И. Абдраимов атындагы Кыргыз авиациялык институту Кыргызский авиационный институт им. И. Абдраимова Kyrgyz Aviation Institute named after I. Abdraimov СРС По дисциплине: Система электроснабжения ВС На тему: Авиагенераторы; Аппаратура регулирования и защита генераторов постоянного тока Студент(ка): Жусупов Самат Преподаватель: Абдраимов .Э.М Группа: Вэз-1-21(20) Бишкек 2024г Содержание: Введение Авиационные генераторы переменного тока Аппаратура регулирования и защита генераторов постоянного тока Заключение Список литературы 2 Введение В гражданской авиации (ГА) широкое применение получили генераторы постоянного тока. По своему назначению электрические машины делятся на электрические генераторы и двигатели. Самолетные генераторы преобразуют часть механической энергии вращения авиадвигателей в электрическую энергию, потребляемую авиационным оборудованием. В свою очередь, механическая энергия вращения авиадвигателей получается за счет химической энергии сжигания топлива в среде окислителя. Самолётные электродвигатели преобразуют электрическую энергию, полученную от генераторов в меха-ническую энергию потребителей. Предусмотрена защита генераторов использованием ДМР. Дифференциальное минимальное реле ДМР предназначено для выполнения следующих функций: - подключает генератор к бортсети в случае, когда ЭДС источника электропитания на 0,2 - 1,0B превышает напряжение сети; - отключает генератор от сети, если его напряжение уменьшилось и из сети через генератор идёт обратный ток; - исключает возможность включения генератора в бортсеть с неправильной полярностью; - обеспечивает ручное, дистанционное включение и отключение генератора, а также функционирование сигнализации. Все отмеченные функции реле ДМР выполняет автоматически. Дифференциальное минимальное реле состоит из двухпозиционного поляризованного реле, нескольких обычных электромагнитных реле и силового контактора. Элементы ДМР компонуются на общей панели, на которой установлены болтовые соединения для подключения устройств в силовую цепь генератора и систему управления. При вынужденном выключении трех генераторов (при пожаре или дымлении электрифицированного оборудования) на самолетах, где установлены автономные шины, в случае необходимости включения 3 гидронасосных станций разрешается включить один из генераторов на основную сеть, при этом предварительно выключить аварийный переключатель включаемого генератора. Система управления запуском и розжигом ГТД служит для обеспечения перевода авиадвигателя из нерабочего состояния в установившийся режим малого газа, который характеризуется наименьшими оборотами турбины, при которых он может устойчиво работать длительное время. Авиационные генераторы переменного тока Применение на летательных аппаратах переменного тока вместо постоянного дает возможность повысить напряжение в системе электроснабжения до 200-400В и тем самым снизить передаваемые токи, а следовательно, и массу бортовой сети; применить безколлекторные генераторы и электродвигатели, которые более надежны, чем коллекторные машины; получить постоянный ток с помощью трансформаторно- выпрямительных блоков, имеющих высокий КПД. Поэтому на современных самолетах применение переменного тока вместо постоянного, находит широкое распространение. Однако применение только переменного тока на самолетах связано с рядом трудностей: для многих потребителей требуется ток стабильной частоты поскольку скорость вращения авиадвигателя переменная, то для получения стабильной частоты генератора требуется редуктор с плавно изменяющимся передаточным отношением сложность осуществления параллельной работы генераторов переменного тока малые пусковые моменты электродвигателей переменного тока сложность регулирования скорости электродвигателей переменного тока. 4 вращения мощных Генераторы переменного тока. Основными типами являются генераторы СГ, СГК, СГО, СГС, ГТ и ГО. Буквы в условных обозначениях расшифровываются следующим образом: С самолётный Г генератор К комбинированный О однофазный С (вторая) Т синхронный трёхфазный Цифры обозначают номинальную мощность генератора. Синхронные генераторы имеют закрытое исполнение, фланцевое крепление и охлаждаются воздухом, продуваемым через полость генератора. Частота тока жестко связана со скоростью вращения. Поэтому в системах переменного тока стабильной частоты применяются специальные приводы постоянной частоты гидравлические, вращения, в дифференциальные, качестве которых гидромеханические, используются воздушно- турбинные, турбомеханические и электромашинные приводы. Генераторы переменного тока бывают контактные и бесконтактные. В последнее время все более широкое распространение начинают находить бесконтактные безщеточные генераторы (ГТ-30П46, ГТ-30П48, ГТ-40П48, ГТ60П48, ГТ-120ПЧ6, СГК-11/1,5 КИС, СГК-30/1,5). Стабилизация напряжения генераторов переменного тока независимо от частоты вращения и величины нагрузки осуществляется так же, как и у генераторов постоянного тока, путем изменения тока возбуждения. Для регулирования напряжения синхронных генераторов используются угольные, транзисторные, тиристорные регуляторы и регуляторы на магнитных 5 усилителях. Для защиты сети от перенапряжения применяют автоматы защиты сети переменного тока АЗП1-3СД (для трехфазного), АЗП1-1СД, АЗП1-1СДТ (для однофазного). В системах защиты по частоте в качестве чувствительных элементов используются резонансные контуры или дроссели насыщения, реагирующие на частоту и управляющие работой генераторов с помощью мостовой схемы или магнитного усилителя. Включение синхронного генератора в сеть производится автоматически с помощью синхронизатора, состоящего из выпрямительного моста, конденсатора и ряда реле. Схема подключает генератор к сети, когда выполняются все перечисленные выше условия. После включения генераторов на параллельную работу необходимо обеспечить автоматическое распределение между ними активных и реактивных мощностей (нагрузок). Активной называется мощность, которая отбирается генераторами от привода и преобразуется в потребителях электрической энергии. Равномерное распределение активных мощностей достигается воздействием на привод через регуляторы скорости вращения. Реактивной называется мощность, которая в течение одного полупериода отдается генератором в сеть, накапливается в магнитных полях индуктивных катушек (или емкостях), а в течение другого полупериода возвращается в генератор. Среднее значение мощности за период оказывается равным нулю. Равномерное распределение реактивных мощностей между генераторами достигается воздействием на возбуждение параллельно работающих генераторов через регуляторы напряжения. Для уравнивания токов возбуждения параллельно работающих генераторов в регуляторах напряжения имеются корректирующие обмотки. Комбинированные устройства. В последнее время находят все большее применение комбинированные устройства, обеспечивающие включение 6 генераторов в сеть, регулирование их напряжения, защиту от коротких замыканий и обрывов в цепи генератора, а также сигнализацию отключения генератора от бортсети. К ним относятся коробки типа КВР-1М, КВР-3-2Ф, КВР-11. Кроме гого, в системе защиты и регулирования напряжения генераторов переменного гока применяются программные механизмы (ПМК14, ПМК-1113А), предназначенные для автоматического отключения генераторов от сети при коротких замыканиях внутри генераторов и на участках сети. Особенности параллельной работы генераторов переменного тока. По сравнению с параллельной работой генераторов постоянного тока параллельная работа синхронных генераторов имеет ряд особенностей: при включении генератора переменного тока порядок следования фаз и ЭДС генератора должны соответствовать порядку следования фаз сети; ЭДС и частота по величине должны быть примерно равны напряжению и частоте сети; фазы ЭДС должны совпадать с фазой напряжения сети. Основные ТТД синхронных генераторов типа СГК Тип генератора Показатель СГК-11/1,5КИС СГК-30/1,5 однофазный трехфазный однофазный - звезда звезда 120 37 208 11 - 1,5 - 17 24,5 Ток нагрузки, А 92 23 47,4 Частота, Гц 400 Способ соединения обмотки Напряжение линейное, В Мощность при режиме, кВА продолжительность кратковременно (до 5 мин) 400 7 Коэффициент мощности Частота вращения, об/мин Масса генератора, кг Коммутационная, защитная аппаратура 0,8 0,85 8000 8000 36 37,5 КЗУ-30/1,5; БР-20 КЗУ-11/1,5; РНМ-154К ППЗ-43-100; ППЗ-43-33 Основные ТТД синхронных генераторов типа ГО и ГТ Тип генератора Показатель ГО16ПЧ8 Способ соединения обмоток Напряжение линейное, В Мощность, кВА Ток нагрузки (фазы), А Коэффициент мощности Рабочая частота, Гц Напряжение возбуждения, В Ток возбуждения, А Масса генератора, кг Комутационная, 16ПЧ8 ГТ-40ПЧ8 ГТ60ПЧ8АТВ звезда звезда звезда звезда 208 208 208 208 16 16 40 60 133 44,5 111 167 0,85 0,85 0,8 0,8 400 392-408 400 8000 7840-8160 8000 26-30 42 26-30 - 25 2 самовозбуждение 2,5 27,5 16 47 59 РН- - БРН-62, БРЧ-62, БРН- 396404 Частота вращения, об/мин ГТ- 79208080 8 защитная и600, КВР-2, регулирующая КОЧ-1А, аппаратура АЗП1-1СД, БТТ-62,БЗУ-62 208МТА, 376СП, БТТ-40 ВС-33 9 Тип генератора Показатель СГС- СГО-8 2с 7, 5Б Способ соединения обмоток Напряжение линейное, В Мощность (длительно), кВА Ток нагрузки (фазы), А Коэффициент мощности Диапазон частоты вращения вала, об/мин звезда зв 120 115 120 115 20 7,5 8 12 14 30 36 69,5 100 40,6 14 0,85 0,85 0,8 0,85 0, 400-900 380-910 - 4000-9000 3800-9100 28 26-30 26-30 - 26 28 28 28,5 29 29 16,1 31 33 25,5 29 8,5-9,5 - 13,5- 8, 9000 возбуждения, В Ток возбуждения, А Масса генератора, кг Сила нажатия на коллектор, Н 30У треугольник 4000- Напряжение 30М СГ треугольник 900 Диапазон СГО-12МО СГК- звезда 400- рабочих частот, Гц СГО-12, 8,59,5 39 428,5 77608240 78 8750 15 9,5 РН- Коммутационная, защитная регулирующая аппаратура и РН- РН-600, 600, КРЛ-31,КРП-31, АЗП-1СД, ВС-30Б ВС-33 600 2с, КРНБРЗУ-30М, 0 2с, ПМК-600, СП-20ТА К 14, КВП-1А26П, ВС2с, АЗП1-КПРГ-30 1СД, ВС-30Б 10 РН Основные ТТД синхронных генераторов типа СГС, СГО, СГК (продолжение) Тип генератора Показатель СГС30Т Способ соединения треуго Напряжени Мощность Ток 83,4 нагрузки (фазы), А Коэффицие 0,85 нт мощности Диапазон частот, Гц 450 вала, об/мин Напряжени е возбуждения, В Ток возбуждения, А Масса генератора, кг Сила 20 льник 36 40 75 83, 11 12 0,8 5 36 306 75 120 0 0,9 0,9 0,9 37 37 375- 8,5-417,5 5-450 55 треуго 0 1 4500- зв 30 5 СГ90/360 2с езда 8 8-580 9000 зв 20 8 СГ С-90 езда 225- Диапазон частоты вращения зв 30 (длительно), кВА СГ С-40У езда 208 е линейное, В рабочих С-30-8 льник обмоток СГ 77 450 75 7500- 00-8700 50-8350 00-9000 9000 26-30 26 -30 26 -30 55 40 30,5 42 8,5-9,5 13, 11 29 39, 8 5,2 - 50 - 3,5 62 62 5,2 5,2-6,2 нажатия на 5-15 -6,2 -6,2 коллектор, Н Коммутаци РН- онная, защитная и600, КВР-3-2, регулирующая КОЧ-1А, ВС- аппаратура 33А Р Н-600, КРН-0, КВП-1А, ВС-30Б Р Н-600, Р Н-600, КРЛ-33А, КПР-33А, ПМК-14, ТГ-33, ВС-34, ТТИ-360, ТТ-33 ПМК-14 РН600, КРП-33А, ТГ-33, ТТИ- 360, ПМК-14, ВС-34 Аппаратура управления, защиты и регулирования Совместно с СТГ-3 работают следующие устройства: 1. Регулятор напряжения РН-120У - автоматически поддерживает напряжение стартер-генератора в пределах 26,5…30 В при изменении его оборотов и тока нагрузки. Регулятор напряжения установлен в радиоотсеке на левом борту между шпангоутами № 19 и 20. 2. Автомат защиты от перенапряжения АЗП-А2 - обеспечивает защиту сети постоянного тока от аварийного повышения напряжения стартергенератора, вызванного его перевозбуждением. АЗП-А2 автоматически отключает СТГ-3 от бортсети при напряжении (31,5 ± 0,5) В. Установлен в радиоотсеке рядом с регулятором РН-120У. 3. Комплексный аппарат ДМР-200Д - обеспечивает автоматическое подключение СТГ-3 к бортсети, когда напряжение генератора превысит напряжение сети на 0,3…0,7 В и автоматическое отключение СТГ-3 от сети при обработанном токе 10…25 А. ДМР-200Д установлен в распределительной коробке запуска ВСУ. Распределительная сеть постоянного тока Система Постоянного тока состоит из двух каналов. При нормальной работе системы каналы работают независимо друг от друга. 12 Каждый канал включает в себя выпрямительное устройство, аккумуляторную батарею, и распределительную сеть. Распределительная сеть каждого канала состоит из аккумуляторной шины и шины выпрямительного устройства (шина ВУ). Каждая аккумуляторная батарея подключается к аккумуляторной шине своего канала. К аккумуляторным шинам подключаются также выпрямительное устройство своего канала. Шины ВУ каждого канала с помощью контакторов соединяются с аккумуляторными шинами. Целью кольцеванию аккумуляторные батареи обоих каналов могут соединяться между собой. Распределительная сеть системы постоянного тока имеет дополнительные шины - шину ВУ ВСУ, на которую может подаваться напряжение с шины ВУ 1 канала или от стартер-генератора СТГ-3, и шину АККУМ. ВСУ, которая может получать напряжение с аккумуляторной шины 1 канала или от стартер-генератора СТГ-3. К шинам ВУ ВСУ и АККУМ.ВСУ. подключены наиболее важные мощные энергоемкие потребители электроэнергии. Работа системы постоянного тока После включения генераторов или подключения к бортовой сети аэродромного (наземного) источника переменного тока система постоянного тока подготовлена к выключению. Для включения системы постоянного тока необходимо включить выключатели АККУМУЛЯТОРЫ 1-2, ВУ 1-2. При включении любой из аккумуляторных батарей включается табло ВУ 1 НЕ РАБОТ., ВУ 2 НЕ РАБОТ. Включается цепь кольцевания и объединяет аккумуляторные шины обоих каналов. После включения выключателей ВУ 1-2 срабатывают ДМР-200ВУ и подключают выпрямительные устройства к аккумуляторным шинам своего канала. Когда при включенных потребителях аккумуляторных шин ток 13 нагрузки каждого канала превысит 15 А с помощью ДМР-200ВУ производит подключение шины ВУ к аккумуляторной шине в каждом канале. Гаснут табло ВУ 1 НЕ РАБОТ., В12 НЕ РАБОТ. Выключается цепь кольцевания. Аккумуляторные шины разъединяются и каналы систем переходят в режим раздельной работы. Аккумуляторные батареи подзаряжаются. При отказе одного из генераторов или каналов основной системы электроснабжения оба выпрямительных устройства будут питаться от шины нормально работающего генератора. Каналы системы постоянного тока продолжают работать раздельно. При отказе одного выпрямительного устройства ДМР-200ВУ отключит его от сети. Загорается табло ВУ НЕ РАБОТ. Включается цепь кольцевания, объединяя аккумуляторные шины обоих каналов. Все шины постоянного тока остаются под напряжением от работающего выпрямительного устройства. При отказе обоих выпрямительных устройств ДМР-200ВУ отключают их от сети. Загораются табло ВУ1 НЕ РАБОТ., ВУ2 НЕ РАБОТ. Шины ВУ отключается от аккумуляторных шин. Аккумуляторные шины объединяются между собой. Распределительная сеть постоянного тока переходит на питание от аккумуляторных батарей. В случае отказа обоих генераторов или каналов системы переменного тока, а также при отказе обоих выпрямительных устройств для завершения полета и выполнения посадки необходимо запустить двигатель АИ-9 и подключить СТГ-3 к бортсети выключателем РЕЗЕРВ.ГЕНЕР. Напряжение стартер-генератора подается на шину ВУ ВСУ. Одновременно СТГ-3 подключается к шине АККУМ.ВСУ., которая отключается от аккумуляторной шины 1 канала. Аккумуляторные шины обоих каналов продолжают питаться от аккумуляторных батарей. В цепи питания выпрямительных устройств включены схемы защиты от обрыва фаз. При обрыве одного или двух питающих проводов схема защиты выключает ДМР-200ВУ, который отключает ВУ-6Б от бортсети. При этом загорается табло ВУ…НЕ РАБОТ. 14 Для проверки работоспособности оборудования вертолета при отсутствии аэродромного (наземного) источника электроэнергии от СТГ_3 после запуска двигателя АИ-9В предусмотрен выключатель ПРОВЕРКА ОБОРУД. ПРИ его включении все шины постоянного тока объединяются и получают питание от СТГ-3. Загорается табло ПРОВЕРКА ОБОРУД. Выключатель и табло расположены на электрощитке электропульта. Заключение: 15 В качестве комплексных аппаратов защиты генераторов постоянного тока на самолетах используют дифференциальные минимальные реле типа ДМР. Дифференциальное минимальное реле ДМР выполняет следующие функции: -автоматически подключают генератор к сети, когда его ЭДС превышает напряжение бортсети, и обеспечивает сигнализацию; -автоматически отключает генератор от бортсети, когда его напряжение понижается и через генератор течет обратный ток; -исключает возможность включения в сеть генератора с неправильной полярностью; -включает сигнальную лампу при обрыве силового провода от генератора до реле ДМР; -обеспечивает дистанционное включение и отключение генератора. Список литературы: https://studfile.net/preview/2584158/page:12/ 16 https://studbooks.net/754227/tehnika/apparatura_upravleniya_zaschity_ regulirovaniya?ysclid=lrt0fmj1pu725212635#google_vignette 17
