系统实现方案与流程
01
02
03
方案一
直流电源系统：采直流发 电机飞机提供电力，该方 案结构简单、成本低，但 维护较困难。
整流器由硅整流二极管组成，利二极 管单向导电性将交流电转换直流电。
变压整流器变压原理
当交流电通过变压器时，由电磁感应 原理，变压器次级线圈电压发生变化 。根据需可选择升压或降压。
电源系统控制与保护技术
电源系统控制技术
确保电源系统稳定运行，需采各种控制技术，如自动励磁调 节、自动电压调节、自动频率调节等。些控制技术可自动调 整发电机输出电压、频率相位，满足负载需求。
正常运行。
05
飞机电源系统发展趋势与展 望
飞机电源系统技术发展趋势
高压直流电源系统
布式电源系统
随着技术进步，高压直流电源系统飞机得 广泛应具更高效率可靠性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ布式电源系统将多小型发电机散布置飞机 提高电源系统可靠性冗余性。
电力电子与电力变换技术
能源多元化
电力电子与电力变换技术应使得飞机电源 系统能够实现更高效、灵活能源管理。
飞机电源系统维护与保养
日常维护
定期飞机电源系统进行检查，包括发电机、变压整流器、电缆等部件外观检查、性能测 试清洁保养。还需电源系统运行参数进行监控，确保其正常范围内。
定期保养
根据飞机使情况制造商推荐，制定定期保养计划。保养内容可能包括更换磨损部件、清 洗积炭、检查电气连接等。保养完成后，需进行全面功能测试性能评估，确保电源系统
飞机的神经网络——电源系统
飞机的神经网络——电源系统若一架飞机是一个鲜活的生命，那么它拥有坚实的躯干如结构，流通的血液如燃油，跳动着的心脏如发动机，敏锐的感知如传感器，核心的控制及遍布全身的神经网络如电源系统。
随着航空技术的飞速发展，先进的电子电气技术在民用航空运输机上的使用越来越普遍，飞机电源系统也显得越来越重要。
下面来为大家介绍一下飞机上的电源系统。
一、飞机上的电是不一般的电目前民用飞机上的电既有直流又有交流。
常用的是：28V的低压直流电和115V/400HZ的恒频交流电。
直流电往往用于控制，起开关作用。
而交流电则是负责能量传输，控制电传操纵和飞行控制。
飞机电源分种类：主电源、辅助电源、应急电源、二次电源和外接电源。
主电源是由发动机驱动主发电机产生，供给飞机上的全部用电设备。
辅助电源由电瓶或APU驱动的发电机产生。
它一般在地面工作，也可在空中替换失效的主发电机供电。
应急电源由电瓶、静变流器、冲压空气涡轮发电机或液压马达驱动发电机产生。
应急电源容量较小，只能向飞机上最重要的用电设备供电，以保障飞机紧急着陆或返航。
二次电源主要是变压整流器（TRU）。
它并没有单独的发电机产生电能，只是将飞机上的三相交流电转变为直流电。
外接电源应用于地面，通过电瓶车或廊桥电源将电能传输到飞机上。
二、飞机上的用电器飞机上用电器即机载电子电器设备，种类繁多，用途各异。
一般大功率的负载用高压交流电，小功率的负载用低压直流电。
根据保障飞行的重要程度，可将电子电气负载划分为三个等级：（一）飞行关键负载或最重要负载是保障飞机安全的设备，包括发动机运行控制、飞机操纵控制、防火、导航、通讯、起落架收放等。
采用4余度供电，即两套相互独立的主电源，一套备用电源和一套应急电源。
即使在紧急状态下也可向关键负载供电，确保最低飞行安全。
（二）任务关键负载或重要负载是保障正常飞行任务的设备，包括座舱的温控制、除防冰设备等。
采用3余度供电，即两套独立的主电源和一套备用电源。
飞机直流电源系统
j
L rj
j
• 在末级管截止期间，电流衰减，励磁电流用ij2表示，
ij2rj L j di j2 dt 0
ij2 Be
/j t t on
A和B是积分常数，由初始条件确定。
• 设t＝0时，ij1＝ij0，则： A IjM Ij0
i I ( I I ) e j 1 j M j M j 0
单位功率重量 （kg/Kw）
发电机特性
空载特性： E=Ce n
外特性： • 电流增加，电枢回路的电阻 电压降上升，使端电压下降 • 感应电势正比于每极磁通， 电流增加，电枢反应的去磁 作用会使每极磁通减少，使 感应电势下降，端电压进一 步下降。 • 对于 并励发电机，励磁绕组 和电枢绕组并联，端电压的 下降使励磁电流成正比的减 少，每极磁通降低，感应电 势和端电压进一步降低。
U U R K 01 02 2 2 2 I I I 1 R R K K R K K 1 2 1 2 1 2R 1 2 1 2 1 2
2 02 01 1 11 1 2 1 21 2 1 2 1 21 2
I j0
是t=ton时的 i j 1
to n /j T/j
1e
1e
Ij M
t /
e Ij0
t /
to ff /j
e T / J 1 e
T / j
T /j
IjM
j j 1 eo n eo ff e I jM T / 1 e j
ij1 IjM ( 1 C e 1
励磁电流平均值
) i I C e j 2 j M 2
《飞机电源系统》课件
飞机电源系统的分类
根据电源的不同类型和工作原理，飞机电源系统可以分为内燃机供电系统、 涡轮机供电系统以及外部供电系统。
不同类型的飞机电源系统具有不同的特点和适用场景，例如内燃机供电系统 适用于小型飞机，而外部供电系统适用于地面维护和测试。
飞机电源系统的设计
飞机电源系统的设计必须遵循一些基本原则，包括可靠性、效率、安全性和 可维护性。
《飞机电源系统》PPT课 件
# 飞机电源系统
在本课程中，我们将介绍飞机电源系统的基本概念、分类、设计、故障排除 以及发展趋势。让我们一起来探索这个关键的飞行器系统！
介绍飞机电源系统
飞机电源系统是保证飞机正常运行所必需的关键系统之一。它提供了电力以 驱动飞机的各种设备和仪器。 飞机电源系统的组成主要包括电源装置、电源管理系统、电源分配系统等。
飞机电源系统的发展趋势
随着科学技术的不断进步，飞机电源系统也在不断演进和创新。 未来，飞机电源系统可能会采用更高效的能量转换技术，提高系统可靠性和适应性。 同时，新材料和新工艺的应用将使飞机电源系统更轻量化、高性能化。
总结
通过本课程的学习，我们对飞机电源系统有了更深入的了解。 飞机电源系统在飞机运行中起到至关重要的作用，它影响着飞机的可靠性、 安全性和维持性。
设计飞机电源系统需要进行详细的系统分析和计Βιβλιοθήκη ，确保系统能够满足飞机 各项电力需求。
此外，设计人员还需考虑电源系统集成的空间、重量和热管理等因素。
飞机电源系统的故障排除
飞机电源系统可能会遇到各种故障，例如电源装置故障、电磁干扰等。 故障排除需要按照一定的流程，使用合适的工具和方法进行诊断和修复。 及时发现和解决故障对保证飞机正常运行至关重要。
飞机电源系统2
1．2 飞机电源系统的主要类型
一．低压直流电源系统
二．变速变频交流电源系统（VSVF）
发动机
变速器
发电机
三．混合电源系统
四．恒速恒频交流电源系统（CSCF）
发动机
恒装
发电机
五．变速恒频交流电源系统（VSCF）
发动机
发电机
变频器
U(V)
VSCF 110
加载 (100%)
100
IDG
90
f(Hz) VSCF
变速恒频电源系统的供电质量比恒速恒频系统好得多 六．270伏高压直流电源系统
1．2 飞机电源系统的特点
1．低压直流电源系统存在的缺点
（1）随着电源容量的增加，低压直流电源系统的重量也在增大。 （2）飞行高度和速度的不断提高，使低压直流电源系统的工作条 件恶化 （3）功率变换设备复杂、效率低。
2．飞机交流电源系统的主要优点
加载(100%)
400
IDG
390
APU.G
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 t(s) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 t(s)
U(V) 卸载(100%)
140
IDG
130
f(Hz) 410
IDG
400 VSCF
卸载(100%) APU.G
120
VSCF
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 t(s) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 t(s)
14-销子；15-液压马达输出齿轮Z12；16-弧形槽；17-进出油口
QP
理想调节特性
实际调节特性 0
P
FN
F
F
FM
飞机直流配电系统课件
电网重量大。 中央配电盘复杂。
2．混合配电— — 中、大型飞机
·结构：
（1）单电源汇流条，多设备汇流条。
↓
↓
设在大功率设备附近 用电设备集中处
（2）多电源汇流条，多设备汇流条。
GB用于过载保护，短路保护 ZKC：介于TB和GB之间。 ·保护器的特性稍低于保护对象的特性（损伤特性）： 最大限度的利用保护对象的热特性。 ·热保护器/ 电流保护器的缺陷：环境条件影响。
时间 (s)
12
I1
I2
0
IK
电流I
（a）
选择性：
要动作求电F3动流作相，同F，1 、时F间2 不不动同作。。t1 t2 动作电流不同。 i1 i2
输配电系统（配电系统/ 电网） 电能输送、分配、控制、保护 电源汇流条 用电设备输入端
导线（电缆）：线芯，绝缘层、线束 配电装置：按纽，继电器、接触器，
终点式、凸轮式开关 保护装置：保险丝、自动开关 检测仪表 滤波、屏蔽、搭接电路
二．对飞机配电系统的要求：
1. 高可靠性，强生命力：排除故障，限制故障范围 2. 保证用电设备端电能质量。 3. 重量轻 4. 易于安装、检查、维修和改装。 5. EMI：接地、滤波、屏蔽，抗干扰能力强。
周边负载管理。
小结
1 飞机直流配电系统的构成与分类 飞机供电系统：电能产生、变换、输送、分配 电源系统、输配电系统 2 单线制和双线制电网优缺点
2集中、混合、分散配电方式
2 直流供电网 ： 开式、闭式、混合式 2 配电系统的控制方式：常规、遥控、固态
飞机电源系统
飞机电源系统简介飞机电源系统是飞行器中供电的重要组成部分，为飞机提供所需的电能。
它包括多个子系统，每个子系统负责不同的功能，以确保飞机各种设备和系统的正常运行。
主要组成部分1. 基本电源系统基本电源系统是飞机电源系统的核心部分，用于为飞机提供必要的直流和交流电能。
它通常由以下组件组成：•发电机：发电机是飞机电源系统的主要能源单元，通过旋转机械能转换为电能。
•电池：电池作为备用电源，提供飞机在紧急情况下的电力支持。
•电源管理系统：电源管理系统负责监控和控制电能的分配，确保电能在飞机各个系统间的平衡分配。
2. 交流电供应系统交流电供应系统为飞机中的交流电设备提供电力。
它通常由以下组件组成：•变频器：变频器将直流电能转换为交流电能，以满足飞机各种交流电设备的需求。
•分配盒：分配盒将变频器提供的电能分配给飞机中的各个交流设备。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控交流电供应系统的运行状态，并在必要时提供保护。
3. 直流电供应系统直流电供应系统为飞机中的直流电设备提供电力。
它通常由以下组件组成：•整流器：整流器将交流电能转换为直流电能，以满足飞机各种直流电设备的需求。
•分配盒：分配盒将整流器提供的电能分配给飞机中的各个直流设备。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控直流电供应系统的运行状态，并在必要时提供保护。
4. 光电供能系统光电供能系统利用太阳能或其他光能源为飞机提供电力。
它通常由以下组件组成：•太阳能电池板：太阳能电池板将太阳能转化为电能，并存储到电池中。
•充电器：充电器将太阳能电池板提供的电能充电到电池中。
•监控和保护系统：监控和保护系统负责监控光电供能系统的运行状态，并在必要时提供保护。
工作原理飞机电源系统的工作原理是将机械能转化为电能，并通过合理的分配和控制，为飞机各种设备和系统提供所需的电力。
首先，发电机将涡轮引擎产生的机械能转化为直流电能。
直流电能经过整流器转换为所需的直流电压，并通过分配盒分配给飞机中的直流设备。
第2 章 B737飞机电源系统(2)解读
3
直流发电系统简图（2）
4
直流发电系统（3）
备用电源控制组件（SPCU）：
— 对直流配电系统中的大多数继电器进行人工和自 动控制。 — SPCU使用电瓶和备用电源电门控制继电器; — SPCU也监控交流和直流汇流条电源，以控制所选 主、副电源的继电器。
汇流条电源控制组件（BPCU）
— BPCU控制地面勤务继电器。
27
电源系统（2）复习思考题之三
10 B737直流电源由哪几部分组成？
11 电瓶充电器的功能有哪些？工作模式有哪几种？
12 在哪些情况下电瓶充电器不能进行充电？电瓶电 压低于多大时启动充电周期？ 13 B737飞机电源系统GCU的保护功能有哪些？ 14 说明外部电源面板上的CONN灯和NOT IN USE 灯点亮的条件。 15 分析EPC的通、断逻辑关系。
如果下列任一情况发生，EPC断开：
－ 外部电源质量不好
－ 地面电源电门在OFF位 － 发生保护 － 断开外部电源插销 － 内部锁销没有连续性
－ 选定另一电源，使EPC断开
25
BPCU － EP的控制、保护和指示（3）
BPCU监控EP的下列参数： － 电流：过流/过载保护、相不平衡保护、相序保护 － 电压：OV、UV、EP插销故障 － 频率：OF、UF 指示： 兰色的EP AVAIL灯亮，以表示外部电源接通且 电源质量在限制之内。在下列条件下灯亮： － 外部电源接头上的E和F插销有连续性 － 外部电源质量在限制内
飞机供电系统CH3直流2—调压概要
U I f max rf rcmin
rc导致比较大的损耗 振动调压器：接触器触点容量受限，机械开关频率受限
晶体管电压调节器
晶体管电压调节器
晶体管调压器
调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作于开关状态， 通过改变末级晶体管的导通比来调节发电机励磁电流，从 而保持发电机电压基本恒定。 是一种丌连续的工作方式，调压器损耗较小。
Vibrating contact regulator
振动式调压器组成
检测：电磁铁线圈 基准：反作用力弹簧 比较：共同作用 放大和执行：触点和Rg
振动式调压器原理
原理：
改变触点的相对闭合时间即可调节励磁电流平均值，使发电机电压在 转速和负载变化时保持在规定范围内。
特点：
励磁电流受到触点容量限制，只能用于小容量发电机，且触点易损坏， 目前已丌用。(额定容量 1500 W 以下。)
炭片式调压器
炭片式调压器的主要组成
炭堆(炭柱)
电磁铁
固定在电磁铁上的六角 弹簧(或板式控制弹簧)
炭片式电压调节器原理电路
最大值
转/ 分
+
直流发电机 -
衔铁
铁芯
碳堆压力
碳堆
板式控制弹簧
线圈
R调
调节设定值
负载
最大值
转/ 分
+
直流发电机 -
炭片式电压调节器原理
衔铁
铁芯
碳堆压力
碳堆
板式控制弹簧
线圈
R调
转速变化
电压调节器简称调压器
负载电流变化
Point of regulation (POR)
Point of regulation 感受电源电压，以便调节电源系统输出电压的点； 调压点应设在连续电源系统和负载汇流条的主接触器的输入端
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二氧化铅 ( PbO2 )
7
铅蓄电池的放电
→ 放电
PbO2 + 2H2SO4 + Pb
铅蓄电池的充电
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +电能
正极
电解液
负极
←充电
==
正极
电解液
负极
8
铅酸蓄电池
→ 放电
PbO2 + 2H2SO4 + Pb 正极 电解液 负极
←充电
==
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +电能 正极 电解液 负极
A 2.0 1.5 E B U C D F
扩散 作用
极板孔隙中的 硫酸浓度与极 板外的浓度达 到一定值
1.0
孔隙内硫酸
极板 硬化
0.5 0
迅速下降
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t(h)
11
铅蓄电池充电曲线
2.6 2.4 2.2 a 2.0 1.8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t(h) U b c E d e
N
转子和 励磁绕组
励磁继电器 电压调节器 控制 开关 蓄电池或 37 外接电源
无刷直流发电机的种类
电磁式无刷直流发电机
永磁式无刷直流发电机
38
电磁式无刷直流发电机
主发电机 + 输出整流 滤波电路
N S
副励磁机 励磁机 旋转整流器
39
-
永磁式无刷直流发电机
整流电路 双Y电枢绕组
输出整流 滤波电路
+
发电机 永磁转子
40
空载特性和调节特性曲线
励磁电流I f(A) 电压E(V)
9000rpm 100 80 60 40 20 0 4 8 6000rpm 4000rpm 14 12 10 8 6 4 2 0 100 200300400500 4000rpm 6000rpm 9000rpm
励磁电流I f(A)
34
三、整流式直流发电机
直流发电机由于具有电刷和换向器， 限制了它的高空性能和可靠性，整流式直 流发电机可以有效地克服这些缺点。
35
整流式直流发电机分类
变频交流发电机整流
（有刷）
无刷直流发电机
36
变频交流发电机整流（有刷）
至用电设备
交流发电机 滑环
N S S N S
N
S N S S N
励磁电流I f(A)
12 16 20
电流I(A)
空载特性曲线
调节特性曲线
42
外特性曲线
80 60 40 20 0
UN
0
200 400 600 800 1000
电流I ( A )
电流I (A)
不带调压器
带调压器
43
12kW起动发电机性能参数
发 电 机 工 作 状 态 电 动 机 工 作 状 态 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 额定电压 额定电流 额定功率 转速范围 过载能力 项 目 V A kW rpm 参 数 30 400 12 7200 ～12000 133% 2min 200% 5sec 14000 5min ≮70% 30 3 起动 3 次后间歇 30min 2.84 2062 2.02 14.4 -55 ～+121 44
正极
电解液
负极
←充电 正极
电解液
负极
镉镍蓄电池在充放电过程 中，电解液中的氢氧化钾 并无增减，故电解液的密 度和液面高度几乎不变
20
过热损坏的镍镉蓄电池
21
几种蓄电池性能比较
电池 种类 电动 势 (V)
2.1～ 2.2
平 均 终 止 电 解 比 能 量 容量输 工 作 荷电湿搁 电 压 液 性 ( W·h/k 出 效 率 置性能 电 压 (V) 质 g) (%) (V)
2.0 1.7 酸性
1个月， 10～50 80～90 容 量 降 30% 15～40 75～85 6个月，容
量降25%～ 40% 6 个月，容 量降15%～ 25%
22
铅酸 电池
镍镉 电池 锌银 电池
1.35
1.2
1.1
碱性
1.6～ 1.8
1.4
1.3
碱性
60～ 160
>95
§2-2飞机直流发 电机
27
接线柱 火花抑制盒 接线盖 密封滚珠轴承 转轴和 板组件 转轴花键 轴承支承架
磁轭和 激磁线圈
直流发电机
标称电压为30V（对应的电网
电压一般为28V）
额定容量为3、6、9、12和
18kW
6kW及其以上者有直流发电机
和直流起动发电机两种
28
二、直流发电机工作原理
线圈切割磁力线产生交变电动势 利用整流子把交变电动势变为脉动电动势 增加线圈匝数和整流片片数，可得较大、较平
55
晶体管电压调节器
56
晶体管电压调节器
基准电压 G WE
检测比较电路
波形变换电路
整形放大电路
控制执行电路
57
功率管与发电机励磁绕组 的连接图
Ue ton D T Ie it2 T itav it1 ton
(a)
ie
We Re
toff t
u ~
G
T
(b)
t
58
晶体管调压器
调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作 于开关状态，通过改变末级晶体管的导通比 来调节发电机励磁电流，从而保持发电机电 压基本恒定。
压不应低于其额定值； （1、确信飞机上 有蓄电池；2、容量在75%以上）
禁止用蓄电池进行长时间大电流放电或过
量放电。
17
镉镍蓄电池
18
镉镍蓄电池
镉粉(Cd)
氢氧化镍 Ni(OH)3
19
镉镍蓄电池
→ 放电
2Ni(OH)3 + 2KOH +Cd = = = 2Ni(OH)2 + 2KOH +Cd(OH)2 +电能
74
炭片调压器的均衡电路
U I1
+
R+1 Wreg1
G
1 5 3
I Wreg2
R U
R+2
+
I2
G
3
2
U1
A
U2
B
Weq1
Weq2
R-
R-
75
本章内容结束
76
67
至用电设备 蓄电池开关
过电压与过励磁故障的 保护
持续过压：由故障引起，持续时 间较长，危害大。 瞬时过压：持续时间极短，危害 较小。
68
对过电压保护装置的要求
应具有反延时特性
69
§2-5 直流电源的并
联供电
70
并联供电优点
可实现不中断供电，可靠性高
系统容量大，供电质量高
过速能力 rpm 效 率 起动电压 V 起动次数 最小起动力矩 kg·m 最小力矩 kg·m 悬挂力矩 kg·m 重量 kg 工作环境温度 ℃
§2-3 直流发电机的电 压调节
45
引 言
U = KEΦn - I R
发电机 端电压 负载 发电机 电流 电枢电阻
问：如果不采取措施，在飞行中发电机的端电压能 否保持恒定？为什么？
71
直流电源投入电网的条件
电源极性和电网极性相同 电源电压和电网电压相同
72
负载均衡的概念
两台发电机并联，如果两 台发电机的输出电流相等， 各为负载电流的一半，则称 负载分配是均衡的。
73
负载均衡的条件
两个调压器所保持的电压相等，
即U1=U2
两台发电机的正线电阻相等，
即R+1=R+2
铅酸蓄电池在放电过程中，电 解液的浓度降低。在充电过程
中，电解液的浓度升高。
9
(二)铅蓄电池的主要电气特性
1．电动势 E=0.84+d (V)
2．内电阻
电阻较小，一般为百分之几 到千分之几欧姆。 3.端电压 充电 U=E+IR
放电 U=E-IR
10
铅蓄电池放电曲线
极板附近及 孔隙中的电 解液浓度迅 速下降
23
飞机直流发电机的功用
将机械能转换为直流电能。 是中、小型飞机的主电源。
24
一、直流发电机的主要组成 (DC generator)
定子
转子
电刷装置
25
直流发电机
26
直流发电机
引线组件 电容器 夹子 带窗孔 的带 与驱动端相 对的端架 夹板 端盖 挡盖 电枢 滚珠轴承 电刷
E=KEΦn
发电机 转速
发电机 电动势 结构 常数 每磁极 下磁通
32
并励式直流发电机自激 发电条件
发电机的磁极要有剩磁 励磁电流产生的磁场方向与剩
磁场的方向相同 励磁电路的电阻不能过大
最低转速不得低于某临界值
33
并励式直流发电机自激 发电条件
磁通↑→电动势↑→端电压↑→励磁电流↑→励磁↑
46
电压调节器
功用：在一定条件下自动保持
发电机端电压基本恒定。
电压调节器简称调压器
47
电压调节器
48
外特性曲线
80 60 40 20 0
UN
0
200 400 600 800 1000
电流I ( A )
电流I (A)
不带调压器
带调压器
49
炭片式调压器