XX_型飞机交流发电机主要故障分析

毕业设计（论文）

题目：XX 型飞机交流发电机主要故障分析

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二0一二年五月十九日

目录

前言 (4)

第一章交流发电机的组成和原理........... 错误!未定义书签。第二章交流发电机故障分析. (9)

第三章某新型飞机故障分析 (19)

致谢 (23)

参考文献 (24)

［摘要］电机是利用电磁感应原理原理、能在航空器内实现机械能与电能、或电能与电能之间能量转换的电磁机械装置。本文主要介绍了交流发电机的组成和工作原理，分析交流发电机常见故障和检测方法。

［关键字］航空交流发电机定子转子

前言

航空交流发电机是飞机电气系统的基础。传统飞机的各子系统由机械、电气、液压及气压系统综合驱动更多地采用电力驱动被视为先进飞机电力系统的主导发展趋势，即所谓的多电飞机概念。电力电子、电气传动控制电子微处理器领域的最新进展，已经为改善航空电气系统以及其可靠性提高催动，因而MEA被认为是未来航空电气发展方向。

在航空电气系统中，不同类型负载需要的电能与主发电机提供的电能不同。例如先进航空电子以270V直流为主电源，某些部件又使采用的是28V直流或115V交流。因此未来航空电力系统将是交流和直流混合的系统。它既需要某些部件来完成电能形式的装换，又需要某些部件完成电转换。所以现代航空器需要采用不同类型的电力电子交换器，如AC/DC整流器DC/AC逆变器和DC/DC 斩波器，另外变速恒频系统（VSCF）采用了固体双向变换器，讲变频电能调理为频率和电压一定的电能。此外电池充放点单元采用了双向DC/DC变换器，因此多变换器电力、电气系统是MEA配电系统的主要形式，部件之间广泛的互连也使得和状态的交互成为可能。

航空电气系统的电源系统是由交流和直流电路网构成的，航空交流发电机是电气系统重要的构成，由交流发电机供给电能。

第一章交流发电机的组成和原理

电机是利用电磁感应原理原理、能在航空器内实现机械能与电能、或电能与电能之间能量转换的电磁机械装置。

一、基本结构

定子+气隙+转子：定子和转子中，一个是电枢；另一个是磁极。

电枢：电枢铁心+电枢绕组（发出三相交流电）

磁极：磁极铁心+励磁绕组（固定直流励磁，产生恒定磁场

二、分类

1 按磁极结构特点分

①凸极式：明显的磁极外形，航空同步发电机多采用

②隐极式：无明显的极形，用于大型和高速汽轮发电机

2 按旋转部件不同

①转电枢式：电枢绕组在转子上，磁极是定子，发出的交流电用三只滑环和电刷引出。

②旋转磁极式：电枢绕组在定子上，磁极是转子，转子励磁绕组中的直流电要用两个滑环和电刷引入。

交流发电机的工作原理图如下: (1)

(1)

如图：（2）

（2）

如图：（3）

（3）

发电机的三相定子绕组按一定规律分布在发电机的定子槽中，互相差120°电角度交流发电机的磁路是：转子爪极的磁力线从转子的N极出发，穿过转子与定子之间很小的气隙进入定子铁心，最后又经过空气隙回到相邻的S极，并通过磁轭构成了磁回路转子磁极呈鸟嘴形，可使定子绕组感应的交流电动势近似于正弦曲线的波形。当转子旋转时，由于定子绕组与磁力线有相对的切割运动，所以在三相绕组中产生频率相同，幅值相等，相位互差120°电角度的正弦电动势为eA、eB和eC。

二、整流原理和过程

在交流发电机中，整流器是利用硅二极管的单向导电性能进行整流的。

在三相桥式全波整流电路中，三个正二极管的正极引出线分别同三相绕组的首端相连在某一瞬间，只有与电位最高的一相绕组相连的正二极管导通同样，三个负二极管的引出线也同三相绕组的首端相连在同一瞬间，只有与电位最低的一相绕组相联的负二极管导通这样反复循环、6只二极

管轮流导通，在负载两端便得到一个较平稳的脉动的直流电压

下图为6只二极管组成的三相桥式全波整流电路及产生的电压波形图

如图：（4）

（4）

中性点电压一般用来控制各种用途的继电器，如磁场继电器、充电继电器等

三、交流发电机的励磁方式

交流发电机开始发电时，需由蓄电池供给励磁电流，此时为它励。当发电机达到蓄

电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流，也就是由它励转变为自励

四、不同形式交流发电机的电路连接方式及原理

1、9管交流发电机

9管交流发电机的特点是除了常用的6个二极管外，又增加了3个小功率二极管，专门用来供给磁场电流，又称为磁场二极管采用磁场二极管后，可以省去充电指示灯

继电器，其线路连接关系如图：（5）

（5）

2、8管交流发电机

8管交流发电机除了三相桥式整流电路的6个二极管外，还具有2个中性点二极管，

利用中性点二极管的输出可以提高发电机的输出功率如图所示

发电机高速运转时：

1）当中性点电压的瞬时值高于输出电压(14V)时，从中性点输出电流，如图2-11a所示

其输出电路为：定子绕组→中性点二极管VD7→负载和蓄电池→负极管→定子绕组2）当中性点电压瞬时值低于负极电位时，流过中性点二极管VD8的电流如图2-11b所

示。其输出电路为：定子绕组→正极管→B接线柱→负载和蓄电池→中性点二极管

VD8→定子绕组。当交流发电机输出电流时，中性点的电压含有交流成分，即中

性点三次谐波电压，且幅值随发电机的转速而变化如图所示

3、11管交流发电机

11管交流发电机由6个三相桥式整流二极管，3个磁场二极管和2个中性点二极管组成，如图所示。11管交流发电机兼有8管与9管交流发电机的特点。

第二章交流发电机故障分析