САМАРСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

имени академика

С. П. КОРОЛЕВА

АВИАЦИОННЫЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ЭНЕРГИИ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

По дисциплине

«Электрооборудование

летательных аппаратов

и силовых установок»

САМАРА

2004 Г.

Шабалов П.Г., Галкин Е.Ф.Авиационные преобразователи электрической энергии: Учебное пособие/Самара: СГАУ, 2004г. 92с.

В данном учебном пособии представлены авиационные преобразователи электрической энергии базового самолета МиГ-29, рассмотрена их общая характеристика, роль и место в системах электроснабжения летательных аппаратов. Основное внимание уделено рассмотрению вопросов теории преобразования напряжения, основных законов электротехники, объясняющих принцип действия, рассмотрены основные характеристики и процессы физических явлений, возникающие при работе авиационных преобразователей. В учебном пособии также изложены конструкция, основные технические данные и правила эксплуатации авиационных преобразователей электрической энергии самолета МиГ-29.

Рассмотрено на заседании цикла №2, от 30.11. 2004г., и предназначено для студентов ВУЗов, обучающихся по военно-учетным специальностям ВВС.

Самарский государственный аэрокосмический университет имени

академика С.П.Королева, 2004г.

Содержание:

1. Классификация преобразователей…………………………………………4

1.1 Электромашинные преобразователи постоянного тока в переменный…...5

1.2 Преобразователь ПТО-1000/1500М…………………………………………5

1.2.1 Назначение…………………………………………………………………..6

1.2.2 Основные технические данные…………………………………………….6

1.2.3 Устройство…………………………………………………………………..7

1.2.3.1 Электромашинные агрегат ЭМА………………………………………...7

1.2.3.2 Пусковая коробка ПК-1000/1500М………………………………………8

1.2.3.3 Коробка управления КУ-1000/1500М…………………………………....9

1.2.4 Электрическая схема………………………………………………………..9

1.2.5 Работа…………………….……………………………………………….....10

1.2.5.1 Запуск преобразователя…………………………………………………..10

1.2.5.2 Защита преобразователя от аварийного повышения частоты………….10

1.2.5.3 Регулирование напряжения генераторов………………………………..11

1.2.5.4 Регулирование частоты……………………………………………………11

1.2.5.5 Сигнализация готовности преобразователя……………………………..14

1.2.6 Техническая эксплуатация………………………………………………….16

1.3 Трансформатор Т-1,5/2……………………………………………………….20

1.3.1 Назначение………………………………………………………………….20

1.3.2 Основные технические данные……………………………………………20

1.3.3 Устройство………………………………………………………………….20

1.3.4 Электрическая схема……………………………………………………….21

1.3.5 Техническая эксплуатация…………………………………………………21

1.4 Выпрямительное устройство ВУ-6Б…………………………………………21

1.4.1 Назначение………………………………………………………………….21

1.4.2 Основные технические данные……………………………………………21

1.4.3 Устройство. Электрическая схема. Принцип работы……………………21

1.5 Преобразователь ПТС-800БМ……………………………………………….23

1.5.1 Назначение………………………………………………………………….23

1.5.2 Устройство………………………………………………………………….23

1.5.3 Принцип работы. Электрическая схема…………………………………..24

Авиационные преобразователи электрической энергии

1. Классификация преобразователей

Авиационные преобразователи электрической энергии служат источниками питания вторичных и аварийных систем электроснабжения. Вторичные системы электроснабжения обеспечивают энергией приемники электроэнергии, для которых или род тока, или напряжение, или допустимые отклонения частот или напряжений являются иными, чем в основной системе электроснабжения. Так, например, системы автоматического управления, пилотажно-навигационные приборы требуют высокой точности стабилизации частоты (примерно +1-2%). Инерциальные системы навигации, астронавигационные системы, бортовые вычислительные устройства требуют прецизионной точности стабилизации частоты источника питания (±0,005-0,05%). Анодные цепи ламп радиоэлектронного оборудования работают при напряжении постоянного тока, во много раз большем напряжения первичной системы электроснабжения.

Для потребителей с допустимым отклонением напряжения ±3% и частоты ±1% необходимо использовать вторичные источники электроснабжения.

В зависимости от выполняемых функций преобразователи электроэнергии подразделяются на следующие три группы:

— преобразователи рода тока;

— преобразователи уровня напряжения;

— преобразователи частоты.

Наиболее распространены преобразователи рода тока и преобразователи уровня напряжения. Часто преобразователи рода тока одновременно выполняют и функции преобразователей уровня напряжения.

Преобразователи электроэнергии можно разделить на электромашинные и статические.

Преобразователи частоты используются главным образом для регулируемого привода переменного тока. В отдельную группу можно выделить статические преобразователи нестабильной частоты в стабильную частоту 400 Гц.

При первичной системе электроснабжения постоянного тока низкого напряжения находят применение преобразователи постоянного тока в переменный одно- и трехфазный ток и преобразователи постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток повышенного напряжения.

Ввиду сложности схем и недостаточной их надежности параллельная работа преобразователей не нашла применения. Надежность обеспечения питания вторичных энергосистем достигается включением резервного преобразователя вместо отказавшего основного. Часто для наиболее важных приемников электроэнергии (например, для авиагоризонта) устанавливаются индивидуальные автономные преобразователи небольшой мощности.

В системах электроснабжения переменного тока стабильной частоты питание шин вторичной системы в большинстве случаев обеспечивается преобразователями переменного тока в постоянный другого уровня напряжения. Для этого применяются выпрямительные установки (ВУ) и трансформаторно-выпрямительные блоки (ТВБ).

Для преобразования переменного тока в переменный ток другого уровня напряжения применяются трансформаторы. На летательном аппарате с первичной системой переменного тока мощность вторичных систем значительно меньше, чем в системах постоянного тока низкого напряжения, и составляет примерно 5…10% общей мощности системы электроснабжения. Это обусловлено большими возможностями по изменению уровня напряжения в сис­темах переменного тока с помощью трансформаторов, что позво­ляет использовать в радиотехническом оборудовании встроенные преобразователи и уменьшить мощность вторичных систем элект­роснабжения.

1.1 Электромашинные преобразователи постоянного тока в переменный

В системах электроснабжения постоянного тока низкого напря­жения и системах переменного тока нестабильной частоты электро­машинные преобразователи применяются как источники однофазного или трехфазного переменного тока стабильной частоты 400, 500, 2000 Гц, питающие вторичные системы электроснабжения.

Электромашинные преобразователи постоянного тока в пере­менный делятся на однофазные (типа ПО), трехфазные (типа ПТ) и комбинированные (типа ПТО).

Преобразователи чаще всего выполняются как двигатель-гене­раторные агрегаты. Агрегат состоит из двигателя постоянного тока и генератора (или генераторов) переменного тока, размещенных в одном корпусе на общем валу. Магнитные и электрические цепи отдельных машин независимы. Двигатель преобразователя имеет последовательное или смешанное возбуждение. Генераторы возбуждаются от бортовой сети постоянного тока. Генераторы мало­мощных преобразователей возбуждаются от постоянных магнитов. Исполнение преобразователей — защищенное. Устройства управления и регулирования монтируются в отдельных блоках, устанавливаемых на агрегат или вблизи него. Охлаждение блоков — естественное или принудительное, двигатель-генераторный агрегат в наземных условиях охлаждается вентилятором, устанавливаемым на валу агрегата. На некоторых сериях преобразователей в полете осуществляется принудительное охлаждение всех блоков заборт­ным воздухом.

Основными недостатками электромашинных преобразователей являются:

• наличие контактных колец и коллекторного узла, снижающих надежность;

• низкий к.п.д. — не более 0,55;

• большая масса — 10 кг/кВ-А и более;

• небольшой срок службы — 250…500 ч.

1.2. Преобразователь пто-1000/1500m

1.2.1. Назначение

Преобразователь ПТО -1000/1500М предназначен для преобразования электрической энергии постоянного тока напряжением 27В в электрическую энергию переменного трехфазного тока напряжением 37В и переменного однофазного тока напряжением 115В с частотой 400Гц.

На изд.9-12 преобразователь ПТО -1000/1500М используется в качестве аварийного (резервного) источника электрической энергии. При нормальной работе СЭС переменного тока преобразователь работает в режиме ненагруженного резерва, т.е. постоянно включен, но не нагружен

Расшифровка маркировки:

ПТО - преобразователь трехфазный – однофазный.

1000 - мощность трехфазного генератора в ВА.

1500 - мощность однофазного генератора в ВА.

М - модернизированный.

1.2.2. Основные технические данные

Основные технические данные преобразователя ПТО -1000/1500М

приведены в таблице 1.1,

Таблица 1.1.

№ п. п.	Наименование параметра	Значение параметра
		Электродвигатель	Генератор трехфазный	Генератор однофазный
1	2	3	4	5
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Мощность, ВА Напряжение, В Ток, А Частота вращения, об/мин Частота тока, Гц Коэффициент мощности КПД преобразователя Масса в комплекте, кг Режим работы	- 27 ±2,7 170 12000 - не менее 43,5% 33 продолжительный	1000 37 ±2 15,6 12000 400 ±8 0,8	1500 115 ±4 13 12000 400 ±8 0,8

Резистор регулирования уровня однофазного напряжения обеспечивает изменение уровня однофазного напряжения в пределах 110.. . 120В при номинальном напряжении питания и номинальной нагрузке.

Резистор регулирования трехфазного напряжения обеспечивает (при тех же условиях) повышение выходного среднеарифметического значения трехлинейных напряжений до 38... 38,5В,

Преобразователь запускается на холостом ходу. Пусковой ток (при напряжении питания 27В и температуре 25 ± 10°С) не превышает 1020А. Ток холостого хода не более 50А.

Время выхода на режим при нормальных климатических условиях и номинальном напряжении не более 2с.

Коробка КУ-4000/1500М выдает сигналы на включение нагрузки раздельно по каналам 36В и 115В.

Охлаждение преобразователя:

- электромашинный агрегат ЭМА - от собственного вентилятора

- КУ-1000/1500М, ПК-1000/1500М, - теплообмен с окружающей средой

- резистор - СП5-20ВА-3300м ± 10%

1.2.3. Устройство

Преобразователь ПТО -1000/1500М состоит из следующих узлов (прил. 1)

1. Электромашинный агрегат ЭМА, состоящий из электродвигателя постоянного тока, однофазного и трехфазного генератора, смонтированных в общем, корпусе.

2.Пусковая коробка ПК-1000/1500М. Установлена на корпусе электромашинного агрегата.

3.Коробка управления КУ-1000/1500М . Устанавливается отдельно от электромашинного агрегата.

4. Резистор регулировки уровня однофазного напряжения СП3-20ВА-3300м ±10%.

1.2.3.1. Электромашинный агрегат эма

Электромашинный агрегат объединяет в одном корпусе электродвигатель постоянного тока и два генератора переменного тока - одно­фазный и трехфазный. Якорь электродвигателя и индукторы (ОВГО,ОВГТ) обоих генераторов смонтированы на одном валу.

Электродвигатель имеет шесть полюсов с обмотками возбуждения -сервисной W_п и управляющей W_у. Сервисная (последовательная) обмотка W_п включена последовательно с обмоткой якоря. Она обеспечи­вает достаточный вращающий момент при запуска и улучшает устойчивость работы преобразователя. Управляющая обмотка W_у входит в систему регулирования частоты. Ток, протекающий по этой обмотке, управ­ляется регулятором частоты, поддерживая в заданных пределах частоту вращения электродвигателя и, следовательно, частоту тока генераторов.

Оба генератора переменного тока - четырех полюсные с неподвижными рабочими обмотками W_p намотанными на статорах и вращающимися (на общем валу) индукторами с обмотками возбуждения ОВГО и ОВГТ.

Обмотки возбуждения получают питание через контактные кольца и щетки. Для поддержания выходных напряжений в заданных пределах, ток в обмотках возбуждения управляется автоматическими регуляторами напряжения, размещенных в коробке управления.

В электромашинном агрегате применены специальные высотные электрощетки. Данные щеток приведены в таблице 1.2.

таблица 1.2.

№ п.п.	Наименование	Электродвигатель	Генератор
1. 2. 3. 4. 5.	Марка щеток Размер щеток, мм Высота щеток при выпуске преобразователя заводом-изготовителем, мм Критическая высота щеток, мм Давление на щетки,	ВТ-5 6,5х15х24 не более 23,5 15,5 400±50	Вт-5 5х8х19 не менее 18,5 11 250±20

Давление на щетки регулируется:

- на электродвигателе - поворотом втулки на пальце щеткодержателя,

- на генераторе - поворотом пальца щеткодержателя.

Для доступа к коллектору и контактным кольцам нужно снять с агрегата легкосъемные хомут и колпак соответственно.

Ротор электромашинного агрегата вращается на двух радиальных шарикоподшипниках закрытого типа 7Ф180504УЕС2, которые не требует замены или пополнения смазки до первого планового ремонта.

Для защиты преобразователя от повреждений при аварийном повышении частоты вращения служит центробежной переключатель ЦП. Он состоит из двух основных узлов: вращающегося механизма, закрепленного на конце вала электромашинного агрегата и неподвижного контактного устройства с контактной пружиной и контактным винтом.

Вращающийся механизм состоит из пружинной скобы, в которую вставлена плоская пружина с центробежными грузиками. При увеличении частоты вращения выше допустимого предела (14700 об/мин) центробежные силы грузиков раздвигают пружинную скобу, и плоская пружина, распрямляясь, прижимает контактную пружину к контактному винту. При этом замыкается "-" цепь обмотки реле К4. Реле К4, срабатывая, отключает преобразователь. При остановке преобразователя ЦП возвращается в исходное положение.

Исполнение электромашинного агрегата защищенное, с самовентиляцией . Конструкцией агрегата также предусмотрено принудительное охлаждение - продувом воздуха через специальный патрубок на объекте, одевающийся на щит электромашинного агрегата.

1.2.3.2. Пусковая коробка пк-1000/1500м

Пусковая коробка включает в себя элементы дистанционного запус­ка преобразователя: пусковые контакторы К1,К2, пусковое сопротивле­ние R1; реле КЗ, К4, а также фильтры снижения радиопомех, дроссель, конденсаторы. Все элементы коробки размещены в литом алюминиевом корпусе. Нижняя часть корпуса выполнена в виде подставки для установ­ки и крепления на цилиндрической поверхности электромашинного агре­гата. Сверху коробка закрывается колпаком, выполненным из листового алюминия. На торцевой стенке коробки (со стороны контактных колец агрегата) расположена клеммная панель с двумя клеммами для присоединения питания, соединитель Х2, обеспечивающий питание приемников переменного тока и фланец с отверстием - для принудительного охлаждения коробки. На противоположной расположен соединитель XI - для соединения с коробкой управления КУ-1000/1500М.

1.2.3.3. Коробка управления ку-1000/1500м

Коробка управления включает в себя следующие основные блоки;

- блок регулятора однофазного напряжения БРН-7М;

- блок регулятора трехфазного напряжения БРН-7М;

- блок регулятора частоты БРЧ-7М;

- блок сигналов готовности БСГ.

Все элементы схемы коробки смонтированы в литом алюминиевом корпусе. Сверху коробка закрывается колпаком из листового алюминия. На торцевой стенке коробки расположены:

- подвесной соединитель X1 (со жгутом проводов в экранированной оплетке длиной 60 см) дня соединения коробки с пусковой коробкой ПК-1000/1500М;

- ось резистора (со шлицом под отвертку) для изменения уровня трехфазного напряжения;

- отверстие для принудительного охлаждения элементов схемы коробки.

В коробке установлен счетчик времени работы преобразователя.

Показания счетчика видны через отверстие в колпаке коробки.

Коробка управления на объекте крепится отдельно от электромашинного агрегата, для этого на корпусе коробки имеются четыре лапы, в которых; установлены резиновые амортизаторы.

1.2.4. Электрическая схема

Электрическая схема преобразователя ПТО -1000/1500М приведена в приложении 2.

Электрическая схема преобразователя обеспечивает дистанционный запуск и остановку электромашинного агрегата, автоматическую стаби­лизацию частоты и напряжения однофазного и трехфазного генераторов, а также снижение радиопомех, создаваемых в бортсети при работе преобразователя, защиту от аварийного повышения частоты вращения агре­гата и выдачу сигналов на включение, и выключение нагрузок.

Электрическая схема преобразователя состоит из :

- схемы дистанционного запуска и остановки электромашинного агрегата, размещенной в пусковой коробке ПК -1000/1500М;

- схемы блока сигналов готовности, размещенной в коробке управления КУ-1000/1500М;

- схемы стабилизации частоты и напряжения однофазного и трех­фазного генераторов, размещенной в коробке управления КУ-1000/1500М. Регулирование выходных напряжений и частоты однофазного и трехфаз­ного генераторов преобразователя осуществляется с помощью блоков БРН-7М и БРЧ-7М, выполненными по аналогичным схемам , с использованием однотипных элементов, которые были рассмотрены в регуляторах напряжения генераторов .

1.2.5. Работа

1.2.5.1. Запуск преобразователя

Запуск преобразователя - дистанционный, с ограничением величи­ны пускового тока. Запуск преобразователя происходит в две ступени.

1. ступень: При включении выключателя 86Э "ПТО" (см. рис. 1.1) через контакты 1-2 реле К4 получает питание обмотка контактора К1. Контактор К1 срабатывает и подключает якорь электродвигателя к бортсети через пусковой резистор R1. Одновременно подается питание на коробку управления. Двигатель запускается по схеме последова­тельным возбуждением, что позволяет развить достаточный пусковой момент для раскрутки генераторов. Величина сопротивления пускового резистора R1 выбрана так, чтобы пусковой ток не превышал пятикрат­ного номинального значения тока электродвигателя. По мере нарастания частоты вращения электродвигателя происходи: увеличение противо-ЭДС и уменьшение тока якоря.

2 ступень: При достижении противо-ЭДС величины 14…17В срабатывает реле КЗ и своими контактами замыкает цепь питания обмотки контактора К2. Напряжение срабатывания реле КЗ устанавливается ре­зистором R2. Контактор К2 срабатывает и шунтирует пусковой резистор R1. Управляющая обмотка W_у начинает питаться через регулятор час­тоты БРЧ-7М.

Вследствие уменьшения сопротивления в цепи якоря пусковой ток возрастает. Частота вращения якоря электродвигателя увеличивается и достигает номинальной установившейся величины.

Двухступенчатый запуск преобразователя ПТО-1000/1500М обеспечи­вает снижение потерь в преобразователе и значительно снижает его влияние на режим работы других приемников в момент запуска.

1.2.5.2. Защита преобразователя от аварийного повышения частоты

Для предохранения преобразователя от повреждений при чрезмерном аварийном повышении частоты вращения предусмотрен центробежный переключатель ЦП. При увеличении частоты вращения электродвигателя выше 14700 об/мин, переключатель ЦП замыкает свои контакты и обеспечивает пуск для реле К4. Реле К4 срабатывая самоблокируется контактами 5-6, а контактами 1-2 разрывает цепь питания контакторов К1 и К3 .В результате разрывается цепь питания электродвигателя и он останавливается.

При снижении частоты вращения ниже номинальной величины кон­такты ЦП размыкаются, но преобразователь остается отключенным из-за наличия самоблокировки реле К4. Чтобы снова запустить преобразо­ватель необходимо, отключить и вновь включить выключатель 86Э "ПТО". При этом реле К4 снимается с самоблокировки.

Если причина "разноса" не устранена, то преобразователь пов­торно будет отключен центробежным переключателем ЦП.

Аварийное повышение частоты вращения может произойти при не­исправностях в схеме регулирования частоты или по другим причинам. Например, при обрыве цепи, управляющей обмотки W_у электродвигателя преобразователя.

Блокировка включения преобразователя без коробки управления КУ-1000/1500М осуществляется тем, что "минус" контакторов К1 и К2 проходит через штепсельный разъем X1 коробки управления.

9.7.5.3. Регулирование напряжения генераторов

Регулирование выходных напряжений однофазного и трехфазного генераторов преобразователя осуществляется с помощью регуляторов БРН-7М.

Регуляторы напряжения БРН-7М выполнены аналогично регулятору напряжения блока БРЗ. Отличие - блоки измерения отклонения напряжений БИОН-1 имеют выпрямительные устройства.

Всякое отклонение напряжений генераторов от номинального значения воспринимаются блоками БИОН-1. Непрерывные по времени сигналы БИОН-1 усиливаются блоками предварительного усиления БУП и посту­пают на вход широтно-импульсных модуляторов ШИМ (блок БУМ-1М), где преобразуется в периодические сигналы, модулированные по дли­тельности.

Эти сигналы поступают на вход силовой части СЧ - исполнительного органа регуляторов, которые изменяют величину тока возбуждения генераторов в зависимости от величины отклонения напряжений от номинальных значений.

В результате изменения токов в обмотке возбуждения генераторов (ОВГО,ОВГТ) напряжения генераторов приводятся к номинальному значе­нию.

Для ручной установки уровня выходного напряжения однофазного генератора на самолете изд.9-12 предусмотрен выносной резистор ре­гулирования выходного напряжения 88Э "ПТО-1000/1500М". Резистор установлен в коробке регулирования напряжений, который размещен в нише левой стойки шасси.

Для ручной установки уровня выходного напряжения трехфазного генера­тора на самолете изд.9-12 предусмотрен резистор R1, установленный в коробке управления КУ-1000/1500М.

1.2.5.4. Регулирование частоты

Регулирование частоты переменного тока генераторов преобразователя ПТО-1000/1500М производится путем изменения частоты вращения двигателя за счет изменения величины тока и управляющей обметке W_У двигателя.

Регулятор БРЧ-7М выполнен аналогично регулятору напряжения БРН-7М, за исключением измерительного органа БИОН-1, в качестве которого применен фазочувствительный выпрямитель В. Г. Константинова (см.рис.1.1).

Для пояснения принципа действия этого измерительного органа вначале рассмотрим схему простейшего однополупериодного фазочувствительного моста, приведенную на рис.1.2.

Рис. 1.2. Схема однополупериодного фазочувствительного моста.

Здесь контролируемое нап­ряжение U₁ подводится к первичной обмотке трансформатора Т1, вторичная обмотка которого выполнена с нулевой точкой. К выходным клеммам трансформатора Т1 через резистор R1 и конденсатор С подклю­чена первичная W₁ трансформатора Т2.

Параметры конденсатора С и трансформатора Т2 (R_L, L_k) выбраны так, что резонанс напряжений во внешнем контуре фазочувствительного моста наступает при значении частоты, превышающем ее но­минальную величину.

Ток i_к во внешнем контуре измерительного моста при резо­нансе напряжений (ω₌ω_р) достигает наибольшего значения и на­ходится в фазе с напряжением Ů₂ на клеммах вторичной обмотки трансформатора Т1.

При частоте тока (ω>ω_р) i_k отстает от напряжения Ů₂ , а при ω<ω_р - опережает Ů₂.

Протекание тока i_к во внешнем контуре моста обслуживает наведение на вторичных обмотках трансформатора Т2 ЭДС. Эта ЭДС отстает от тока i_k на 90°. На рис. 1.3 показана векторная диаграмма напряжений для внутреннего контура, однополупериодного фазочувствительного моста, в цепь которого включен резистор RЗ, для случая, когда ω<ω_р.

Рис. 1.3. Векторная диаграмма Рис. 1.4. Выходная характеристика

измерительного органа

Из приведенной диаграммы следует, что при условии равенства сопротивлений R1 к первичной обмотки R_L трансформатора Т2 и ω<ω_р вектор ЭДС Е_оп находится в фазе с вектором напряжения. Ů_mn между точками "m" и “n” внутреннего контура с рассматриваемый измерительный орган имеет два внутренних контура с выходными резисторами RЗ и R4. В этих контурах под дей­ствием напряжений Ů_mn и ЭДС E_оп через резисторы R3 и R4 протекают токи, которые выпрямляются диодами VД1 и VД2. Разница паде­ний выпрямленных напряжений на R3 и R4 используется в качестве выходного сигнала U_вых измерительного моста.

(1.1)

Отличие сигналов, формируемых на резисторах R3 и R4, заклю­чается в том, что в одном из внутренних контуров измерительного органа изменяют направление ЭДС E_оп путем обратного включения его вторичной обмотки трансформатора Т2 (рис, 1.2). В этом случае сред­ние выпрямленные напряжения на резисторах RЗ и R4 в зависимости от изменения частоты определяются следующими выражениями:

(2)

где К_В - коэффициент выпрямления выпрямителя.

Поэтому при изменении частоты синхронного генератора, напри­мер, ее увеличении, падение напряжения на резисторе 3 будет умень­шаться, а на резисторе R4 увеличиваться. При ω=ω_р напряжения U_R3 = U_R4 =K_BE_OП .

Характер изменения падения напряжений на резисторах R3 и R4 и результирующего выходного сигнала измерительного органа от изменения частоты показан на рис.1.4. выходная характеристикаU_вых = f(ω) рассматриваемого фазочувствительного моста обладает большой крутизной и в точке резонансной частоты ω=ω_р проходит через нуль. Резонансная частота выбрана так, чтобы ω_p>ω_ном.

В измерительном органе БИОН-1 блока БРЧ-7М, в отличие от рассмотренного простейшего однополупериодного фазочувствительного моста (рис.1.2) применены двухполупериодные мостовые схемы, что позволяет увеличить вдвое его коэффициент усиления. Для обеспечения не­прерывности питания измерительного органа системы регулирования в случае отказа одного из синхронных генераторов используется тран­сформатор Т1 с двумя первичными обмотками, одна из которых может получать питание от однофазного, а другая - от двух фаз трехфазного генератора. Подключение соответствующих обмоток трансформатора Т1 к клеммам генераторов осуществляется подключающими контактами реле К5.

Выходной сигнал U_вых = f(ω ) измерительного органа посту­пает yа вход блока предварительного усиления БУП.

При закрытии транзистора VТ6 в управляющей обмотке W_у двигателя M возникает ЭДС самоиндукции, которая обуславливает проте­кание тока через обмотку W₄ трансформатора Т4 и диод VД13, что обеспечивает режим непрерывного тока в управляющей обмотке W_у двигателя.

Процесс стабилизации частоты тока преобразователя ПТО-1000/1500М например, при ее увеличении, осуществляется следующим образом. В из­мерительном органе БИОН-1 регулятора при увеличении частоты тока возрастает потенциал точки "а" и уменьшается потенциал точки “б” (рис.1.2) . Это обуславливает уменьшение тока в обмотке управления W_у магнитного усилителя А1 блока БУМ-1М, что приводит к увеличению времени открытого состояния транзистора VТ4, и, следовательно, транзистора VТ6 силовой части СЧ регулятора.

Ток управляющей обмотки W_У двигателя М возрастает, и, следова­тельно, уменьшается частота его вращения. Частота тока преобразователя восстановится до заданного значения.

1.2.5.5. Сигнализация готовности преобразователя

Схемой преобразователя предусмотрена выдача сигналов готовности в виде”+27В” на обмотки контакторов, включающих нагрузку на преобразователь. Эту функцию выполняет блок сигналов готовности БСГ.

Сигналы готовности выдаются раздельно по каналам напряжения однофазного и трехфазного генераторов при достижении:

- частоты тока преобразователя - 360…380Гц;

- напряжения однофазного генератора - 95…103В;

- напряжения трехфазного генератора - 31, 2… 33, 2В

и снимаются при:

- повышении частоты ваше430…445Гц и понижении частоты ниже360... 380Гц;

- повышении напряжения однофазного генератора выше 127… 132В.

- повышении напряжения трехфазного генератора выше 41,3... 43,3В

Снятие сигналов готовности производится с выдержкой времени не более 0,6с.

Схема БСГ также осуществляет переключение питания трансформатора Т1 БИОН-1 с однофазного генератора на трехфазный в случае понижения напряжения на однофазном генераторе.

Структурная схема сигнализатора готовности приведена на рис.1.5

Сигнализатор готовности состоит из:

- канала готовности по частоте;

- канала готовности по напряжению однофазного генератора;

- канала готовности по напряжению трехфазного генератора;

- схемы переключения.

Рис.1.5 Структурная схема сигнализатора готовности

Работа канала готовности по частоте

Чувствительным элементом измерительного органа ИО канала готов­ности является последовательный резонансный контур, состоящий из дросселя Др1 и конденсатора С1, получающий питание с вторичной об­мотки входного трансформатора Т1 БИОН-1 регулятора частоты. Контур настроен в резонанс на частоту 400Гц. С выхода резонансного контура выпрямленное напряжение подается на делитель напряжения R1,R2, на котором происходит сравнение с эталонным напряжением. Источником эталонного напряжения служит стабилизатор напряжения на стабилитроне VД1(см. рис. 1.2).

Исполнительным элементом схемы является реле К6, "минусовую" цепь которого обеспечивает исполнительное устройство - триггер. Через нормально разомкнутые контакты этого реле сигнал готовности по частоте выдается в каналы готовности по напряжению.

При частоте тока близкой к 400Гц ток через резонансный контур (Др1,С1) достигает максимального значения, падение напряжения на делителе напряжения (R1,R2) не позволяет эталонному напряжению выключать триггер, реле К6 срабатывает и подает сигнал готовности по частоте в каналы готовности по напряжению.

При уходе частоты от номинального значения 400Гц за допустимые пределы в сторону уменьшения или увеличения (ниже 360..380Гц или выше 430…445Гц), ток через резонансный контур уменьшается, паде­ние напряжения на делителе напряжения, вызванное этим током умень­шается.

В результате под действием источника эталонного напряжения триггер выключается, по обмотке реле К6 ток протекать не будет, и сигнал готовности снимается с каналов готовности по напряжению.

Работа каналов готовности по напряжению

Каналы готовности по напряжению выполнены по одной принципиаль­ной схеме и имеют общий источник эталонного напряжения на стабилитроне VДЗ.

Рассмотрим принцип работы канала готовности по трехфазному напряжению (рис.1.2).

Исполнительным элементом схемы является реле К8, через нормально замкнутые контакты, которого включена обмотка контактора К10, подключающего трехфазный генератор преобразователя к нагрузке.

Последовательно с нормально замкнутыми контактами реле КЗ вклю­чены нормально разомкнутые контакты реле К6. Таким образом, сигнал на подключение трехфазного генератора на нагрузку проходит при на­личии двух сигналов: готовности по частоте и готовности по напряжению.

Измеряемое напряжение трехфазного генератора подается на вход; канала готовности по трехфазному напряжению через трансформатор Т1. Это напряжение выпрямляется и поступает на измерительный орган ИО (делители напряжения), где сравнивается с эталонным напряжением ста­билизатора напряжения на стабилитроне УД3.

В начальный момент, когда преобразователь не набрал оборота, его напряжение и частота малы, реле К6 обесточено и через нормально замкнутые контакты “+27В”подается на триггер. Триггер под действием эталонного напряжения включается и обеспечивает "-" реле К8. Реле КЗ срабатывает и разомкнет свои нормально замкнутые контакты, что предотвратит выдачу ложного сигнала готовности.

По мере увеличения напряжения трехфазного генератора падение напряжения в измерительном органе ИО растет, источник эталонного напряжения будет не в состоянии держать триггер во включенном сос­тоянии. Триггер выключается и обмотка реле К8 обесточится, К8 отпус­тит контакты, что обеспечивает прохождение сигнала готовности по напряжению на подключение трехфазного генератора преобразователя на нагрузку.

При увеличении напряжения выше 41,3…43,3В измерительный орган ИО выдает сигнал на включение триггера. В результате сработает реле К8 и разомкнет свои контакты. Сигнал готовности на подключение трех­фазного генератора вырабатываться не будет.

Схема канала готовности по однофазному напряжению работает аналогично рассмотренной схеме канала готовности по трехфазному напряжению. Исполнительным элементом схемы является реле К7, которое срабатывает в случае понижения напряжения и частоты, а также в слу­чае увеличения однофазного напряжения выше 127…132В.

Работа схемы переключения первичных обмоток трансформатора т1 бион-1

Переключение питания измерительного органа БИОН-1 регулятора частоты осуществляется в случае понижения напряжения однофазного генератора. В нормальном режиме первичной обмоткой трансформатора Т1 является обмотка W₁, которая подключена через нормально замкну­тые контакты реле К5 на напряжение однофазного генератора. В случае снижения однофазного напряжения реле К5 срабатывает, от­ключает обмотку W₁, а, замкнув свои нормально разомкнутые контакты, подключает на выход трехфазного генератора обмотку W₂, которая после этого переключения становится для трансформатора Т1 первич­ной, взамен обмотки W₁.

Схема переключения подключена к измерительному органу ИО канала готовности по напряжению однофазного генератора. По принципу дей­ствия она аналогична описанной ранее схеме контроля напряжения с той разницей, что исполнительный элемент, реле К5, коммутирует первичные обмотки трансформатора Т1 БИОН-1 только при снижение напряжения однофазного генератора ниже допуска. Если напряжение однофазного генератора находится в заданных допусках, то обмотка реле обесточена.

1.2.6. Техническая эксплуатация

Надежность работы и длительная работоспособность преобразователя обеспечивается строгим соблюдением правил эксплуатации

Техническое обслуживание преобразователя ПТО-1000/1500М при эксплуатации осуществляется в объеме и в сроки, предусмотренные Регламентом технического обслуживания № 9-12 часть, 1У.

Особое внимание при обслуживании должно быть обращено на состояние коллектора, контактных колец и щеток.

Коллектор и контактные кольца необходимо своевременно очищать от загрязнений и подгара . По мере износа щеток необходимо их заменять на новые.

Для снижения износа щеток в высотных условиях в них заделаны

Дисульфид-молибденовые стержни, под которыми на коллекторе и кольцах образуется выработка. Величина выработки не должна превышать 0,8 мм Измерение величины выработки коллектора и колец производится специальным штангенциркулем с заостренной ножкой радиусом 0,5 мм.

Необходимо учитывать, что щетка должна иметь запас по высоте , чтобы обеспечить работу преобразователя до следующего регламентного осмотра.

Высота щеток в состоянии поставки на коллекторе 23,5 мм , контактных кольцах – 18,5 мм.

Критическая высота щеток (высота, при которой нарушается : нормальный контакт между щеткой и коллектором или кольцом): у двигателя 15,5 мм, у генератора - 11,0 мм.

Для определения минимально-допустимой высоты, при которой преобразователь допускается к дальнейшей эксплуатации ,до выполнения очередных 100 и 200 часовых регламентных работ, в каждом случае производить индивидуальное прогнозирование. При этом руководствоваться требованиями Указания ГИ ВВС № 172(0068) от 17.06.1977г. "Об установлении эксплуатационных допусков на щет­ки авиационных генераторов и преобразователей".

При выполнении регламентных работ высоту щеток и величину их износа учитывают в отдельном журнале с указанием следующих данных:

- условное наименование и номер самолета;

- тип и номер преобразователя;

- наработка преобразователя в летных часах;

- номер щетки и износ щетки.

Нумерация щеток у преобразователя ведется от пусковой коробки по ходу часовой стрелки, если смотреть со стороны коллектора,

Замена щеток у преобразователя проводится с обязательной при­тиркой и пришлифовкой. Притирка щеток проводится по той же методи­ке, что и у генератора ГСР-СТ-12/40А.

Пришлифовка щеток проводится при работе преобразователя на холостом ходу в течение 10..15 часов, пока на рабочей поверхности не образуется гладкая, блестящая поверхность. Площадь пришлифованной поверхности должна быть не менее 80%.

Перед установкой преобразователя на самолет проводится внеш­ний осмотр и проверяется работа преобразователя на холостом ходу путем подключения его через пусковую коробку и коробку управления к источнику постоянного тока напряжением 27В.

При этом необходимо учесть следующее:

1. Преобразователь нельзя использовать для параллельной рабо­ты с другими преобразователями или источниками переменного тока. Включение на параллельную работу ПТО-1000/1500М выведет преобразо­ватель из строя.

2. При включении преобразователя пусковой ток достигает 1020А- Это необходимо иметь в виду при питании преобразователя от наземных источников, мощностью не менее 18 кВт.

Напряжение на клеммах преобразователя при запуске не должно быть меньше 18В. При более низком напряжении пусковой контактор может войти в режим "звонка", что обычно вызывает спекание кон­тактов контактора. Характерные неисправности преобразователя ПТО-1000/1500М,

возможные причины и способы устранения в таблице 1.3

Регламентные работы на преобразователе выполняются на снятом с самолета агрегате. Демонтаж преобразователя ПТО-1000/1500М производится следующим образом:

1. Открыть люк (шп.№2Б-3 отсек №3, нижний)

2. Отсоединить преобразователь от бортсети самолета. Для этого отвернуть два винта, крепящие крышку клеммной панели, и снять крышку, отвернуть гайки и клеммных болтов и отсоединить провода питания от клеммы “+” и "-". Отсоединить соединители X1 и Х2, соединяющие ЭМА с коробкой управления и сетью приемников переменного тока.

3. Отсоединять патрубки со шлангами охлаждающего воздуха от ЭМА пусковой коробки и коробки управления,

4. Отвернуть 4 винта, крепящие агрегат к самолету и снять машинный агрегат.

5. Отвернуть 4 винта, крепящие коробку управления и снять ее с самолета.

Если преобразователь демонтирован для замены, то необходимо записать в его паспорте наработку в часах по показанию счетчика коробки управления.

Монтаж преобразователя производится в обратном порядка. При этом необходимо обратить внимание на подключение преобразователя к бортсети.

“Плюс" питающей бортсети обязательно подключить к клемме “+” а “минус” к клемме "-", иначе изменение полярности питания выведет преобразователь из строя.

Таблица 1.3

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
1.Преобразователь не запускается 2. Нет напряжения в однофазной или в трехфазной цепях 3. Выходное напряжение не соответствует заданному и не приводится к норме ре­зистором регулиров­ки уровня напряжения. 4.Искрение под щет­ками, подгорание коллектора или контактных колец 5.Чрезмерный нагрев электромашинного агрегата	1.Нет контакта на клеммах питания 2. Обрыв внутренне­го монтажа Обрыв внут­реннего монтажа Неисправность системы регу­лирования 1.Плохое прилегание щеток к коллекто­ру или контактным кольцам 2.Загрязнение коллектора или кон­тактных колец Тугое вращение ротора	1.Очистить контактирующие поверхности, обеспечить надежный контакт затяжкой клеммных гаек. 2.При обрыве отправить электромашинный агре­гат с пусковой коробкой в ремонт Заменить электромашинный агрегат Заменить коробку управ­ления 1.Протереть и пришлифовать щетки 2.Протереть коллектор или контактные кольца тканью смоченной в бензине. Если загрязнение не удаляется, зачистить шлифовальной бумагой Заменить электромашинный агрегат

1.3. Трансформатор т-1,5/0,2

1.3.1. Назначение

Понижающий трехфазный трансформатор Т-1,5/0,2 предназначен для питания приемников электроэнергией переменного тока напряжение 37В.

1.3.2. Основные технические данные

1. Напряжение питания, В - 200 ±10

2. Напряжение вторичное, В - 37 ±1,5

3. Мощность, ВА - 1500

4. Частота, Гц - 400 ±8

5. Коэффициент мощности - 0,8

6. КПД - не менее 0,9

7. Число фаз - 3

8. Соединение обмоток - звезда/звезда

9. Режим работы - продолжительный

10. Масса, кг - не более 3

1.3.3. Устройство

Трансформатор Т-1,5/0,2 представляет собой силовой трехфазный понижающий трансформатор стержневого типа с естественным воздушным охлаждением. Основные элементы конструкции:

- сердечник;

- катушки;

- основание;

- колодки с выводными клеммами и крышкой;

- колпак.

Сердечник - ленточный, разрезной, навит из электротехнической стали толщиной 0,08мм. Крепится к основанию при помощи скоб, наклад­ки и болтов.

На сердечник надеты катушки, каркас которых изготовлен из прессматериала. Намотка катушек рядовая, витки намотаны вплотную.

Основание наготовлено из алюминиевого сплава, на котором расположены колодки с выводными клеммами.

Для защиты от механических повреждений трансформатор закрывается колпаком из листового алюминиевого сплава.

1.3.4.Электрическая схема

Электрическая схема трансформатора Т-1,5/0,2 приведена на рис. 2.8. приложения 3.

Трансформатор имеет две обмотки:

- первичную W1;

- вторичную W2:

Обе обмотки соединены по схеме "звезда".

1.3.5.Техническая эксплуатация

Техническое обслуживание трансформатора Т-1,5/0,2 при эксплуа­тации осуществляется в объеме и сроки, предусмотренные Регламентом технического обслуживания № 9-12, часть 1У.

Трансформатор установлен В отсек № 4 (в нижней части), шп.№3-4. В процессе эксплуатации трансформатор не требует специального ухода, но необходимо периодически осматривать и проверять работоспособность. При внешнем осмотре на поверхности трансформатора не должно быть пали, загрязнений, механических повреждений.

Проверка работоспособности трансформатора проводится при проверке СЭС переменного тока на самолете пультом ПКЭ.

При включенном трансформаторе запрещается снимать с него крышку, так как на клеммах высокое напряжение.

В процессе эксплуатации трансформатор разбирать не разрешается. В случае выхода из строя трансформатор заменяется новым.

1.4. Выпрямительное устройство ву-6б.

1.4.1 Назначение.

Выпрямительное устройство ВУ-6Б предназначено для преобра­зования переменного трехфазного тока в постоянный и использует­ся в качестве основного вторичного источника электрической энер­гии постоянного тока напряжением 27В.

1.4.2 Основные технические данные ву-6б:

- номинальная мощность, кВт 6

- номинальный ток нагрузки, А 200

- выходное напряжение при изменении напряжения питания от 196

до 206 В, тока нагрузки от 20 А до 200 А и частоты от 380 до 420 Гц

В установившемся режиме не должно выходить за пределы, В 25,4-29,7

- КПД 0,85

- масса не более, кг 9,4

• охлаждение устройства - продувом воздуха с помощью встроенного вентилятора.

1.4.3 Устройство. Электрическая схема. Принцип работы.

Конструктивно устройство выполнено в виде цилиндра, установ­ленного на амортизаторы. На его переднем щите отлит стакан, внут­ри которого крепится трехфазный асинхронный двигатель, приводящий во вращение осевой вентилятор. Вентилятор обеспечивает продув охлаждающего воздуха через устройство.

Принципиальная электрическая схема выпрямительного устройства ВУ-6Б приведена на рис.1.7.

Рис.1.7. Принципиальная электрическая схема выпрямительного

устройства ВУ-6Б

Включение в сеть понижающего трансформатора Т выпрямительно­го устройства для подавления радиопомех осуществляется через фильтр с дросселями Др1-ДрЗ и конденсаторами CI-C6.

При переключении переключающей коробки первичной обмотки с зажимов А, В, С на зажимы AI,BI,CI выпрямленное напряжение возрастает на 0,8-0,85 В.

Первичная обмотка трансформатора включена по схеме "Звезда" и имеет ответвления от фазовых обмоток.

Трансформатор имеет две группы вторичных обмоток, каждая из которых соединена по схеме "треугольник с удлиненными сторо­нами" (разновидность соединения в "зигзаг"). Схемы соединения вторичных обмоток отличаются между собой изменениями маркировки фазных обмоток. В этом случае линейные напряжения вторичных обмоток сдвинуты по отношению друг к другу на 30 электрических градусов, как это показано на векторной диаграмме рис.1.8.

Вторичные обмотки трансформатора Т подключены к двум трех­фазным двухполупериодным выпрямителям BI и В2, включенных парал­лельно. Включение выпрямителей на параллельную работу производится через уравнительные индуктивные сопротивления - двухобмоточный дроссель Др4. Принятая схема выпрямления переменного тока в постоян­ный позволяет получить минимальные пульсации в кривой выпрямлен­ного напряжения.

da выходе устройства включен фильтр с дросселями Др5,Дрб и конденсаторами С7-С9.

Асинхронный двигатель М вентилятора подключен к входным зажимам устройства.

Рис.1.8. Векторная диаграмма линейных напряжений

Выпрямительное Устройство ВУ-6Б выпускается в отлаженном сос­тоянии и его эксплуатация может осуществляться как по техническо­му состоянию, так и по ресурсу. При условии работоспособности уст­ройство в процессе эксплуатации не нуждается в выполнении специа­льных работ по поддержанию его надежности.

1.5. Преобразователь птс-800бм

1.5.1 Назначение

Преобразователь трехфазный статический ПТС-800БМ (далее ПТС) предназначен для преобразования постоянного тока напряжением 27В в трехфазный переменный ток частотой 400 Гц с напряжением 200/115 В. Номинальная мощность нагрузки на выходе преобразователя состав­ляет 800 ВА при коэффициенте мощности 0,8.

1.5.2 Устройство

В конструктивном отношении ПТС представляет собой прямоуголь­ный корпус, внутри которого размещены силовые устройства, печат­ные платы с элементами систем управления и защиты, встроенный вентилятор и фильтры. Печатный монтаж элементов управления и защиты в сочетании с разъемами лепесткового типа повышает надежность преобразователя, облегчает поиск и устранение неисправностей в процессе эксплуатации.

Вентилятор обеспечивает отвод тепла от силовых элементов преобразователя путем продува воздуха и включается автоматически с помощью специального усилителя и терморезисторов при достиже­нии температуры внутри агрегата до 94...98°С.

Для установки на объекте преобразователь снабжен специальной рамой с амортизаторами и механическими замками.

Общая масса преоб­разователя составляет 14 кг.

В структурном отношении (рис.1.9) преобразователь представляет собой совокупность силовой части и системы регулирования, управления и защиты.

Рис. 1.9 Структурная схема ПТС-800БМ

В состав силовой части преобразователя входят:

- два однотипных однофазных инвертора напряжения И1,И2;

- формирователь трехфазного напряжения ФН;

- статический умформер СтУ;

- входной Ф1 и выходной Ф2 фильтры.

Систему регулирования, управления и защиты составляют:

- задающий генератор ЗЕ;

- блоки управления инверторами БУИ1 и БУИ2;

- регулятор напряжения РН;

- фазосдвигающее устройство ФСУ.

Кроме того, в преобразователе предусмотрен встроенный блок питания, представляющий собой параметрический многоуровневый стабилизатор напряжения и предназначенный для питания функциональ­ных элементов преобразователя, и устройство защиты от перегру­зок, которые на схеме рис. 1.9 не показаны.

1.5.3 Принцип работы. Электрическая схема.

Принцип построения и работы ПТС основан на формировании трехфазной системы напряжений из двух однофазных напряжений и стабилизации выходного напряжения путем регулирования напряжения питания однофазных инвесторов.

Упрощенная электрическая схема ПТС приведена на рис. 1.10.

Инвертор И1 (И2) выполнен на транзисторах VI...V4 по мостовой схеме, в одну диагональ которой включена первичная обмотка трансформатора Т1(Т2) формирователя напряжения ФН, а ко второй диагонали подведено напряжение постоянного тока.

Рис.1.10 Электрическая схема ПТС

Управление состоянием транзисторов V1...V4 осуществляется импульсными сигналами прямоугольной формы, следующих с частотой 400 Гц с выходов триггеров TI и ТЗ блока управления инвертора БУИ1(БУИ2). Причем импульсы управления транзисторами VМ и V2 поступают с запаздыванием на 1/3 периода по отношению к импульсам управления транзисторами V3 и V4 , как это показано на рис.1.11. В результате такого запаздывания на выходе инвертора формируется напряжение Uинв прямоугольной формы с "паузой на нуле" длительностью 1/6 периода, что в пересчете на электрический угол первой (основной) гармоники составляет 60°эл. Пауза указанной длительности обеспечивает улучшение спектрального состава выход­ного напряжения и, вследствие этого, снижение массы выходного фильтра и повышение КПД преобразователя. В этом легко убедиться, разложив в ряд Фурье напряжение Uинв:

(1.2)

где - относительная длительность паузы.

Из данного выражения следует, что при в спектре напряжения отсутствуют все гармоники тока, кратные 3, и существен­но ослаблены другие высшие гармонические составляющие. При этом достигается коэффициент нелинейных искажений ______ Дальнейшее снижение содержания высших гармоник и приведение коэффициента нелинейных искажений в соответствие с ГОСТ 19705-81 до 8% и менее обеспечивается установкой выходного фильтра.

Указанный закон переключения транзисторов VI...М4 обеспечивается блоком управления инвертором БУИ1 (БУИ2) .

Основными элементами БУИ являются R-S триггеры Т1...ТЗ с логикой на входах, сумматор и делитель частоты на 3, выполненный с использованием схемы задержки на 3 такта.

Рабочая частота БУИ составляет 2400 Гц, которая получается удвоением частоты 1200 Гц разнополярных импульсов, поступающих от задающего генератора, с помощью двух элементов ИЛИ-НЕ и сумматора. При этом триггер TI изменяет свое состояние по переднему фронту каждого третьего импульса, триггер Т2 переключается с запаздыва­нием относительно TI на I такт рабочей частоты. Такое же запаздывание имеет триггер ТЗ относительно Т2. Период переключения всех триггеров составляет 6 тактов рабочей частоты, что соответствует заданной частоте переключений инверторов 400 Гц (рис.1.11).

Блок БУИ2 выполнен аналогично БУИ1. Однако импульсы управления на вход БУИ2 поступают не непосредственно от задающего генератора, а от БУИТ через магнитный усилитель УМ2 фазосдвигающего устройства. За счет использования магнитного усилителя обеспечивается временной сдвиг импульсов управления БУИ2 относительно импульсов БУИ1 на регулируемый промежуток времени и, в конечном итоге создается фазовый сдвиг напряжения второго инвертора относительно напряжения первого инвертора на угол, близкий к 90°эл. Это, как будет видно из дальнейшего необходимо для формирования симметричной трехфазной системы напряжений на выходе преобразователя

Рис. 1.11

Формирователь напряжения ФН предназначен для формирования трехфазной системы напряжений и представляет собой (см. рис.1.10) совокупность двух однофазных трансформаторов TI и Т2. Первичные обмотки трансформаторов включены в диагонали транзисторных мостов соответствующих инверторов И1 и И2, а их вторичные обмотки соединены специальным образом: конец обмотки Т2 соединен с серединой обмотки Т1, отпайка вторичной обмотки Т2, соответствующая 1/3 числа ее витков, соединена с корпусом самолета и образует силовую нейтраль а свободные концы обмоток соединены с нагрузкой преобразователя через емкостной выходной фильтр.

В результате такого соединения обмоток, требуемого соотношения их чисел витков w₂/w₁ = З/2, а также фазового сдвига 90°эл. между входными напряжениями U_инв1 и U_инв2 , на выходе ФН создается симметричная трехфазная система линейных и фазных напряжений (рис.1.12). При не симметрии нагрузки по фазам преобразователя симметрия напряжений может нарушаться. Для устранения не симметрии служит фазосдвигающее устройство, основным элементом которого является упомянутый выше магнитный усилитель УМ2 и работающий в режиме широтно-импульсного модулятора.

Ток в обмотке управления УМ2 пропорционален разности линейных напряжений U_АС и U_BC на выходе преобразователя. Если эти напряжения равны (система трехфазных напряжений симметрична), ток в обмотке управления УМ2 отсутствует.

При этом передние фронты импульсов напряжения, возникающих в моменты перехода сердечников УМ2 в насыщенное состояние на обмотках трансформатора ТЗ, по отношению к передним фронтам импульсов напряжения питания УМ- оказывается сдвинутыми по времени на 1/4 периода их следования. Такое запаздывание импульсов, поступающих на вход блока БУИ2, обеспечивает как было указано выше фазовый сдвиг напряжений инверторов И1 и И2 на 90°эл.

Рис. 1.12 Симметричная трехфазная система

линейных и фазных напряжений.

Если же линейные напряжения U_AC и u_bc оказываются неравными, фазовый сдвиг напряжений инверторов становится отличным от 90°эл., и симметрия выходных напряжений преобразователя восстанавливается.

Статический умформер СТУ предназначен для стабилизации выходного напряжения преобразователя путем регулирования напряжения питания инверторов при изменении входного напряжения постоянного тока и величины нагрузки преобразователя.

Статический умформер представляет собой сочетание однофазного инвертора, выполненного на транзисторах V1,V2 и автотрансформаторе, с двухтактным выпрямителем (диоды V3 и V4).

Транзисторы V1 и V2. СТУ, поочередно открываясь с частотой 9600 Гц по сигналам задающего генератора, создают знакопеременную МДС первичных обмоток и обеспечивают перемагничивание сердечника автотрансформатора. В результате в его вторичных обмотках наводится ЭДС, амплитудное значение которой Е определяется соотношением чисел витков вторичной W2 и первичной W1 обмоток и напряжением U_п питания преобразователя

Вторичные обмотки автотрансформатора соединены последовательно с источником питания, в результате чего среднее значение напряжения на выходе рарчо сумме напряжения питания и среднего выпрямленого значения этой ЭДС, т.е. U_ВЫХ=U_П+E_cp . В свою очередь, среднее значение ЭДС зависит от скважности открытого состояния транзисторо СТУ и выражается формулой

где _и, _п - соответственно длительности открытого и закрытого состояний транзисторов V1 или V2.

Таким образом, регулируя скважность, можно изменять выходное напряжение СТУ и, следовательно, изменять напряжение питания ин­верторов. В номинальном режиме работы ПТС-800 БМ это напряжение составляет 55-65 В.

Временные диаграммы, поясняющие принцип функционирования статического умформера, приведены на рис.1.13.

Рис. 1.13 Временные диаграммы статического умформера.

Стабилизация напряжения преобразователя осуществляется с помощью регулятора напряжения, состоящего из магнитного усилителя УВД, источника опорного напряжения (элементы V3,R4,V5) и потенциометра R5.

К потенциометру R5 приложено среднее значение выпрямленного напряжения, пропорционального двум линейным напряжениям переменного тока. Ток в обмотке управления УМ1 определяется разностью измеренного напряжения, снимаемого с подвижного контакта R5, и эталонного напряжения на стабилитроне V5. При увеличении этой разности (например, в случае уменьшения нагрузки преобразователя и увеличения его выходного напряжения) ток в обмотке управления УМ1 увеличивается, сердечники усилителя глубже размагничиваются в нерабочие полу периоды, позже входят в насыщение в рабочие полупери оды и, соответственно, позже открываются транзисторы V1 и V2 СТУ, переходы база-эмиттер которых являются нагрузкой магнитного усилителя. Таким образом в данном регуляторе реализован метод широтно-импульсной модуляции прямоугольных импульсов, поступающих от задающего генератора. В результате среднее значение напряжения питания инверторов уменьшается, а выходное напряжение преобразователя возвращается к своему заданному уровню. Установка заданного напряжения осуществляется перемещением подвижного контакта R5, шлиц которого расположен на передней панели преобразователя и закрыт колпачком.

Регулятор напряжения одновременно используется в качестве исполнительного органа системы защиты преобразователя от чрезмерного повышения напряжения в сети постоянного тока и от внутренних перенапряжений, которые опасны для силовых полупроводниковых приборов.

С этой целью последовательно со стабилитроном V5 вместо традиционного балластного резистора включен транзистор V3, находящийся в нормальных режимах работы в открытом состоянии. При этом стабилитрон V5 пробит, и на нем поддерживается постоянное падение напряжения как в обычном параметрическом стабилизаторе.

В случае чрезмерного повышения напряжения в сети или на выходе СТУ транзистор V3 закрывается напряжением, снимаемым на его базу с делителей R1 или R2, подпитка стабилитрона V5 прекращается и последний, закрывается. При этом ток в обмотке управления УМ1 значительно возрастает и переводит магнитный усилитель в ненасыщенное состояние. В таком состоянии магнитного усилителя импульсы напряжения на его нагрузке отсутствуют и транзисторы VI t V2 СТУ остаются закрытыми в течении всего периода напряжения задающего генератора. Напряжение питания инверторов снижается до уровня входного напряжения и сохраняется на этом уровне до тех пор, пока существует причина срабатывания защиты.

Статический преобразователь ПТС-800БМ достаточно надежен в эксплуатации и не требует выполнения каких-либо профилактических работ. Работы по его эксплуатации сводятся к внешнему осмотру, контролю работоспособности, корректировке уровня выходного напряжения, а также контроля основных параметров преобразователя перед установкой на объект. При этом следует учитывать, что микросхемы и транзисторные сборки, используемые в его системе регулирования и защиты, критичны к статическому электричеству.

Во избежание отказов, обусловленных разрядами статического электричества, необходима обеспечивать надежное заземление преобразователя с корпусом самолета, а при установке на объект промыть ветошью, смоченной в спирте, штепсельные разъемы.

32

31

30

3

4

29

5

28

6

27

7

26

8

25

9

24

10

23

11

22

12

21

13

20

14

19

15

18

16

17