Система электроснабжения постоянного тока

К таким системам можно, например, отнести системы электроснабжения небольших поршневых самолетов (ЯК-18, ЯК-52, ЯК-55, АН-2), небольших турбовинтовых (например - Л-410 УВП) и более старых турбореактивных (ЯК-40, ТУ-134).

СЭ постоянного тока имеет следующую упрощенную блок-схему (см. рис.1).

Рис. 1 Структурная схема системы электроснабжения постоянного тока. АД — авиационный двигатель; Г - генератор; Пр - ль - преобразователь; АККУМ. – аккумулятор.

В полете работают генераторы, получающие вращение от маршевых двигателей. Поэтому они классифицируются, как основные источники электроэнергии первичной системы электроснабжения 27 В. Обычно устанавливают по одному генератору на двигателе (на самолете Ту-134 установлены по 2 генератора на двигателе). На некоторых самолетах генераторы используются и как стартеры для запуска маршевых двигателей и всегда ВСУ. Для обеспечения работы в стартерном режиме на ВС имеются специальные схемы запуска. Генераторы работают на самовозбуждении и вырабатывают напряжение 28,5 В, которое автоматически поддерживается регуляторами напряжения. При перенапряжении генераторов происходит их автоматическое отключение.

Генераторы обычно загружены не на полную мощность. На многих отечественных самолетах ГА генераторы работают параллельно, т.е. на общую нагрузку. Для обеспечения такого режима работы имеется специальная схема управления, которая делит общий ток поровну между работающими генераторами. На самолете чехословацкого производства Л-410 – УВП используется раздельная работа генераторов. При отказе одного генератора он отключается от сети. Нагрузку принимают на себя работающие основные генераторы и нагружаются до номинальной мощности. Действия экипажа при отказах генераторов расписаны в "Руководстве по летной эксплуатации" (РЛЭ) для конкретного самолета.

Минусовым проводом всистеме постоянного тока является корпус ВС. Поэтому напряжение только с плюсовой клеммы генератора поступает на систему передачи и распределения электроэнергии. Эта система состоит из распределительных устройств и проводов. Распределительные устройства - это платы, коробки, щиты, пульты, на которых расположены шины. Шины -это элементы распределения электроэнергии, которые могут быть различны по конструкции. Это может быть пластина, провод, клеммы, установленные на изоляторах. На шинах крепятся предохранители, от которых идут провода к другим распределительным устройствам или потребителям. В распределительных устройствах размещают реле, контакторы, распределительные электроколодки, держатели стекляных предохранителей и другие мелкие агрегаты. На пультах устанавливаются контрольные и измерительные приборы, выключатели, держатели стекляных предохранителей типа СП, светосигнальная аппаратура и автоматы защиты сети типа АЗС и АЗР. По назначению шины на самолетах делятся на основные и аварийные.

Основные шины расположены почти во всех распределительных устройствах. Они обычно закольцованы для повышения надежности снабжения электроэнергией. От основных шин получают энергию большинство потребителей.

Аварийные шины в нормальных условиях получают энергию от основных, а в аварийных условиях (при отказе всех генераторов) получают энергию от аварийных источников электроэнергии. От аварийной шины получают питание особо важные потребители, обеспечивающие безопасную посадку самолета.

Аварийными источниками электроэнергии постоянного тока являются аккумуляторные батареи. Аккумуляторы через аварийную шину подключены на основные шины, куда также подключены генераторы с напряжением 28,5 В. Так как номинальное напряжение батарей 24 или 25 В, то в нормальном полете они заряжаются.

Аккумуляторы на ВС применяются двух типов - свинцовые и щелочные. На борт разрешено устанавливать батареи заряженные до уровня не менее 70% от номинальной емкости. Экипаж перед полетом проверяет этот уровень заряженности. Для этого включается нагрузка на каждый аккумулятор, которая оговорена на каждом самолете РЛЭ, и по величине напряжения судят о степени заряженности аккумулятора. Для всех аккумуляторов напряжение должно быть не менее 24 В. Если напряжение окажется ниже, то соответствующий аккумулятор заменяется.

При отказе в полете всех генераторов система питания переходит на аварийный режим работы. Аварийная шина при отказе последнего генератора отключится от основной, где напряжение станет равным нулю, а аварийную шину останутся запитывать аккумуляторы с напряжением 24÷25 В. От нее получают питание особоважные потребители постоянного тока.. Экипажу обычно предписывается экстренная посадка. Время работы аккумулятора зависит от нагрузки на аварийной шине. Ночью нагрузка больше, чем днем. Время разряда может колебаться от 20 до 30 мин.

Если на свинцовых батареях напряжение достигнет 21 В, а на щелочных 20 В, то они разрядились полностью. Для экономии электроэнергии аккумуляторов экипаж отключает некоторые потребители, но есть ряд потребителей, которые отключать запрещено.

На турбовинтовых и турбореактивных ВС установленавливают вспомогательную силовую установку (ВСУ), которая предназначена для запуска основных двигателей. ВСУ имеет генератор постоянного тока. В нормальном полете ВСУ не работает и ее генератор отключен, но при отказе всех основных генераторов на некоторых ВС она может быть запущена и, следовательно, ее генератор можно использовать как резервный источник электроэнергии в полете. ВСУ в полете запускается от аккумуляторов и ее генератор подключается на основные и аварийные шины. При питании бортсети постоянного тока от генератора ВСУ обычно изменяется схема полета (предписывается полет до ближайшего аэродрома). При запуске или холодной прокрутке ВСУ время работы аккумуляторов уменьшается приблизительно на 5 минут. Если ВСУ не запустится, то его можно запускать определенное число раз согласно РЛЭ конкретного типа ВС.

Для подключения аэродромных источников электроэнергии постоянного тока на ВС имеются специальные разъемы. Энергия аэродромных источников используется для запуска авиадвигателей или ВСУ, для проведения погрузочно - разгрузочных работ и для технического обслуживания оборудования самолета.

Для питания радиооборудования, гироскопических приборов ВС с системой постоянного укомплектованы вторичными системами электроснабжения. В качестве типовых вторичных СЭС на этих ВС приняты:

- система переменного однофазного тока с U_ном =115 В, f_ном = 400 Гц.

- система переменного трехфазного тока с U_ном = 36 В, f_ном = 400 Гц.

Переменный ток стабильной частоты получается преобразованием постоянного тока в переменный. Обычно (на более старых ВС) это выполняют преобразователи - вращающиеся двигатель-генераторные агрегаты. На более новых ВС используют невращающиеся статические преобразователи.

Основные источники вторичных систем на ~ 115 В и ~ 36 В 400 Гц получают энергию от основных шин постоянного тока.

Для повышения надежности этих систем на самолетах устанавливаются еще и резервные источники на ~115 В и ~36 В. Обычно они в полете не работают, а включаются при отказе основных преобразователей. При отказах резервных источников включаются аварийные преобразователи, которые подключены к аварийной шине постоянного тока. При этом основная масса потребителей переменного тока автоматически отлючается, а продолжают работать только особо важные потребители.

Преимущества СЭ =27 В;

1. Система проста и электробезопасна. Опасным напряжением для обычных условий является напряжение свыше 36 В.

2. Имеются хорошие условия для параллельной работы генераторов между собой и с аккумуляторной батареей.

3. Электродвигатели постоянного тока имеют большой пусковой момент и легко регулируются их обороты. (Большой пусковой момент имеет большое значение при низких температурах, когда загустевает смазка).

Недостатки СЭ =27 В:

1. Большой вес самолетной сети из-за низкого напряжения.

2. Генераторы имеют значительный вес из-за коллекторного узла. Этот узел наиболее уязвим по надежности, ограничивает высотность ВС и повышение напряжения сети (В настоящее время разработаны вентильные генераторы,не имеющие коллекторного узла, но они имеют небольшую мощность).

3. Наличие электролиза в соединениях корпуса.

Дата добавления: 2015-07-16