Энергоузел системы электроснабжения переменного трехфазного тока напряжением 200/115 в частотой 400 Гц

Рассмотрим работу первичной системы электроснабжения ВС переменого тока. На рис. 6.4 представлена типичная блок-схема одного из каналов энергоузла системы электроснабжения переменного трехфазного тока 200/115 В.

Рис. 6.4 Типичная блок-схема канала энергоузла системы электроснабжения 200/115 В.

Механическая энергия от вала турбины поступает на привод постоянных оборотов (ППО), который обеспечивает постоянство частоты вращения ротора генератора. ППО регулируется по двум каналам: регулятором оборотов (РО) и регулятором частоты (РЧ).

В СЭ применен бесконтактный генератор типа ГТ, напряжение которого регулируется блоком регулирования напряжения (БРН). Блок защиты и управления (БЗУ) предназначен для включения и отключения генератора под контролем экипажа и для отключения генератора при повышении и понижении напряжения и частоты генератора, а также при коротком замыкании на генераторе и его фидере. БЗУ управляет контактором К подключения генератора на бортсеть.

На некоторых новых ВС вместо блоков БЗУ и БРН совместно с генератором работает один блок регулирования защиты и управления БРЗУ, который выполняет аналогичные функции.

Блоки трансформаторов тока БТТ 1 и БТТ 2 обеспечивает дифференциальную защиту генератора и его фидера (проводки от генератора до ЦРУ) от коротких замыканий. Блок БТТ 1 устанавливается в начале зоны защиты на генераторе, а БТТ 2 в ее конце, в месте подключения генератора к бортсети.

Генераторы переменного трехфазного тока

В СЭ самолетах ГА применяются бесконтактные генераторы типа ГТ. В этих генераторах отсутствуют скользящие контакты и щетки, а связь между ротором и статором осуществляется магнитным полем. Схема генератора типа ГТ представлена на рис. 6.5.

Рис. 6.5 Схема генератора типа ГТ.

Он фактически состоит из трех генераторов. Основной генератор образован рабочей обмоткой (2) и электромагнитным индуктором (5) с шестью или восьмью полюсами. Питание электромагнитного индуктора осуществляется через кремниевые диоды от генератора возбуждения, рабочая обмотка (6) которого находится на роторе, а обмотка возбуждения (3) на статоре. Питание обмотки возбуждения (3) осуществляется через БРН от генератора подвозбуждения, рабочая обмотка (1) которого находится на статоре. На роторе находится магнитный индуктор, выполненный на постоянных магнитах. Генератор подвозбуждения вырабатывает напряжение 47 В частотой 800 Гц. Регулируется выходное напряжение блоком БРН путем изменения тока в обмотке (3).

Внешняя характеристика генератора представлена на рис. 6.6.

П

Рис 6.6 Внешняя характеристика генератора типа ГТ

ри включении БРН характеристика идет по прямой,параллельной оси тока. Ток короткого замыкания в 3÷4 раза больше номинального, поэтому от него предусмотрена защита.

Маркируется генератор трехфазный, как и однофазный, только в обозначении буква Т- трехфазный. Например, ГТ-40ПЧ6.

Привод трехфазных генераторов

Для получения постоянной частоты генератора применяется ППЧВ. На самолетах ГА применяется дифференциальный» реверсивный привод, закон работы которого следующий

где обороты генератора,- обороты АД, - прибавка оборотов от привода.

Структурная схема привода представлена на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Структурная схема привода постоянной частоты вращения.

Обороты от АД к генератору поступают через редуктор и через привод, а затем складываются на суммирующем устройстве. В качестве привода используются пневмотурбинные и гидравлические устройства.

Рассмотрим пневмотурбинный привод генератора, представленный на рис 6.8.

Рис. 6.8. Пневмотурбинный привод постоянной частоты вращения.

Пневмотурбинный привод работает на сжатом воздухе, который поступает с компрессора АД. Привод состоит из турбины - 2, сегнерова колеса (ревессивной турбины) - 1, клапанного механизма - 5, воздушной заслонки 4, сервопоршня - СП, суммирующего (планетарного) редуктора - 3. В верхнем правом углу рис. 6.5 показан вид редуктора с торца. Шестерня 6 приводится во вращение от турбины, рамка 7 с сателитами 8 приводится во вращение от АД, а на внутренней шестерне 9, с которой связан генератор, складываются обороты АД и турбины. В диапазоне частот вращения АД от минимальных до средних (крейсерских) турбина работает от сжатого воздуха, расход которого регулируется регулятором частоты с помощью воздушной заслонки. В этом случае

где - прибавка оборотов от турбины. На средних оборотах АД , т.е. теоретически турбина должна стоять на месте, а . Это самый экономичный режим работы привода. При оборотах АД от средних до максимальных т.е. турбина будет вращаться в обратную сторону за счет избыточной мощности, поступающей от АД. Воздушная заслонка при этом будет закрыта. Турбина работает в этом случае в режиме тормоза. На самых больших оборотах АД тормозной момент турбины становится не эффективным т. к. мало отнимается оборотов от оборотов АД. Регулятор частоты в этом случае воздействует на клапан, который открывается и подает воздух на сегнерово колесо. Сегнерово колесо раскручивает турбину, увеличивая ее обороты. К.п.д. привода составляет 60-70%, удельная масса составляет 1,7 кг/кВА.

На более новых самолетах в качестве ППЧВ используется гидравлический привод (Рис.6.9). Причем, привод объединен с генератором в один блок с общей масляной полостью и совместной системой смазки и охлаждения. В генераторе масло является охлаждающим элементом, в приводе – рабочим. Такие системы называются интегральными.

Рис. 6.9 Схема работы гидравлического привода постоянных оборотов

Привод представляет собой гидравлическую пару, состоящую из гидронасоса (ГМ №2) и гидродвигателя (ГМ №1). Гидронасос подсоединен к валу авиадвигателя, гидродвигатель к ротору генератора. В зависимости от величины скорости вращения вала генератора, измеряемого центробежным тахометром (на рисунке не показан), изменяется угол наклона шайбы гидромашины №2. Изменение нагрузки на генераторе или изменение оборотов авиадвигателя вызывает изменение момента на выходном валу привода, что приводит к изменению производительности гидромашины №2, режиму работы привода и восстановлению требуемого значения скорости вращения выходного вала. Привод может работать или в режиме ускоряющей передачи, или в режиме понижающей передачи или в режиме прямой передачи, обеспечивая постоянную скорость вращения выходного вала привода.

К.п.д. гидравлических приводов достигают 85-90%, а удельная масса 0,8 кг/кВА.