Занятие n 3 "Привод и охлаждение авиационных генераторов"

Содержание:

1. Приводы авиационных генераторов.

2. Системы охлаждения авиационных генераторов.

3. Особенности эксплуатации авиационных генераторов.

Литература

1 А.А. Лебедев "Автоматическое и электрическое оборудование летательных аппаратов", с. 73-89.

1. Приводы авиационных генераторов

Для приведения во вращение авиационных генераторов постоянного и переменного тока наибольшее распространение получил привод от газовой турбины.

Автономный привод применяется лишь в качестве аварийного на тяжелых самолетах, а также как источник питания для запуска авиадвигателей на транспортных самолетах.

Привод от авиационного двигателя является наиболее выгодным с точки зрения надежности и обеспечения минимального веса системы электроснабжения.

Диапазон рабочих скоростей вращения современных самолетных генераторов составляет 4000-9000 об/мин., а максимальная скорость вала турбокомпрессора реактивных двигателей выше верхнего предела скорости вращения генератора. Поэтому сочленение вала генератора с валом двигателя осуществляется через понижающий регулятор коробки приводов агрегатов с передаточным числом 0,65-0,8.

К недостаткам непосредственно привода генераторов от авиационных двигателей относится непостоянство скорости вращения ротора генератора.

При изменении режима полета ЛА скорость вращения авиационного двигателя меняется в диапазоне 1:2.5, а иногда и больше.

Для генератора постоянного тока это больших неприятностей не приносит, так как регулятор напряжения обеспечивает поддержание постоянного напряжения на зажимах генератора при изменении скорости вращения его ротора.

Однако вес генератора получается большим (по сравнению с весом генераторов, приводимых с постоянной скоростью вращения), так как расчет генератора приходится вести по нижнему пределу возможной скорости его вращения.

Что же касается генераторов переменного тока, то здесь помимо увеличения веса, переменная скорость вращения ротора генератора приводит к изменению частоты генерируемого им тока в широких пределах (от 300 до 900)гц.

При столь широком диапазоне изменения частоты тока электрической энергии можно обеспечить лишь весьма ограниченное число потребителей переменного тока. Основные потребители переменного тока на летательных аппаратах требуется для своего питания стабилизированной в узких пределах (+)1%) частоты тока.

При переменной скорости вращения авиационных двигателей получить постоянную скорость вращения генератора можно лишь при помощи специальных промежуточных устройств между валами авиационного двигателя и генератора. Такие устройства носят названия приводов постоянной скорости (ППС) или приводов постоянных оборотов (ППО).

Наиболее широкое применение нашли гидравлические и пневматические приводы с дифференциальными механизмами.

В дифференциальном пневмомеханическом приводе (___) управляемым является не весь поток энергии, подводимой к генератору через турбину. Воздушная турбина использует энергию сжатого воздуха, отбираемого от компрессора авиационного двигателя.

Вал синхронного генератора (ВСГ) связан с валом авиационного двигателя (АД) через редуктор, причем коренная шестерня жестко связана с валом синхронного генератора через систему передач, с валом двигателя, а солнечная шестерня с валом турбины.

Механическая неуправляемая энергия, отбираемая от вала двигателя по каналу "А", подается на водило дифференциального механизма (ДМ), пневматическая энергия управляемая, отбирается по каналу "В" от компрессора авиационного двигателя, передается через дроссельную заслонку (ДЗ) к турбине, на которой преобразуется в механическую энергию. Эта энергия подводится в солнечной шестерне (ДМ). На выходе ДМ образуется момент с постоянной скоростью вращения (___), т.е. соблюдается условие:

где "А" и "В" - соответствующие коэффициенты редукции планетарного редуктора.

Дифференциальный пневмомеханический привод выполняется так, чтобы при максимальной скорости вращения вала авиадвигателя турбина осуществляла небольшую докрутку генератора.

Регулирование скорости вращения гидравлических и пневматических приводов авиационных синхронных генераторов осуществляется при помощи регулятора скорости (РС), имеющего два канала: грубого регулирования и точного.

В грубом канале регулирования на валик 1 регулятора, связанном с валом авиадвигателя через редуктор, находится центробежный тахометр 2, муфта которого жестко связана с поршнями золотника 3.

Пружина центробежного тахометра (П1), пружина обратной связи (П2) стремятся стеснить поршни золотника справа налево, этому препятствует центробежная сила, развиваемая тахометром и действующая на поршни золотника слева на право.

При смещении поршней золотника со своего нейтрального положения влево или вправо правая или левая плоскости гидроцилиндра (Г) сообщаются с плоскостями высокого давления гидрожидкости, в результате чего гидропоршень движется влево или вправо. Гидропоршень (Г) связан с рычагом управления дросселей заслонкой (Р1) турбоагрегата.

Жесткая обратная связь в системе осуществляется с помощью усеченного конуса (К), укрепленного на противоположной стороне штока гидропоршня. С помощью конуса осуществляется воздействие на затяжку пружины обратной связи (П) в зависимости от перемещения гидропоршня.

Подобная кинематическая связь представляет большие конструкционные удобства, конусность конца штока гидропоршня легко менять, изменяя этим коэффициент жесткости обратной связи. Точный канал регулирования скорости вращения включает в себя разностный измерительный элемент (РИЭ), на входе которого появляется сигнал постоянного тока при отключении частоты от заданного значения (400гц), магнитный усилитель (МУ) и отрабатывающий двигатель (Д). Этот канал воздействует на орган настройки регулятора грубого канала, снимая остаточную неравномерность регулирования, обусловленную наличием обратной связи у регулятора грубого канала.

Поэтому регулятор точного канала называют также корректором частоты.

Выходной вал через редуктор (Р2) и винтовую передачу в корпусе (К) может перемещать этот конус, изменяя затяжку пружины обратной связи (П2).

Двигатель будет перемещать конус до тех пор, пока регулятор скорости не возвратит скорость вращения турбоагрегата сигнал на выходе (РИЭ), т.е. пока частота не станет равной точно 400 гц.

Большим достоинством такой схемы выполнения регулятора является то, что грубый канал регулирования не связан жестко с точным и последний может не применятся для одиночно работающих генераторов, для которых изменение частоты допустимо в пределах (+2-5%).

С помощью грубого канала осуществляется стабилизация частоты с точностью (+2-5%) точный канал позволяет поднять точность стабилизации частоты до (0.25-0.5%).