3. Основные параметры и характеристики авиационных электрических сетей постоянного тока.

Система постоянного тока может быть одно- и двухпроводной. При двухпроводной системе к потребителю проводятся прямой и обратный провода, связанные с положительным и отрицательным полюсами источника. В однопроводной системе к потребителю подводится только 1 провод, обратным проводом служит металлический корпус ЛА, что объясняется требованиями электробезопасности и тем, что большинство радиоэлектронной аппаратуры выполняется с заземлением на корпус. В месте контакта провода с корпусом при протекании тока возникает эрозия, причем перенос металла осуществляется с положительного потенциала на отрицательный. Если использовать корпус ЛА в качестве минусового провода, то разрушаться со временем будет провод, который можно легко заменить. В современных ЛА, где широко используются неэлектропроводимые композиционные материалы высокой механической прочности и меньшей по сравнению с алюминиевыми сплавами плотностью, в качестве обратного провода используется общая шина, соединенная с корпусом ЛА.

Количество проводов оказывает влияние в основном на параметры сети (на сечение и массу проводов). В проводах, имеющих большие нагрузки и большую протяженность, сечение q определяется по допустимой в них потере напряжения ∆U_доп:

Сечение коротких сильноточных проводов питающей сети определяется по допустимой плотности тока j_доп, а сечение малонагруженных информационных проводов – из условий механической прочности:

Умножив левую и правую части уравнений на удельный вес γ материала провода и его длину, можно получить соотношения для определения массы провода М_пр:

При использовании однопроводной системы масса проводов магистральной распределительной сети уменьшится в 4 раза, питающей и информационной – в 2 раза, упрощается коммутационная и защитная аппаратура, но увеличенная по сравнению с двухпроводной системой опасность поражения током и вероятность КЗ.

В торым параметром СЭС постоянного тока является напряжение, от которого зависит масса сети, определяемая способом выбора сечения провода. При увеличении напряжения масса провода без изоляции уменьшается, но с некоторого значения объем, и масса изоляции начинают влиять на массу всей сети больше, чем электропроводящая часть провода.

Влияние напряжения на массу электрических машин проявляется в основном через массу щеточно-коллекторного узла и степень заполнения зубцово-пазового слоя медью. Также при увеличении напряжения из-за снижения коммутирующего тока уменьшается объем контактной системы и снижается масса контакторов. Однако влияние напряжения на массу перечисленных элементов выражено слабее, чем на массу сети.

Существующий уровень развития полупроводниковой элементной базы позволяет создать бесконтактные электромеханические преобразователи и поднять напряжение в СЭС до оптимального для минимизации массы напряжения 270 В.

Достоинствами системы постоянного тока явля­ются:

• простой и экономичный непосредственный привод генераторов постоянного тока (коллектор­ных и бесколлекторных) от маршевых двигателей;

• использование генераторов постоянного тока в качестве стартеров для запуска маршевых двига­телей и двигателей ВСУ;

• простая аварийная СЭС, где аккумуляторная батарея имеет те же параметры электроэнергии, что и основная СЭС;

• высокая эффективность электромеханизмов с двигателями постоянного тока благодаря более высокому пусковому моменту и возможности реа­лизации простых и экономичных способов измене­ния частоты вращения;

• простота однопроводной сети;

• высокая безопасность обслуживания;

• простота реализации параллельной работы генераторов;

• простота аппаратуры регулирования, защиты и управления.

К недостаткам системы постоянного тока отно­сятся:

• большая масса СЭС из-за наличия в ней низ­ковольтной сети и электрических машин с массив­ным щеточно-коллекторным узлом. Удельная масса первичной СЭС постоянного тока составляет 14— 16 кг/кВт, удельная масса вторичной СЭС перемен­ного тока постоянной частоты с электромашин­ными преобразователями — 50—60 кг/(кВ • А) (при использовании статических преобразователей удель­ная масса та же, но КПД источников заметно выше);

• меньшая надежность в высотных условиях коллекторных машин и коммутационной аппаратуры.

С внедрением СЭС повышенного напряжения (270 В) ряд недостатков системы постоянного тока устраняется.