Занятие n 2. "Виды и структуры систем электроснабжения"

Содержание:

1. СЭС ЛА и их основные параметры.

2. Классификация электрических сетей.

3. Основные ТТТ к электрической сети.

Литература:

1. А.А. Лебедев «Автоматическое и электрическое оборудование ЛА»; стр. 10-16, 175-179.

2. Д.Э. Брускин Электроснабжение ЛА»; стр. 9-13, 234-238.

1. Сэс ла и их основные параметры.

Под системой электроснабжения (СЭС) ЛА понимают устройства для производства, преобразования и распределения эл. энергии.

Система производства эл. энергии включает один или несколько каналов генерирования или преобразования эл.энергии, которые могут работать раздельно или параллельно.

Каналом генерирования эл.энергии называется совокупность привода генератора, генератора, регуляторов напряжения и частоты, участка питательной сети от генератора до центрального распределительного устройства (ЦРУ), коммутационной и защитной аппаратуры, работающей совместно с генератором и устройств контроля.

СЭС ЛА можно разделить на следующие основные группы:

1. Система постоянного тока низкого напряжения (Рис.___):

В системе в качестве основного источника эл.энергии используются генераторы постоянного тока низкого напряжения 28,5В. СЭС постоянного тока выполняется однопроводной. В качестве второго провода используется корпус ЛА. Резервным источником эл.энергии служит аккумуляторная батарея U=24В. Применение однопроводной системы существенно уменьшает массу.

Основные преимущества постоянного тока низкого напряжения:

• удобство совместной работы генератора с аккумуляторной батареей, и нескольких генераторов, включенных параллельно;

• эл.двигатели постоянного тока имеют большие пусковые моменты;

• достаточно просто регулировать их частоту вращения;

• уменьшается опасность коротких замыканий;

• обеспечивается работа контактных элементов, особенно щеточно-коллекторного узла эл.машин в высотных условиях;

• становиться меньше потребление энергии на единицу света в лампах накаливания;

• повышается надежность осветительных приборов;

• небольшая масса аккумуляторных батарей.

С развитием оборудования ЛА появилась необходимость иметь на борту одно- и трехфазный переменный ток. Это потребовало установки на ЛА преобразователей, напряжение которых равно : 36, 120 и 208В при частоте 400Гц. Номинальное напряжение приемников равно: 27В постоянного и 36, 115 и 200В переменного тока.

Система постоянного тока проста и безопасна и удовлетворяет ТТТ для малых и средних ЛА, при полетах на высотах до 20 км и скоростях до 2000 км/ч.

По мере развития ЛА появилась необходимость существенного увеличения мощности установленного на борту оборудования, что потребовало увеличения сечения проводов для передачи эл.энергии от источников к приемникам. Масса проводки стала возрастать. Возросла и масса эл.машин. Появилась необходимость изыскания новых СЭС, особенно для больших самолетов.

Некоторого уменьшения массы системы постоянного тока можно достигнуть повышением напряжения. По пути увеличения напряжения пошли англичане, которые в течение ряда лет выпускали самолеты, оборудованные напряжением U=112В. Однако, при повышении напряжения резко ухудшается коммутация, особенно на высоте, что снижает надежность электроснабжения. Поэтому от этих систем отказались. В последнее время (с появлением бесконтактных эл.машин постоянного тока) снова ставиться вопрос о повышении напряжения.

2. Система переменного тока переменной частоты (Рис ___).

Появление многочисленных приемников эл.энергии, работающих на переменном токе, потребовало преобразования из постоянного в переменный ток до 30% всей энергии.

Проведенные исследования показали, что 85% всех приемников эл.энергии можно перевести на питание переменным током.

Основные преимущества СЭС переменного тока перед СЭС постоянного тока :

• отсутствие щеточно-коллекторного узла что позволяет поднять напряжение генераторов и тем самым значительно уменьшить массу сети ;

• меньшая масса генераторов переменного тока, большой их КПД;

• отсутствие контактных устройств повышает надежность и облегчает эксплуатацию эл.машин ;

• легкость трансформации напряжения ;

• отсутствие электролиза, а следовательно, и коррозии в контактных соединениях однопроводной системы.

Однако применение переменного тока вызывает определенные трудности. Генераторы с приводом от АД, частота вращения которого изменяется при изменении режимов полета, имеют нестабильную частоту тока. Параллельная работа таких генераторов практически невозможна. Для получения постоянной частоты переменного тока необходимы преобразователи частоты или привод постоянной скорости, которые достаточно сложны и имеют большую массу. Нельзя использовать аккумуляторные батареи в качестве резерва.

В системах переменного тока напряжение ограничивается условиями безопасности эксплуатации. За номинальное напряжение принято 120/208 В у источников и 155/200 В у приемников эл.энергии. Во вторичных системах малой мощности напряжение 37-40 В стабильной частоты. Частота переменного тока может изменяться от 320 до 1050 Гц.

3. Комбинированная СЭС (Рис___).

Иногда вместо ТВБ устанавливают генератор постоянного тока, тогда получается комбинированная СЭС. Параметры напряжения этой системы такие же, как и параметры электросистемы второй группы.

4. СЭС переменного тока постоянной частоты (Рис.___).

Для получения постоянной частоты генератора с приводом от АД применяют привод постоянной частоты вращения (ППЧ). Обычно это управляемый редуктор, позволяющий получить постоянную частоту вращения вала генератора при переменной частоте вращения первичного вала АД.

Номинальное напряжение в системе 120/208 В частота 400 Гц. Установившееся значение частоты должно поддерживаться в диапазоне 380-420Гц. Напряжение постоянного тока 28,5В в этой системе получается от выпрямительных установок. Аварийным источником постоянного тока служит аккумуляторная батарея.

5. СЭС с преобразователем частоты (Рис ).

Иногда постоянную частоту переменного тока получают не с помощью ППЧ, а используя статические преобразователи частоты. В этом случае синхронные генераторы приводятся во вращение от АД и вырабатывают ток переменной частоты, который преобразуется статическими преобразователями (ПЧ) в постоянную частоту. При этом в постоянную частоту может быть преобразована не вся энергия переменной частоты.