Авиационные генераторы

Основными источниками электрической энергии на ЛА являются генераторы. Мощность и количество их зависят от размеров и типа ЛА.

Самолетные генераторы обладают значительными особенностями вследствие требований, предъявляемых к ним в отношении конструктивного исполнения, электрических параметров и характеристик. К основным требованиям можно отнести максимальную надежность, высокую прочность, минимальные массы и габариты.

В зависимости от выбранных СЭС на ЛА могут быть использованы генераторы постоянного и переменного тока.

Генераторы постоянного тока

Для СЭС самолетов и вертолетов выпускаются серия генераторов постоянного тока и серия бесконтактных генераторов переменного тока с встроенными выпрямителями. На ЛА получили распространение генераторы серии ГСР (генераторы самолетные) мощностью 3 – 18 кВт, напряжением 28,5 В, диапазоном рабочих частот вращения n=4000 - 9000 об/мин. Эти генераторы имеют одинаковую систему охлаждения – продув от встречного потока воздуха для самолетов, продув от внешнего вентилятора для вертолетов, один и тот же привод – от первичных двигателей. Все они параллельного возбуждения. К самолетным генераторам относятся и генераторы серии ГСР – СТ и СТГ (стартер генераторы). Они используются не только как источники электрической энергии, но как двигатели для раскрутки вала авиационного двигателя при его запуске.

Специальные требования, предъявляемые к генераторам:

1. Возможность работы при переменной частоте вращения.

2. Генераторы должны выдерживать кратковременную нагрузку по току:

150% В течение 5 мин.;

200% В течение 5 – 10 с.

3. Генераторы должны быть способны отдавать не менее 30% мощности в течение 30 мин. при отсутствии охлаждения (питание потребителей при рулежке, при проверке).

4. Т. к. генераторы на борту работают параллельно, то для обеспечения устойчивости параллельной работы регулировочные характеристики генераторов

(I_в= f(I_нагр)) не должны иметь провалов.

5. Стартер-генераторы для обеспечения мягкой механической характеристики в стартерном режиме должны иметь последовательную обмотку (только для этого режима) или специальную схему регулирование тока возбуждения.

Электрическая схема генератора

Рис.5

ОВ – обмотка возбуждения;

ЯО – якорная обмотка.

Генераторы постоянного тока имеют схему внутренних соединений с общим “−“ (рис.5а), т. е. такую схему, в которой один из концов обмотки возбуждения наглухо присоединен к “−“, а другой – к “+” генератора через регулируемое сопротивление r_p (регулятор напряжения). В схеме соединений с общим “−“ при случайных замыканиях ОВ на корпус частично или полностью предотвращается возможность повышения напряжения генератора. Т.к. “−“ всегда соединен с корпусом (массой). При случайном замыкании на корпус, ОВ обоими концами подключается к “−“, при этом ток возбуждения, а отсюда и напряжение генератора снижаются.

Если же общим является “+” (рис.5б), то при замыкании обмотки возбуждения на корпус (при соединении “−“ конца ОВ с корпусом) ОВ оказывается подключенной непосредственно к выводам от щеток генератора помимо регулирующего устройства r_p. Поэтому ток в ОВ, а следовательно, и напряжение генератора достигают большой (по сравнению с номинальной) величины, особенно при вращении генератора с максимальной частотой (E=K_eФn). При таком резком повышении напряжения на генераторе неизбежно выходит из строя ряд потребителей и в первую очередь лампы накаливания.

Самовозбуждение генератора происходит от основных полюсов генератора при выполнении следующих условий:

- цепь возбуждения должна быть замкнутой;

- магнитная система машины должна обладать остаточным магнетизмом;

- магнитное поле, создаваемое ОВ должно усиливать, а не ослаблять остаточное намагничивание;

- сопротивление цепи возбуждения генератора должно быть меньше критического сопротивления при данной частоте вращения.