22飞机直流电源系统主干2.pptx

1第二章第二章第二章第二章 飞机直流供电飞机直流供电飞机直流供电飞机直流供电系统系统系统系统 2-1航空蓄电池 2蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池3蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池45酸性航空蓄电池酸性航空蓄电池酸性航空蓄电池酸性航空蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池电解质：电解质：硫酸硫酸电解液：电解液：稀硫酸稀硫酸（硫酸溶液硫酸溶液）6碱性航空蓄电池碱性航空蓄电池碱性航空蓄电池碱性航空蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池锌银蓄电池锌银蓄电池 电解质：电解质：KOH或或NaOH7铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅铅(Pb)二氧化铅二氧化铅(PbO2)8 铅蓄电池的放电 铅蓄电池的充电 放电放电 PbO2+2H2SO4+Pb =PbSO4+2H2O+PbSO4+电能电能 正极正极 电解液电解液 负极负极 充电充电 正极正极 电解液电解液 负极负极9铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池在放电过程中，铅酸蓄电池在放电过程中，电电解液的浓度降低。解液的浓度降低。在充电过程在充电过程中，中，电解液的浓度升高。电解液的浓度升高。放电放电 PbO2+2H2SO4+Pb =PbSO4+2H2O+PbSO4+电能电能 正极正极 电解液电解液 负极负极 充电充电 正极正极 电解液电解液 负极负极101电动势 E=0.84+d (V)2内电阻 电阻较小，一般为百分之几 到千分之几欧姆。3.端电压 充电 U=E+IR 放电 U=E-IR(二二)铅蓄电池的主要电气特性铅蓄电池的主要电气特性11铅蓄电池放电曲线铅蓄电池放电曲线铅蓄电池放电曲线铅蓄电池放电曲线 极板附近及极板附近及孔隙中的电孔隙中的电解液浓度迅解液浓度迅速下降速下降 极板孔隙中的极板孔隙中的硫酸浓度与极硫酸浓度与极板外的浓度达板外的浓度达到一定值到一定值 孔隙内硫酸孔隙内硫酸迅速下降迅速下降 扩散扩散作用作用 极板极板硬化硬化12铅蓄电池充电曲线铅蓄电池充电曲线铅蓄电池充电曲线铅蓄电池充电曲线13蓄电池的额定容量蓄电池的额定容量蓄电池的额定容量蓄电池的额定容量是指充足电的蓄电池在是指充足电的蓄电池在15时以时以10小时放电电流小时放电电流放电，放电到终放电，放电到终了电压时电池放出的总电量。了电压时电池放出的总电量。额定容量单位：额定容量单位：安培小时安培小时(Ah)，简称，简称安时安时14不同放电电流的放电特性不同放电电流的放电特性不同放电电流的放电特性不同放电电流的放电特性 15温度温度温度温度对对对对放电放电放电放电 电流的影响电流的影响电流的影响电流的影响16容量与放电电流间的容量与放电电流间的容量与放电电流间的容量与放电电流间的关系曲线关系曲线关系曲线关系曲线 17铅蓄电池使用注意事项铅蓄电池使用注意事项铅蓄电池使用注意事项铅蓄电池使用注意事项 地面通电地面通电不允许不允许使用飞机蓄电池使用飞机蓄电池；每次飞行前，应对飞机蓄电池进行电压检每次飞行前，应对飞机蓄电池进行电压检查，用查，用双倍额定电流双倍额定电流放电时，蓄电池的电放电时，蓄电池的电压不应低于其额定值；压不应低于其额定值；（1 1、确信飞机上、确信飞机上有蓄电池；有蓄电池；2 2、容量在、容量在75%75%以上）以上）禁止禁止用蓄电池进行长时间大电流放电或过用蓄电池进行长时间大电流放电或过量放电量放电。18镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池 19镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉粉镉粉(Cd)氢氧化镍氢氧化镍Ni(OH)3 20镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电池 放电放电 2Ni(OH)3+2KOH+Cd =2Ni(OH)2+2KOH+Cd(OH)2+电能电能 正极正极 电解液电解液 负极负极 充电充电 正极正极 电解液电解液 负极负极镉镍蓄电池在充放电过程镉镍蓄电池在充放电过程中，电解液中的氢氧化钾中，电解液中的氢氧化钾并无增减，故并无增减，故电解液的密电解液的密度和液面高度几乎不变度和液面高度几乎不变 21过热损坏的镍镉蓄电池过热损坏的镍镉蓄电池过热损坏的镍镉蓄电池过热损坏的镍镉蓄电池22几种蓄电池性能比较几种蓄电池性能比较几种蓄电池性能比较几种蓄电池性能比较 电池电池种类种类电动电动势势(V)V)平平 均均工工 作作电电 压压(V)V)终终 止止电电 压压(V)V)电电 解解液液 性性质质比比能能量量(W Wh/h/kg)kg)容容量量输输出出效效率率(%)(%)荷荷电电湿湿搁搁置性能置性能铅酸铅酸电池电池2.12.12.22.22.02.01.71.7酸性酸性10105050808090901 1个个 月月，容容 量量 降降30%30%镍镉镍镉电池电池1.351.351.1.2 21.11.1碱性碱性15154040757585856 6个个月月，容容量量降降25%25%40%40%锌银锌银电池电池1.61.61.81.81.41.41.31.3碱性碱性606016016095956 6个个月月，容容量量降降15%15%25%25%232-22-2飞机直流发电飞机直流发电飞机直流发电飞机直流发电机机机机 24 飞机直流发电机的功用将将机械能机械能转换为转换为直流电能直流电能。是中、小型飞机的主电源。是中、小型飞机的主电源。25一、直流发电机的主要组成一、直流发电机的主要组成一、直流发电机的主要组成一、直流发电机的主要组成(DC generator)DC generator)DC generator)DC generator)定子定子转子转子电刷装置电刷装置 26直流发电机直流发电机27直流发电机直流发电机直流发电机直流发电机28直流发电机直流发电机直流发电机直流发电机标称电压为标称电压为30V（对应的电网（对应的电网电压一般为电压一般为28V）额定容量为额定容量为3、6、9、12和和18kW 6kW及其以上者有直流发电机及其以上者有直流发电机和直流起动发电机两种和直流起动发电机两种 29二、直流发电机工作原理二、直流发电机工作原理二、直流发电机工作原理二、直流发电机工作原理线圈切割磁力线产生线圈切割磁力线产生交变电动势交变电动势 利用整流子把交变电动势变为利用整流子把交变电动势变为脉动电动势脉动电动势 增加线圈匝数和整流片片数，可得较大、较平增加线圈匝数和整流片片数，可得较大、较平稳的稳的直流电动势直流电动势 E=KEn 30直流发电机的基本工作原理直流发电机的基本工作原理直流发电机的基本工作原理直流发电机的基本工作原理 直流发电直流发电直流发电直流发电机机机机用右手定则判用右手定则判感应电动势感应电动势Ea的方向的方向U+NSEEIa电枢绕组电枢绕组电阻电阻Ra感应电动势感应电动势输出电压输出电压32直流发电机的电动势直流发电机的电动势E=KEn发电机发电机电动势电动势发电机发电机转速转速每磁极每磁极下磁通下磁通结构结构常数常数33并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激发电条件发电条件发电条件发电条件 发电机的磁极要有发电机的磁极要有剩磁剩磁励励磁磁电电流流产产生生的的磁磁场场方方向向与与剩剩磁场的磁场的方向方向相同相同励磁励磁电路的电路的电阻电阻不能过大不能过大最低最低转速转速不得低于某临界值不得低于某临界值34磁通磁通磁通磁通电动势电动势电动势电动势端电压端电压端电压端电压励磁电流励磁电流励磁电流励磁电流励磁励磁励磁励磁 并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激并励式直流发电机自激发电条件发电条件发电条件发电条件 35三、整流式直流发电机三、整流式直流发电机 直流发电机由于具有电刷和换向器，限制了它的高空性能和可靠性，整流式直流发电机可以有效地克服这些缺点。36整流式直流发电机整流式直流发电机分类分类变频交流发电机整流变频交流发电机整流（有刷）（有刷）无刷直流发电机无刷直流发电机37变频交流发电机整流（有刷）变频交流发电机整流（有刷）变频交流发电机整流（有刷）变频交流发电机整流（有刷）38无刷直流发电机的无刷直流发电机的无刷直流发电机的无刷直流发电机的种类种类种类种类电磁式无刷直流发电机电磁式无刷直流发电机永磁式无刷直流发电机永磁式无刷直流发电机39电磁式无刷直流发电机电磁式无刷直流发电机40永磁式无刷直流发电机永磁式无刷直流发电机41空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性曲线空载特性曲线42空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性和调节特性曲线空载特性曲线空载特性曲线调节特性曲线调节特性曲线43外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线不带调压器不带调压器带调压器带调压器441212kWkW起动发电机性能参数起动发电机性能参数起动发电机性能参数起动发电机性能参数452-32-3 直流发电机的电直流发电机的电直流发电机的电直流发电机的电压调节压调节压调节压调节46引引引引 言言言言U=KEn-I R发电机发电机端电压端电压发电机发电机电枢电阻电枢电阻负载负载电流电流问：问：如果不采取措施，在飞行中发电机的如果不采取措施，在飞行中发电机的端电压端电压能能否保持恒定否保持恒定？为什么？为什么？47电压调节器电压调节器电压调节器电压调节器功用：功用：在一定条件下自动保持在一定条件下自动保持发电机端电压基本恒定。发电机端电压基本恒定。电压调节器简称电压调节器简称调压器调压器48电压调节器电压调节器49外特性曲线外特性曲线外特性曲线外特性曲线不带调压器不带调压器带调压器带调压器50炭片式调压器炭片式调压器炭片式调压器炭片式调压器51炭片式调压器的炭片式调压器的炭片式调压器的炭片式调压器的主要组成主要组成主要组成主要组成炭堆炭堆(炭柱炭柱)电磁铁电磁铁固定在电磁铁上的固定在电磁铁上的六角弹六角弹簧簧(或或板式控制弹簧板式控制弹簧)52炭片式电压调节器炭片式电压调节器原理电路原理电路53发电机转速增加或负载减小发电机转速增加或负载减小电磁铁线圈磁场电磁铁线圈磁场增强增强电磁铁吸力电磁铁吸力增大增大碳柱上的压力碳柱上的压力减小减小碳柱的电阻值碳柱的电阻值增加增加发电机励磁电流发电机励磁电流减小减小发电机励磁磁场发电机励磁磁场减弱减弱发电机输出电压发电机输出电压降低降低恢复到额定值恢复到额定值发电机输出电压发电机输出电压升高升高54注意事项注意事项1、炭片调压器只能、炭片调压器只能相对相对地使发电机地使发电机电压恒定，而不能绝对地将电压保电压恒定，而不能绝对地将电压保持在某一数值。持在某一数值。2、上述调节过程只有当发电机、上述调节过程只有当发电机转速转速在正常工作范围内在正常工作范围内和发电机的和发电机的负载负载不超过额定值不超过额定值时才能发生。时才能发生。55晶体管电压调节器晶体管电压调节器56晶体管电压调节器晶体管电压调节器57晶体管电压调节器晶体管电压调节器58功率管与发电机励磁绕组功率管与发电机励磁绕组功率管与发电机励磁绕组功率管与发电机励磁绕组的连接图的连接图的连接图的连接图 59晶体管调压器晶体管调压器调压原理：调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作晶体管调压器的末级晶体管工作于于开关状态开关状态，通过改变末级晶体管的，通过改变末级晶体管的导通比导通比来调节发电机来调节发电机励磁电流励磁电流，从而保持发电机电，从而保持发电机电压基本恒定。压基本恒定。60晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点体积小体积小重量轻重量轻 性能稳定性能稳定稳态误差小稳态误差小动态品质高动态品质高电压调节范围大电压调节范围大61思考：思考：发电机发电机转速转速降低降低或或负载负载增大增大，调压过程是怎样的？调压过程是怎样的？62发电机发电机转速降低转速降低或或负载增大负载增大电磁铁线圈磁场电磁铁线圈磁场减弱减弱电磁铁吸力电磁铁吸力减小减小碳柱上的压力碳柱上的压力增大增大碳柱的电阻值碳柱的电阻值减小减小发电机励磁电流发电机励磁电流增大增大发电机励磁磁场发电机励磁磁场增强增强发电机输出电压发电机输出电压升高升高恢复到额定值恢复到额定值发电机输出电压发电机输出电压降低降低632-2-4 4 直流电源的控制直流电源的控制直流电源的控制直流电源的控制与保护与保护与保护与保护64控制与保护控制与保护主电源的控制主电源的控制应急电源的控制应急电源的控制地面电源的控制地面电源的控制起动发电机的控起动发电机的控制制 发电机反流保护发电机反流保护过过电电压压与与过过励励磁磁保保护护发电机反极性保护发电机反极性保护过载保护过载保护短路保护短路保护控制控制保护保护65反流保护反流保护反流：反流：流入发电机的电流流入发电机的电流66反流的危害反流的危害反流的危害反流的危害 白白地消耗白白地消耗蓄电池或发电机的蓄电池或发电机的电能电能过大的反流还会过大的反流还会烧坏烧坏蓄电池或蓄电池或发电机发电机67反流切断继电器工作原理反流切断继电器工作原理68过电压与过励磁故障的过电压与过励磁故障的保护保护持续过压持续过压：由故障引起，持续时：由故障引起，持续时间较长，危害大。间较长，危害大。瞬时过压瞬时过压：持续时间极短，危害持续时间极短，危害较小。较小。69对过电压保护装置的要求对过电压保护装置的要求应具有应具有反延时特性反延时特性702-5 2-5 直流电源的并直流电源的并联供电联供电71并联供电优点并联供电优点并联供电优点并联供电优点可实现可实现不中断供电不中断供电，可靠性高可靠性高系统系统容量大容量大，供电质量高供电质量高72直流电源投入电网的条件直流电源投入电网的条件直流电源投入电网的条件直流电源投入电网的条件电源电源极性极性和电网极性相同和电网极性相同电源电源电压电压和电网电压相同和电网电压相同73负载均衡的概念负载均衡的概念负载均衡的概念负载均衡的概念 两两台台发发电电机机并并联联，如如果果两两台台发发电电机机的的输输出出电电流流相相等等，各各为为负负载载电电流流的的一一半半，则则称称负载分配是负载分配是均衡均衡的。的。74负载均衡的负载均衡的负载均衡的负载均衡的条件条件条件条件两两个个调调压压器器所所保保持持的的电电压压相相等等，即即U1=U2两两台台发发电电机机的的正正线线电电阻阻相相等等，即即R+1=R+275炭片调压器的均衡电路炭片调压器的均衡电路炭片调压器的均衡电路炭片调压器的均衡电路76本章内容结束本章内容结束本章内容结束本章内容结束