飞机直流电源系统分析报告

Ec
❖ 在导ij1通期Ij，M电A流e增t长j ，励磁I jM电流Er用jc ij1表 示j ，Lr jj
ij2rj
Lj
dij2 dt
0
ij2 Betton/j
❖ 在末A和级B管是积截分止常期数，间由，初始电条流件衰确定减。，励磁电流用 ij2表示，
AIjM Ij0
❖ 设t＝0时，ij1ij 1＝IjM ij 0，(IjM 则 ：Ij0)et/j
ij1IjM (IjM Ij0)eton/j
ij2 B
此时，ij1＝ij2
❖ t＝ton时，
BIjM (IjM Ij0)eton/j
ij2 IjM (IjM Ij0 )e to n /j e t to n /j
Ij0 eto1f f/ej Te/JT/j IjM
稳态时，当t＝T，ij2 =Ij0 ❖
令
1etof f / j C1 1eT /j
1eton / j C2 1eT /j
AC1IjM B C2IjM
ij1IjM(1C1et/j ) 。
ij2 IjMC2etton/j
励磁电流平均值
Ij IjM T 1 0 to n1 C 1 e t/j d t tT o n C 2 e ( t to n ) /jd t I jM t T o n E r j C D C
❖ 无刷：简化了电机的机械结构，提高了电机 的高空性能和可靠性，有电磁式和永磁式两 种。
1．永磁式无刷直流发 电机
转子：永磁材料，永磁 电机不能用灭磁的方 法实现电机内部短路 保护，通常用脱扣机 构在内部短路时将发 电机与原动机脱开。
定子部分：
❖ 电枢绕组：双Y绕组
❖ 三相晶闸管整流桥： 两套整流电路，减少
3.2 飞机直流发电机 ❖ 标称电压为30V，额定电流有100，200、
300、400和600A多种，相应的额定容量 为3、6，9、12和18kW。
表3.2.1 飞机直流发电机的重量功率比
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。
I1 R 1 U R 0 2 1 U K 0 1 2 K 2 R 1 R R 2 2 K K 2 1 K 2I
I2 R 1 U R 0 2 2 U K 0 1 1 K 2 R 1 R R 1 2 K K 1 1 K 2I
I I1I2
2 ( U 0 1 U 0 2 ) R 2 R 1 I K 2 K 1 I R 1 R 2 K 1 K 2R 1 R 2 K 1 K 2 R 1 R 2 K 1 K 2
❖ 直流U 电2 源I2 与R电2 网U 并n 联条件：电源极性和电网
相同，I电1 源I2电 I压和电网电压相同。
图3.4.1 两台直流发电机并联原理图
若调节器有调节误差又称静差，则调节点电压和调压器
调定电压U01、U02间的关系为
U1=U01－K1I1 U2=U02－K2I2
K
K
1 2
U 1 I1 U 2 I2
❖ 电磁式无刷直流发电机输出电压通过调节励
3.2.4 飞机直流发电机的冷却 ❖ 通常采用强迫吹风
❖ 发电机所需冷却空气流量由发电机的损耗、允许工作温度、导热性、电机内空气 分配合理性、冷却空气的温度和密度等因素确定。发电机额定功率相同，损耗大 效率低的需要冷却的空气量大。电机内部空气分布合理，发热均匀，则流量可小 些。电机各部分导热性好，热量易传出，绝缘材料允许工作温度高，则冷却空气 流量也可较小。
图3.2.2 永磁无刷直流发电机主电路 1－发电机永磁转子；2－双Y电枢绕组；3-晶闸管整流桥；4－ 平衡电抗器；5-滤波电容器
2. 电磁式无刷直流发电机
❖ 电磁式无刷直流发电机的一种方案是由三级 电磁式无刷交流同步发电机和二极管整流桥 构成。电磁式无刷交流发电机由永磁副励磁 机、交流励磁机、旋转整流器和主发电机构 成。交流励磁机的电枢在转子上，产生的三 相交流电经旋转整流器整流后供给主发电机 的励磁绕组，从而可不采用电刷和滑环。
❖ 对于 并励发电机，励
外特性
有调压器的外特性 ❖ 发电机负载电流超过一定值时，励磁电路的
外接电阻即调压器的等效电阻已达到最小， 负载再增加励磁电流不能再增加，发电机的 电压不能继续维持在额定值，而按自然外特 性变化。
有调压器的外特性
3.2.3 飞机直流发电机的种类
❖ 有刷：换向存在电刷磨损和电刷火花等问题， 制约了电机功率的增大。
❖ 飞行速度2160km/h，10~20km高度，迎面冷却气流温度达到180℃。
U=பைடு நூலகம்en-IaRa
3.3 飞机直流发电机的电压调节
❖ 电压调节器：改变串接于发电机 励磁回路的电阻来改变励磁电流 维持电压恒定。
❖ 振动式电压调节器与炭片式电压调节器
❖ 晶体管式电压调节器
ij1rj
Lj
dij1 dt
3.1 概 述 ❖ 主电源以直流电形式的飞机电源系统。
❖ 两种类型：28V低压直流电源；270V高 压直流电源。
❖ 由主电源、辅助电源、应急电源和二次 电源等构成。主电源的发电装置通常是 航空发动机直接传动的直流发电机；
❖ 辅助电源多数采用航空蓄电池，也有采 用辅助动力装置带动发电机的方案；
❖ 应急电源大多数为航空蓄电池，但也有 采用应急发电机的个例；
DC
t on T
励磁电源电压EC和电机励磁电阻rj不变时，平均励磁电流Ij仅与导通
比DC成正比。DC＝0，Ij＝0；DC＝1，
Ij
I jM
EC rj
3. 励磁电流的脉动和脉动率
❖ 励 动磁，I jM 电必流须IjM的减I脉小j0动脉Ij0会 动导 量致 。发 通电常机用输脉出动电率压来的判脉断 脉动I j0 程度，脉动i j1率是脉动电流峰峰值和电流
平均值之比的百分数。 Ij0 11eetTon//jj IjM 励磁电流脉动峰峰值 ❖
e e toff/j
T/j
Ij0 1eT/J
IjM
❖
IjM 1eto/n1 j e e tT o/f/jfj eT/j IjM 是t=t 时的 on
❖ 4．晶体管式电压调节器实例
3.4 直U 流1电I1源R的1并U 联n 运行