介绍民用飞机的电气系统中直流供电系统.pptx

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1、第三章第三章 飞机飞机(fij)(fij)直流供直流供电系统电系统 第一页，共88页。3.1 3.1 航空航空(hngkng)(hngkng)蓄电池蓄电池化学能化学能电能电能(di(dinnnnngng)蓄电池蓄电池第二页，共88页。蓄电池蓄电池蓄电池蓄电池第三页，共88页。第四页，共88页。铅酸蓄电池铅酸蓄电池电解质：硫酸电解质：硫酸(li sun)电解液：稀硫酸电解液：稀硫酸(li sun)（硫酸（硫酸(li sun)溶液）溶液）酸性酸性(sun xn(sun xn)航空蓄电池航空蓄电池第五页，共88页。三、碱性三、碱性(jin xn)(jin xn)航空蓄电池航空蓄电池镉镍蓄电池镉镍蓄电

2、池电解质：电解质：KOH锌银蓄电池锌银蓄电池 电解质：电解质：NaOH第六页，共88页。铅酸蓄电池铅酸蓄电池铅铅(Pb)二氧化铅二氧化铅(PbO2)第七页，共88页。第八页，共88页。第九页，共88页。铅铅蓄蓄电电池池的的放放电电(fng din)铅铅蓄蓄电电池的充电池的充电 放电放电 PbO2+2H2SO4+Pb =PbSO4+2H2O+PbSO4+电能电能(dinnng)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 负极负极第十页，共88页。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铅酸蓄电池在放电过程(guchng)(guchng)中，电解液的中，

3、电解液的浓度降低。在充电过程浓度降低。在充电过程(guchng)(guchng)中，电解液的中，电解液的浓度升高。浓度升高。放电放电(fng din)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 负负极极第十一页，共88页。1 1电动势电动势 E=0.84+d (V)E=0.84+d (V)2 2内电阻内电阻 电阻较小，一般电阻较小，一般(ybn)(ybn)为百分之几到千分之几欧姆。为百分之几到千分之几欧姆。3.3.端电压端电压 充电充电 U=E+IR U=E+IR 放电放电 U=E-IR U=E

4、-IR4.4.终了电压终了电压(final voltage)(final voltage)蓄电池放电完毕时允许达到的最低电压蓄电池放电完毕时允许达到的最低电压(二二)铅蓄电池的主要电气铅蓄电池的主要电气(dinq)特特性性第十二页，共88页。极板附近极板附近(fjn)(fjn)及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 极板极板(j bn)(j bn)孔隙中的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迅速(xn s)(xn s)下降下降 扩散扩散作用作用 极板极板硬化硬化铅蓄电池放电曲线铅蓄电池放电曲线第十三页，共88页。铅

5、蓄电池充电铅蓄电池充电(chng din)(chng din)曲线曲线第十四页，共88页。是指充足电的蓄电池在是指充足电的蓄电池在1515时以时以1010小时放电电小时放电电流放电，放电到终了电压流放电，放电到终了电压(diny)(diny)时电池放出的时电池放出的总电量。总电量。额定容量单位：额定容量单位：安培小时安培小时(Ah)(Ah)，简称，简称(jinchng)(jinchng)安时安时蓄电池的额定蓄电池的额定(dng)(dng)容量容量第十五页，共88页。放电电流放电电流(dinli)越大，电压越低。越大，电压越低。不同不同(b tn(b tn)放电电流的放电特性放电电流的放电特性第

6、十六页，共88页。温度温度(wnd)越低，电压越低。越低，电压越低。温度温度(wnd)(wnd)对放电电流的影响对放电电流的影响第十七页，共88页。放电放电(fng din)电流越大，有效容量越小。电流越大，有效容量越小。容量与放电电流间的关系容量与放电电流间的关系(gun x)(gun x)曲线曲线第十八页，共88页。铅蓄电池检查铅蓄电池检查(ji(jinch)nch)方法方法 在给蓄电池加双倍负荷的条件下，测量在给蓄电池加双倍负荷的条件下，测量(cling)(cling)其放电电压。其放电电压。放电程度放电程度(chngd)(chngd)及其检查方法及其检查方法第十九页，共88页。电解液密

7、度电解液密度电解液密度电解液密度(md)(md)(md)(md)的测量的测量的测量的测量 第二十页，共88页。电解液密度电解液密度电解液密度电解液密度(md)(md)(md)(md)的测量的测量的测量的测量先用手握紧比重计的橡皮球，挤出比重计内的部分先用手握紧比重计的橡皮球，挤出比重计内的部分空气，再将吸液管插到网状胶片上，然后缓慢地松空气，再将吸液管插到网状胶片上，然后缓慢地松开橡皮球，吸人电解液，当浮子式比重计浮起时，开橡皮球，吸人电解液，当浮子式比重计浮起时，液面在比重计上所对应的刻度就是电解液密度的数液面在比重计上所对应的刻度就是电解液密度的数值。值。必须指出：不能以一个单体电池必须指

8、出：不能以一个单体电池(dinch)(dinch)的电解液的电解液密度来代替整个蓄电池密度来代替整个蓄电池(dinch)(dinch)电解液的密度，应电解液的密度，应该逐个测量，而且都要符合技术条件规定。该逐个测量，而且都要符合技术条件规定。第二十一页，共88页。第二十二页，共88页。电解液高度电解液高度电解液高度电解液高度(god)(god)(god)(god)的测量的测量的测量的测量第二十三页，共88页。将内径不小于将内径不小于4mm4mm的玻璃管插入的玻璃管插入(ch r)(ch r)蓄电池的网状蓄电池的网状胶片上，然后用食指堵住玻璃管的上端口，再取出玻璃胶片上，然后用食指堵住玻璃管的上

9、端口，再取出玻璃管，量出管中液柱的高度管，量出管中液柱的高度H H，即为电解液的高度。，即为电解液的高度。飞机由高空下降着陆后，蓄电池电解液高度开始比较低，飞机由高空下降着陆后，蓄电池电解液高度开始比较低，有的甚至看不到电解液有的甚至看不到电解液 电解液高度电解液高度(god)(god)的测量的测量第二十四页，共88页。补充补充补充补充(b(b(b(b chng)chng)chng)chng)水水水水第二十五页，共88页。第二十六页，共88页。第二十七页，共88页。铅蓄电池的使用铅蓄电池的使用(sh(shyng)yng)维护规则及注意事项维护规则及注意事项(1)(1)装到飞机上的蓄电池，其容量

10、不得小于装到飞机上的蓄电池，其容量不得小于75%75%，要定，要定 期对蓄电池进行放电检查，以判断其实有容量。期对蓄电池进行放电检查，以判断其实有容量。(2)(2)放电程度超过放电程度超过25%25%的蓄电池，不得继续使用，必须的蓄电池，不得继续使用，必须 在在8h8h内充电，以减轻极板硬化。内充电，以减轻极板硬化。(3)(3)无论使用与否，铅蓄电池必须每月充电一次，以无论使用与否，铅蓄电池必须每月充电一次，以 弥补自放电造成弥补自放电造成(zo chn)(zo chn)的容量损失，并可减的容量损失，并可减轻极板的硬轻极板的硬 化。化。(4)(4)不准过量放电，防止极板严重硬化。不准过量放电，

11、防止极板严重硬化。第二十八页，共88页。(5)(5)蓄电池的电压、电解液的密度和高度应符蓄电池的电压、电解液的密度和高度应符 合规定。合规定。(6)(6)保持蓄电池的清洁保持蓄电池的清洁(qngji)(qngji)。(7)(7)不得将蓄电池置于烈日下曝晒，以免沥青不得将蓄电池置于烈日下曝晒，以免沥青 软化，电解液蒸发，自放电加剧。大气温软化，电解液蒸发，自放电加剧。大气温 度低于度低于-15-15时，飞行后应将飞机蓄电池拆时，飞行后应将飞机蓄电池拆 下送室内保管，并采取防寒措施。下送室内保管，并采取防寒措施。(9)(9)搬运蓄电池时，应防止撞击和剧烈震动，搬运蓄电池时，应防止撞击和剧烈震动，以

12、免活性物质脱落。以免活性物质脱落。第二十九页，共88页。Specific GravityFreezing Pt.1.00032F1.05026F1.10018F1.1505F1.200-16F1.250-58F1.280-92F1.300-96F冬天应充电冬天应充电(chng din)(chng din)保存保存第三十页，共88页。第三十一页，共88页。第三十二页，共88页。第三十三页，共88页。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 第三十四页，共88页。第三十五页，共88页。放电放电(fng din)(fng din)2Ni(OH)3+2KOH+Cd =2Ni

13、(OH)2+2KOH+Cd(OH)2+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中，电解液中的氢氧镉镍蓄电池在充放电过程中，电解液中的氢氧化钾化钾(qn yn hu ji)(qn yn hu ji)并无增减，故电解并无增减，故电解液的密度和液面高度几乎不变。液的密度和液面高度几乎不变。镉镍蓄电池镉镍蓄电池第三十六页，共88页。过热过热(u r)u r)损坏的镍镉蓄电池损坏的镍镉蓄电池第三十七页，共88页。电池电池种类种类电动电动势势(V)(V)平平

14、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(Wh(Wh/kg)/kg)容容 量量输输 出出效效 率率(%)(%)荷荷 电电 湿湿搁搁 置置 性性能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1.351.351.21.21.11.1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60601601

15、6095956 6个个 月月，容容 量量 降降15%15%25%25%几种几种(j(j zh zhn n)蓄电池性能比较蓄电池性能比较第三十八页，共88页。3.2 3.2 直流发电机的电压直流发电机的电压(diny)(diny)调节调节U=Cen-I R发电机发电机端电压端电压发电机发电机转速转速(zhun s)每磁极每磁极(cj)下磁通下磁通结构结构常数常数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否能否保持恒定保持恒定？为什么？为什么？直流发电机的端电压直流发电机的端电压第三十九页，共88页。功用：在一

16、定条件下自动保持发功用：在一定条件下自动保持发 电机电机(dinj)(dinj)端电压基端电压基本恒定。本恒定。电压电压(diny)(diny)调节器简称调压调节器简称调压器器电压电压(diny)(diny)调节器调节器第四十页，共88页。电压电压(diny)(diny)调节器调节器第四十一页，共88页。42不带调压器不带调压器带调压器带调压器外特性外特性(txng)(txng)曲线曲线第四十二页，共88页。炭片式调压器炭片式调压器第四十三页，共88页。炭堆炭堆(炭柱炭柱)电磁铁电磁铁炭片式调压器的主要炭片式调压器的主要(zh(zhyo)yo)组成组成固定在电磁铁上的六角弹簧固定在电磁铁上的六

17、角弹簧(tnhung)(tnhung)(或板式控制弹或板式控制弹簧簧(tnhung)(tnhung)第四十四页，共88页。炭片式电压调节器原理炭片式电压调节器原理(yunl(yunl)电路电路第四十五页，共88页。发电机转速发电机转速(zhun s)增加或负增加或负载减小载减小电磁铁线圈磁场电磁铁线圈磁场(cchng)增强增强电磁铁吸力电磁铁吸力(xl)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减弱发电机励磁磁场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第四

18、十六页，共88页。471 1、炭片调压器只能相对地使发电机电压恒定、炭片调压器只能相对地使发电机电压恒定(hngdng)(hngdng)，而不能绝对地将电压保持在某一数值。而不能绝对地将电压保持在某一数值。2 2、上述调节、上述调节(tioji)(tioji)过程只有当发电机转速在正过程只有当发电机转速在正常工常工 作范围内和发电机的负载不超过额定值时作范围内和发电机的负载不超过额定值时 才能发生。才能发生。注意事项注意事项第四十七页，共88页。48晶体管电压晶体管电压(diny)(diny)调节器调节器第四十八页，共88页。晶体管电压晶体管电压(diny)(diny)调节器调节器第四十九页，

19、共88页。晶体管电压晶体管电压(diny)(diny)调节器调节器第五十页，共88页。功率管与发电机励磁功率管与发电机励磁(l c)(l c)绕组的连接图绕组的连接图第五十一页，共88页。晶体管调压器调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作于开调压原理：晶体管调压器的末级晶体管工作于开 关状态，通过改变末级晶体管的导通关状态，通过改变末级晶体管的导通 比来调节发电机励磁电流，从而比来调节发电机励磁电流，从而(cng r)保持保持 发电机电压基本恒定。发电机电压基本恒定。第五十二页，共88页。体积小体积小重量轻重量轻 性能稳定性能稳定稳态误差稳态误差(wch)(wch)小小动态品质高动态品质高电压

20、调节范围大电压调节范围大晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点(yudi(yudin)n)第五十三页，共88页。3.3 3.3 直流电源的并联直流电源的并联(bnglin)(bnglin)供电供电可实现不中断可实现不中断(zhngdun)(zhngdun)供电，可靠性供电，可靠性高高系统容量大，供电质量高系统容量大，供电质量高并联并联(bnglin)(bnglin)供电优点供电优点:第五十四页，共88页。直流电源投入电网直流电源投入电网(dinw(dinwng)ng)的条件的条件电源极性和电网极性相同电源极性和电网极性相同(xin tn)(xin tn)电源电压和电网电压相同电源电压和电网电压相

21、同(xin tn)(xin tn)第五十五页，共88页。负载负载(fzi)(fzi)均衡的概均衡的概念念 两两台台(li(lin n ti)ti)发发电电机机并并联联，如如果果两两台台(li(lin n ti)ti)发电机的发电机的输出电流相等，各为负载电流的一半，则输出电流相等，各为负载电流的一半，则称负载分配是均衡的。称负载分配是均衡的。第五十六页，共88页。57负载均衡负载均衡(jnhng)(jnhng)的条件的条件两个调压器所保持的电压相等两个调压器所保持的电压相等(xingdng)(xingdng)，即，即U1=U2U1=U2两台发电机的正线电阻相等两台发电机的正线电阻相等(xing

22、dng)(xingdng)，即，即R+1=R+2R+1=R+2第五十七页，共88页。负载均衡电路只能减小负载的不均衡程度负载均衡电路只能减小负载的不均衡程度(chngd)(chngd)，不能完全消除不均衡。，不能完全消除不均衡。炭片调压器的均衡炭片调压器的均衡(jnhng)(jnhng)电路电路第五十八页，共88页。3.4 3.4 直流电源的控制直流电源的控制(kngzh)(kngzh)与保护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地面(dmin)(dmin)电源电源的控制的控制起动发电机的控制起动发电机的控制发电机反流保护发电机反流保护过电压与过励磁保护过电压与过励磁保

23、护发电机反极性保护发电机反极性保护过载过载(guzi)(guzi)保护保护短路保护短路保护控制控制保护保护控制与保护控制与保护第五十九页，共88页。反流保护反流保护(b(boh)oh)反反流流：流流入入发发电电机机的的电电流流(dinli)(dinli)第六十页，共88页。反流的危害反流的危害(wihi)(wihi)白白地消耗白白地消耗(xioho)(xioho)蓄电池或蓄电池或发电机的电能发电机的电能过大的反流还会烧坏蓄电池或发过大的反流还会烧坏蓄电池或发电机电机第六十一页，共88页。反流切断反流切断(qi dun)(qi dun)继电器工作原理继电器工作原理第六十二页，共88页。过电压与过

24、励磁故障过电压与过励磁故障(gzhng)(gzhng)的保护的保护持续持续(chx)过压：由故障引起，持续过压：由故障引起，持续(chx)时间较长，时间较长，危害大。危害大。瞬时过压：持续瞬时过压：持续(chx)时间极短，危害较时间极短，危害较小。小。第六十三页，共88页。应具有应具有(jyu)反延时反延时特性特性对过电压保护装置的要求对过电压保护装置的要求(yoqi):(yoqi):第六十四页，共88页。过压继电器过压保护过压继电器过压保护(b(boh)oh)电路图电路图第六十五页，共88页。3.5 3.5 变压整流器（变压整流器（TRUTRU）Transformer Rectifier U

25、nitTransformer Rectifier Unit简称简称(jinchng)(jinchng)：TRU TRU 或或 TR TR飞机飞机(fij)(fij)变压整流器变压整流器第六十六页，共88页。飞机飞机(fij)(fij)变压整流器功用变压整流器功用将将115/200V400Hz115/200V400Hz或变频或变频(bin pn)(bin pn)交流交流电转变为电转变为28V28V直流电直流电 第六十七页，共88页。使用情况：恒速恒频、变速恒频电源的飞使用情况：恒速恒频、变速恒频电源的飞机上，也可用于装备机上，也可用于装备(zhungbi)(zhungbi)变频交流变频交流电源的

26、飞机上。电源的飞机上。典型组成：三相降压变压器和二极管整流典型组成：三相降压变压器和二极管整流桥。桥。变压整流器变压整流器(TRU)(TRU)第六十八页，共88页。飞机变压整流器主回路飞机变压整流器主回路(hul)(hul)构成构成输入输入(shr)(shr)滤波器滤波器降压变压器降压变压器二极管整流电路二极管整流电路输出滤波器输出滤波器第六十九页，共88页。类型：通常为类型：通常为L L或或 型型LCLC滤波器滤波器功用：主要功用：主要(zh(zhyo)yo)用于减小变压用于减小变压整流器工作整流器工作 时对交流电源的影响时对交流电源的影响 输入输入(shr)(shr)滤波器滤波器第七十页，

27、共88页。变压器变压器功用：将功用：将115/200V115/200V交流电转变为交流电转变为低低 压交流电压交流电 铁芯结构铁芯结构(jigu)(jigu)形式：芯式形式：芯式 第七十一页，共88页。三相桥式整流电路(dinl)及电压波形第七十二页，共88页。按按Y/YY联接的六相全波整流电路联接的六相全波整流电路(dinl)及电压波形及电压波形 按按Y/Y联接的六相全波整流电路及其输出电压联接的六相全波整流电路及其输出电压(diny)波形波形第七十三页，共88页。变压整流器的外特性变压整流器的外特性(txng)(txng)变压整流器的输出电压不仅变压整流器的输出电压不仅(bjn)(bjn)

28、受输入电压大小受输入电压大小的影响，而且随负载电流的增大而下降。的影响，而且随负载电流的增大而下降。第七十四页，共88页。变压整流器的使用变压整流器的使用(sh(shyng)yng)特点特点一般应接入一个很小的固定负载，从而一般应接入一个很小的固定负载，从而可避开变化较剧烈的初始部分可避开变化较剧烈的初始部分(b fen)(b fen)，保持电压稳定。，保持电压稳定。第七十五页，共88页。变压整流器变压整流器(TRU)(TRU)存在存在(cnzi)(cnzi)的缺陷的缺陷自身自身(zshn)(zshn)没有输出电压调节作用，输出没有输出电压调节作用，输出电压受负载和电源电压的影响较大。电压受负

29、载和电源电压的影响较大。有有400Hz400Hz变压器，体积重量较大。变压器，体积重量较大。先进先进(xinjn)飞机中采用电子式变压整流器飞机中采用电子式变压整流器 第七十六页，共88页。高压高压(goy)(goy)交流电交流电高压高压(goy)(goy)直流直流电电高频高频(o pn)(o pn)交流电交流电低压直流电低压直流电第七十七页，共88页。电子式变压整流器及其特性电子式变压整流器及其特性(txng)电子式变压整流器电子式变压整流器第七十八页，共88页。3.6 3.6 飞机飞机(fij)(fij)直流电网直流电网飞机飞机(fij)(fij)电气系统的构成电气系统的构成第七十九页，共

30、88页。又称飞机又称飞机(fij)(fij)电网电网 供电网供电网(dinw(dinwng)ng)：从飞机电源、电：从飞机电源、电源汇流条到用电设备汇流条源汇流条到用电设备汇流条间的部分间的部分 配电网配电网(dinw(dinwng)ng)：从用电设备汇流：从用电设备汇流条到用电设备间的部分条到用电设备间的部分 飞机飞机(fij)(fij)输配电系统输配电系统第八十页，共88页。集中式集中式分散式（独立式）分散式（独立式）混合式混合式 配电方式配电方式(fngsh)(fngsh)分类分类第八十一页，共88页。集中式配电集中式配电(pi din)(pi din)第八十二页，共88页。分散式配电分

31、散式配电(pi din)(pi din)(独立式独立式)第八十三页，共88页。混合式配电混合式配电(pi din)(pi din)第八十四页，共88页。常规常规(chnggu)(chnggu)式式遥控式遥控式固态式固态式 配电系统配电系统(xt(xtng)ng)的控制方式的控制方式第八十五页，共88页。电源(dinyun)线和用电设备输电线都集中于座舱内。由飞行员控制电源(dinyun)和用电设备电路的接通或断开。常规常规(chnggu)(chnggu)式配电系统控制式配电系统控制第八十六页，共88页。配电汇流条设于用电设备附近。配电汇流条设于用电设备附近。飞行员在座舱内通过继电器或接触器飞行

32、员在座舱内通过继电器或接触器接通或断开接通或断开(dun ki)(dun ki)电路。电路。特点特点(tdin)(tdin)：座舱内只有控制线，没有：座舱内只有控制线，没有供电线。供电线。遥控遥控(yokng)(yokng)式配电系统控制式配电系统控制第八十七页，共88页。应用微型计算机和分时多路传输总线来控制电应用微型计算机和分时多路传输总线来控制电源和用电设备的通或断源和用电设备的通或断 减轻了飞行人员减轻了飞行人员(rnyun)(rnyun)的负担，降低了飞的负担，降低了飞机电网的重量，提高了电网的可靠性和维修性机电网的重量，提高了电网的可靠性和维修性 特点特点(tdin)(tdin)：既有遥控式的特点：既有遥控式的特点(tdin)(tdin)，又简，又简化了控制线。化了控制线。固态固态(gti)(gti)式配电系统控制式配电系统控制第八十八页，共88页。