第4章 交流电源系统

1、第四章 飞机交流供电系统 4.1 4.1 飞机交流供电系统概述飞机交流供电系统概述 电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统重量 工作环境限制工作环境限制 随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损随着飞机飞行高度的增加，直流电机炭刷和整流子的磨损 变得越来越严重变得越来越严重 用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式用电量增加，电机发热增加，需要效率更高的冷却方式 电压和功率变换的要求电压和功率变换的要求 大中型民航客机采用交流电源系统的主要因素大中型民航客机采用交流电源系统的主要因素: 交流发电机没有换向器，特别是无刷交流发电机没

2、交流发电机没有换向器，特别是无刷交流发电机没 有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大有电刷和滑环，同时采用喷油冷却，工作可靠性大 大提高；大提高； 电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减电源电压高，使得交流发电机的电网和设备重量减 轻；轻； 交流电能易于变换，即易于变压和整流交流电能易于变换，即易于变压和整流 交流电源系统具有如下优点交流电源系统具有如下优点: (CSCF) (VSCF) 飞机交流电源系统飞机交流电源系统 恒频交流电源恒频交流电源 变频交流电源变频交流电源 恒速恒频恒速恒频 变速恒频变速恒频 飞机交流电源系统的主要形式飞机交流电源系统的主要形式 发动机减速器交流发电

3、机 变速 变速 变频交流电 适用于采用适用于采用涡轮螺旋桨发动机涡轮螺旋桨发动机的中的中 短程支线飞机。短程支线飞机。 变速变频交流电源系统变速变频交流电源系统 变频交流发电系统简单变频交流发电系统简单 体积重量小体积重量小 电能转换效率高电能转换效率高 变频交流电优点变频交流电优点: 恒速恒频交流电源系统恒速恒频交流电源系统 发动机恒速传动装置交流发电机 变速恒速恒频交流电 恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，而 且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统且由于电源频率恒定，用电设备和配电系统 的重量比变频系统轻，配电也比较简单；的重量比变频系统轻，配电也比

4、较简单； 恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运恒频交流发电机可单台运行，也可以并联运 行，而且电气性能好，供电质量高行，而且电气性能好，供电质量高 恒速恒频交流电源系统恒速恒频交流电源系统: 变速恒频交流电源系统变速恒频交流电源系统 交交- -直直- -交交 交交- -交交 电气性能好。电气性能好。VSCFVSCF电源输出电源输出频率频率恒定，精度恒定，精度 高，无频率瞬变现象。高，无频率瞬变现象。 系统损耗小而效率高系统损耗小而效率高 使用维护性好使用维护性好 可靠性高、使用寿命长可靠性高、使用寿命长 以机体为中线的三相四线制以机体为中线的三相四线制 （现代飞机普遍采用）（现代飞机普遍采用

5、） 不接中线的三相三线制不接中线的三相三线制 以单相为主而兼有三相的供电系统以单相为主而兼有三相的供电系统 电网连接形式电网连接形式: 单 相 负 载 三 相 负 载 单 相 负 载 单 相 负 载 AA B B C C 0 以机体为中线的三相四线制以机体为中线的三相四线制 优点：优点：电网轻；电网轻； 可提供两种电压；可提供两种电压； 控制、保护设备较简单。控制、保护设备较简单。 缺点：缺点：单相用电设备的电压波形失真较大。单相用电设备的电压波形失真较大。 单 相 负 载 三 相 负 载 单 相 负 载 单 相 负 载 AA B B C C 0 三 相 负 载 单 相 负 载 单 相 负 载

6、 AA B B C C 0 不接中线的三相三线制供电系统不接中线的三相三线制供电系统 优点：优点： 电网轻电网轻 电压波形失真小。电压波形失真小。 缺点：缺点：只能提供一种电压；只能提供一种电压； 某一相断路时，会发生某一相断路时，会发生“串联串联” 故障。故障。 三相 负 载 单相 负 载 单相 负 载 AA B B C C 0 A B C 自动驾驶仪 汇流条 单相负载 优点：优点：节省导线节省导线 缺点：缺点：较多较多 以单相为主而兼有三相的供电系统以单相为主而兼有三相的供电系统 电压电压 频率频率 交流供电质量的指标：交流供电质量的指标： 额定电压：交流电网：额定电压：交流电网：115/

7、200V 发电机：发电机： 120/208V 额定容量：交流发电机三相总视在功率额定容量：交流发电机三相总视在功率 单位：千伏安（单位：千伏安（KVA） 功率因数：额定负载时的功率因数功率因数：额定负载时的功率因数 一般为：一般为：cos=0.75（感性）（感性） 频率：一般为频率：一般为400HZ 转速：恒速恒频常见转速为转速：恒速恒频常见转速为6000、8000、12000、24000 转转/ 分（分（r/min） 主要技术性能主要技术性能 4.2 恒速恒频交流电源恒速恒频交流电源 恒速恒频简称恒速恒频简称CSCFCSCF (Constant Speed Constant Frequenc

8、y) (Constant Speed Constant Frequency) 核心装置：恒速传动装置核心装置：恒速传动装置 CSD (Constant Speed Drive)CSD (Constant Speed Drive) 一、概述一、概述 功用：用来保持交流发电机转速基本恒定。功用：用来保持交流发电机转速基本恒定。 分类：液压式、机械式、液压机械式、电磁分类：液压式、机械式、液压机械式、电磁 式、电磁机械式式、电磁机械式 功用和分类功用和分类 恒装的安装位置恒装的安装位置 恒速传动装置的四个发展阶段恒速传动装置的四个发展阶段 2 0 1955 1975 1945 1965 1985 T

9、otal Sundstrand System IDG Geared Differential Hydraulic Differential Todays 60 kVA System IDG-71Lbs. Controls-9Lbs. Per Channel Year 恒速传动装置发展恒速传动装置发展 二、液压机械式恒速传动装置的主要二、液压机械式恒速传动装置的主要组成组成 传动系统传动系统 滑油系统滑油系统 调速系统调速系统 保护系统保护系统 发发动动机机 输输入入 脱脱开开装装置置 液液压压泵泵液液压压马马达达 发发电电机机 中中心心齿齿轮轮 游游星星齿齿轮轮架架 差差动动齿齿轮轮系系 滑滑

10、油油系系统统 至至转转速速调调节节系系统统 摇摇臂臂 液压机械式恒速传动装置液压机械式恒速传动装置 液压泵液压泵-液压马达液压马达 差动齿轮差动齿轮 传动系统组成传动系统组成 对齿轮系统起对齿轮系统起润滑润滑作用作用 对齿轮系统起对齿轮系统起散热散热作用作用 作为液压泵与液压马达组件作为液压泵与液压马达组件传递功率传递功率的的 介质介质 滑油系统作用滑油系统作用 离心调速器离心调速器 伺服油缸伺服油缸 调速系统组成调速系统组成 在恒速传动装置出现故障时，可以将发在恒速传动装置出现故障时，可以将发 电机与恒速传动装置电机与恒速传动装置脱开脱开，以保护整套，以保护整套 机构不被损坏。机构不被损坏。

11、 保护系统作用保护系统作用 三、液压机械式恒速传动装置的简要工作原理 定义：为保持发电机转速在额定值所需要的恒定义：为保持发电机转速在额定值所需要的恒 装输入轴转速装输入轴转速( (液压马达不转动）液压马达不转动） 制动点转速制动点转速 2. 正差动工作状态正差动工作状态；恒装输入轴转速恒装输入轴转速低于低于制动点制动点 转速时的工作状态转速时的工作状态 要点：要点：液压马达起加速作用液压马达起加速作用 3. 负差动工作状态负差动工作状态：恒装输入轴转速恒装输入轴转速高于高于制动点转制动点转 速时的工作状态速时的工作状态 要点：要点：液压马达（泵）起减速作液压马达（泵）起减速作 用用 1. 零

12、差动工作状态零差动工作状态；恒装输入轴转速恒装输入轴转速等于等于制动点制动点 转速时的工作状态转速时的工作状态 要点：要点：液压马达不转动液压马达不转动 液压机械式恒装三种工作状态液压机械式恒装三种工作状态 恒装输入轴转速低于制动点转速时，工作在正差动恒装输入轴转速低于制动点转速时，工作在正差动 状态，液压马达必须顺时针方向转动，使输入环形状态，液压马达必须顺时针方向转动，使输入环形 齿轮反时针方向转动，那么游星齿轮转速就加快，齿轮反时针方向转动，那么游星齿轮转速就加快， 恒装输出转速增大。为了使液压马达顺时针方向转恒装输出转速增大。为了使液压马达顺时针方向转 动，液压泵的可动斜盘应有正倾角动

13、，液压泵的可动斜盘应有正倾角，向左倾斜。这向左倾斜。这 时，泵向马达打油，泵与马达组件中靠近读者的一时，泵向马达打油，泵与马达组件中靠近读者的一 边为高压腔，高压油从泵向马达流动，低压油则反边为高压腔，高压油从泵向马达流动，低压油则反 方向流动，油这样流动时驱使马达顺时针方向转动，方向流动，油这样流动时驱使马达顺时针方向转动， 使恒装输出转速升高到发电机的额定转速。使恒装输出转速升高到发电机的额定转速。 正差动状态正差动状态 恒装输入轴转速高于制动点转速时，工作在负差动恒装输入轴转速高于制动点转速时，工作在负差动 状态，液压马达必须逆时针方向转动，使输入环形状态，液压马达必须逆时针方向转动，使

14、输入环形 齿轮顺时针方向转动，那么游星齿轮转速就降低，齿轮顺时针方向转动，那么游星齿轮转速就降低， 恒装输出转速减小。为了使液压马达顺时针方向转恒装输出转速减小。为了使液压马达顺时针方向转 动，液压泵的可动斜盘应有负倾角动，液压泵的可动斜盘应有负倾角，向右倾斜。这向右倾斜。这 时，定量马达向变量泵打油，泵与马达组件中靠近时，定量马达向变量泵打油，泵与马达组件中靠近 读者的一边仍为高压腔，高压油从马达向泵流动，读者的一边仍为高压腔，高压油从马达向泵流动， 低压油则反方向流动，油这样流动时驱使马达逆时低压油则反方向流动，油这样流动时驱使马达逆时 针方向转动，为马达工作状态，使恒装输出转速降针方向转

15、动，为马达工作状态，使恒装输出转速降 低到发电机的额定转速。低到发电机的额定转速。 负差动状态负差动状态 离心配重式转速调节器离心配重式转速调节器 伺服油缸伺服油缸 转速调节系统转速调节系统 调速系统调速系统 离心配重式调速器的传动齿轮是由发电机同轴传动离心配重式调速器的传动齿轮是由发电机同轴传动 的，即离心配重离心力的大小反映发电机转速的高的，即离心配重离心力的大小反映发电机转速的高 低。低。 分配活门控制油路，当发电机转速为额定值时，分分配活门控制油路，当发电机转速为额定值时，分 配活门正好将三条油路堵住。配活门正好将三条油路堵住。 离心调速器弹簧力的大小与调整螺钉的位置有关，离心调速器弹

16、簧力的大小与调整螺钉的位置有关， 改变调整螺钉的位置，就可以调整恒装输出轴的额改变调整螺钉的位置，就可以调整恒装输出轴的额 定转速。定转速。 42 航空 发 动机差 动游 星 齿轮交 流 发 电机 变量泵定量 马达 伺 服油缸调速器 n9 n1 齿轮差动液压恒注方块图齿轮差动液压恒注方块图 四、液压机械式恒速传动装置的故障及保护四、液压机械式恒速传动装置的故障及保护 0 0 10102020 3030 4040 8080120120 160160 I INN GEN DRIVE OIL TEMP RISE LOW OIL PRESSURE HIGH OIL TEMP RISE IN DISCO

17、NNECT DRIVE CAN BE RECONNECTED ONLY ON GRD 0 0 10102020 3030 4040 8080120120 160160 I INN GEN DRIVE OIL TEMP RISE LOW OIL PRESSURE HIGH OIL TEMP DISCONNECT D DR RI IV VE E T TE EM MP P 恒装监控装置恒装监控装置 44 手动脱开机构 3.2 直流发电机的电压调节直流发电机的电压调节 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 每磁极每磁极 下磁通下磁通 结构结构 常数常数 发电机发电

18、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？ 直流发电机的端电压直流发电机的端电压 功用：功用：在一定条件下自动保持发在一定条件下自动保持发 电机端电压基本恒定。电机端电压基本恒定。 电压调节器简称调压器 电压调节器电压调节器 47 航空 发 动机差 动游 星 齿轮交 流 发 电机 变量泵定量 马达 伺 服油缸调速器 n9 n1 齿轮差动液压恒注方块图齿轮差动液压恒注方块图 48 五、组合传动发电机五、组合传动发电机 49 4.3 变速恒频交流电源变速恒频交流电源 简称

19、简称VSCFVSCF (Variable Speed Constant Frequency)(Variable Speed Constant Frequency) 电子变换器电子变换器 115/200 115/200V400HzV400Hz三相交流电三相交流电 变速恒频电源系统变速恒频电源系统 变频交流发电机电子变换器 控制器 Vnfv fc VSCF电源的构成方框电源的构成方框 交交型 交直交型 VSCF电源变换器有两种类型电源变换器有两种类型 电能质量高，无频率瞬变现象；电能质量高，无频率瞬变现象； 能量转换效率高，比能量转换效率高，比CSCF高了近高了近10%； 旋转部件少，可靠性高；旋

20、转部件少，可靠性高； 电源系统结构灵活，除发电机必须安装在发电机电源系统结构灵活，除发电机必须安装在发电机 附件机匣内，其它部件安装位置可以按需放置；附件机匣内，其它部件安装位置可以按需放置； 能够实现无刷起动发电；能够实现无刷起动发电； 生产和使用维护方便，有利于减少飞机全寿命期生产和使用维护方便，有利于减少飞机全寿命期 费用费用 VSCF优点（与优点（与CSCF比较）比较） 0.0 0.2 0.40.6 0.81.0 0.00.020.040.06 0.080.10 140 130 120 110 100 90 400 390 410 400 加加载载( (1 10 00 0% %) )

21、加加载载( (1 10 00 0% %) ) 卸卸载载( (1 10 00 0% %) )卸卸载载( (1 10 00 0% %) ) V VS SC CF F I ID DG G V VS SC CF F I ID DG G I ID DG G I ID DG G V VS SC CF F V VS SC CF F A AP PU U发发电电机机 A AP PU U发发电电机机 秒秒 Hz Hz V V 变速恒频交流电源系统变速恒频交流电源系统 55 整流 滤波 电路 变流器 滤波器 主发 电机 励磁机 永磁 发电机 控制 保护 电路 变频交流 13702545Hz DC AC 270V 1

22、15/200V 400Hz 4.4 交流发电机电压调节交流发电机电压调节 调节发电机励磁电流，使发电机调节点电压保持调节发电机励磁电流，使发电机调节点电压保持 在规定范围内；在规定范围内； 电网短路时实现发电机的强励，使发电机能输出电网短路时实现发电机的强励，使发电机能输出 足够大的短路电流，保证电路保护器快速跳闸；足够大的短路电流，保证电路保护器快速跳闸； 实现发电机最大输出电流的限制实现发电机最大输出电流的限制 电压调节器应具备的功能电压调节器应具备的功能 炭片式炭片式 磁放大器式磁放大器式 晶体管式晶体管式 集成电路式集成电路式 交流发电机电压调节器的种类交流发电机电压调节器的种类 工作

23、可靠工作可靠 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 体积小体积小 重量轻重量轻 晶体管调压器的优点晶体管调压器的优点 G (a) (b) it2 it1 itav tonT ie We Re D T u ton T t t toff Ue Ie 功率管与发电机励磁绕组的连接图功率管与发电机励磁绕组的连接图 - + + - 励磁电流励磁电流 的开关控制的开关控制 励磁电流励磁电流 的开关控制的开关控制 - + - + it2 it1 itav tonT ton T t t toff Ue Ie offon ttT 周周期期： 励磁线圈平均电压

24、励磁线圈平均电压 E T t EU on ave)( 定义：定义：功率管在一个周期里的功率管在一个周期里的相对导通时间相对导通时间 （导通时间与周期的比值）（导通时间与周期的比值） T t tt t on offon on 晶体管的导通比晶体管的导通比(占空比占空比 ) it2 it1 itav tonT ton T t t toff Ue Ie it2 it1 itav tonT ton T t t toff Ue Ie E T t EU on ave)( ee ave ave R E R U I )( )( 励磁线圈平均电压励磁线圈平均电压 励磁线圈平均电流励磁线圈平均电流 励磁线圈平均电

25、压和平均电流励磁线圈平均电压和平均电流 调压原理：调压原理：在功率管的控制下，励磁电流在功率管的控制下，励磁电流 的的 平均值和功率管的导通比成正平均值和功率管的导通比成正 比。比。改变功率管的改变功率管的导通比导通比，即，即 可改变可改变励磁电流励磁电流，从而调节，从而调节发发 电机电压电机电压。 ee ave ave R E R U I )( )( 脉冲电压调节励磁电流方法脉冲电压调节励磁电流方法 脉冲调频式脉冲调频式 脉冲调宽式脉冲调宽式 保持脉冲宽度不变，保持脉冲宽度不变， 仅调节脉冲的频率仅调节脉冲的频率 脉冲频率保持不变，脉冲频率保持不变， 仅调节脉冲的宽度仅调节脉冲的宽度 T t

26、 tt t on offon on 晶体管的导通比晶体管的导通比(占空比占空比 ) ue t Ue(av) T1 ue t Ue(av) T t Ue(av) T2 ue t Ue(av) T ue 晶体管调压器脉冲调节形式晶体管调压器脉冲调节形式 当发电机输出电压相对于基准电压的变化时，调压当发电机输出电压相对于基准电压的变化时，调压 器改变功率晶体管的导通比就可以调节励磁机的励磁电器改变功率晶体管的导通比就可以调节励磁机的励磁电 流，以补偿发电机电压的变化量。流，以补偿发电机电压的变化量。 4.5 4.5 交流发电机的并联运行交流发电机的并联运行 恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置

27、，降低了恒速传动装置之间不需要设置功率自动均衡装置，降低了 系统的复杂性；系统的复杂性； 电气系统中某一部分的扰动仅影响到与该台发电机有关的电气系统中某一部分的扰动仅影响到与该台发电机有关的 那一部分系统；那一部分系统； 由于不需要考虑发电机负载均衡的问题，可以充分利用单由于不需要考虑发电机负载均衡的问题，可以充分利用单 台发电机的全部容量台发电机的全部容量 调节、控制与保护设备简单，有利于提高系统的可靠性调节、控制与保护设备简单，有利于提高系统的可靠性 交流发电机交流发电机不不并联运行的优点并联运行的优点 交流发电机并联运行的交流发电机并联运行的优点优点 电压负载在供电的各发电机之间均匀分配

28、电压负载在供电的各发电机之间均匀分配 多发电机系统中，一台发电机发生故障不会导多发电机系统中，一台发电机发生故障不会导 致主系统停止供电；致主系统停止供电； 在某些使用条件下，安装容量在给定的时间在某些使用条件下，安装容量在给定的时间- -电电 压干扰特性下，能满足更大的起动电流和尖峰压干扰特性下，能满足更大的起动电流和尖峰 负载的要求，同时能更有效地利用发电机的安负载的要求，同时能更有效地利用发电机的安 装容量；装容量； 并联系统可以使反延时的过流保护装置动作更并联系统可以使反延时的过流保护装置动作更 迅速迅速 交流发电机并联运行的条件交流发电机并联运行的条件 o发电机的电压发电机的电压波形

29、波形应与电网电压波形一致，为正应与电网电压波形一致，为正 弦波；弦波； o发电机的发电机的相序相序应与电网电压的相序一致；应与电网电压的相序一致； o发电机的发电机的频率频率应与电网频率相近（频差越大同步应与电网频率相近（频差越大同步 时间会越长）；时间会越长）； o发电机发电机电压电压应与电网电压相近；应与电网电压相近； o发电机电压与电网电压间的发电机电压与电网电压间的相位差相位差应小，以减小应小，以减小 投入时的冲击投入时的冲击 自动并联装置原理方框图自动并联装置原理方框图 或门 电路 电网电压检 测电路 自动并联 检测电路 触发电路控制执行电路 自动并联装置原理电路自动并联装置原理电路

30、 交流发电机的并联运行交流发电机的并联运行 电网电压 检 测电路 自 动并 联检 测电 路 控制 执 行 电路 触发电 路 或门鉴 压电路 自 动并 联装置 电网电压检测电路电网电压检测电路 检测电网上有无电压检测电网上有无电压 当电网上无电压时，即没有其它发电机连当电网上无电压时，即没有其它发电机连 接在电网上，发电机可以立即投入电网；接在电网上，发电机可以立即投入电网； 当电网上有电压时它不会输出合闸信号当电网上有电压时它不会输出合闸信号 自动并联检测电路自动并联检测电路 通过敏感发电机与电网之间的差值电压通过敏感发电机与电网之间的差值电压 来判断是否满足并联条件来判断是否满足并联条件 当

31、并联条件满足时，就会发出令发电机当并联条件满足时，就会发出令发电机 并网的合闸信号并网的合闸信号 交流负载的自动均衡交流负载的自动均衡 保证并联运行的各发电机间保证并联运行的各发电机间负载相等负载相等 即：各台发电机输出的即：各台发电机输出的有功功率有功功率和和无功无功 功率功率相等相等 无功负载均衡无功负载均衡( (reactive load sharing)reactive load sharing) 保持并联交流电源系统中各发电机的保持并联交流电源系统中各发电机的无无 功负载电流功负载电流彼此平衡彼此平衡 1 1、正确取出信号；正确取出信号； 2 2、正确调整正确调整励磁励磁； 3 3、

32、正确动作。正确动作。 基本方法：调节发电机的基本方法：调节发电机的励磁电流励磁电流 基本要求：基本要求： 无功电流均衡装置原理无功电流均衡装置原理 有功负载均衡有功负载均衡( (real load sharing)real load sharing) 保持并联交流电源系统中各发电机的保持并联交流电源系统中各发电机的有功负载电有功负载电 流流彼此平衡彼此平衡 1 1、正确取出信号；正确取出信号； 2 2、正确调节正确调节转速转速/ /频率频率； 3 3、正确动作。正确动作。 基本方法：调节恒速传动装置的基本方法：调节恒速传动装置的输出转速输出转速/ /电源频率电源频率 基本要求：基本要求： 有功

33、电流均衡装置原理有功电流均衡装置原理 4.6 4.6 飞机交流电源的控制关系飞机交流电源的控制关系 发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 ( (GCR)GCR) GCRGCR：Generator Control RelayGenerator Control Relay 发电机断路器发电机断路器 ( (GB)(GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GCGC或发电机控制断或发电机控制断 路器路器GCB)GCB) GBGB：Generator Breaker Generator Breaker GC GC： Generator ContactorGenerator Contactor GC

34、BGCB： Generator Control BreakerGenerator Control Breaker 汇流条连接断路器汇流条连接断路器( (又称并联断电器又称并联断电器) () (BTB)BTB) BTBBTB：Bus Tie BreakerBus Tie Breaker 外电源接触器外电源接触器 ( (EPCEPC) ) EPCEPC：External Power ContactorExternal Power Contactor 控制与保护装置控制与保护装置主要控制对象：主要控制对象： 一、概述一、概述 1.发电机励磁控制继电器发电机励磁控制继电器 (GCR)： Generat

35、or Control Relay 控制发电机励磁电路的接通与断开，即决定发电机是否控制发电机励磁电路的接通与断开，即决定发电机是否 能够励磁发电；能够励磁发电； 2.发电机断路器发电机断路器 (GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GC或发电机控制断或发电机控制断 路器路器GCB)：Generator Breaker/ Generator Control Breaker 控制发电机能否投入电网并向各自的发电机汇流条供电，控制发电机能否投入电网并向各自的发电机汇流条供电， 即决定发电机是否输出；即决定发电机是否输出； 3.汇流条连接断路器汇流条连接断路器(又称并联断电器又称并联断电器) (

36、BTB)： Bus Tie Breaker 它可将各发电机汇流条与同步汇流条或连接汇流条接通它可将各发电机汇流条与同步汇流条或连接汇流条接通 与断开，即决定发电机是否并联供电或发电机汇流条之间是与断开，即决定发电机是否并联供电或发电机汇流条之间是 否交互供电；否交互供电； 4.外电源接触器外电源接触器 (EPC)： External Power Contactor 飞机停在地面，接上外电源时，它决定外电源是否向机飞机停在地面，接上外电源时，它决定外电源是否向机 上电网供电。上电网供电。 控制保护装置的作用控制保护装置的作用: :人工或自动地人工或自动地接通、断开接通、断开 或转换或转换上述开关

37、装置。上述开关装置。 控制控制: :主要是根据供电方式的需要及一定的逻辑关主要是根据供电方式的需要及一定的逻辑关 系，控制上述那些发电机和电网的开关元件，以完系，控制上述那些发电机和电网的开关元件，以完 成发电机和电网主要汇流条的成发电机和电网主要汇流条的接通、断开或转换接通、断开或转换工工 作。作。 保护保护:一般是在发电机或电网局部出现故障时，有一般是在发电机或电网局部出现故障时，有 选择性地自动断开某些开关装置，使故障部分与正选择性地自动断开某些开关装置，使故障部分与正 常供电系统隔离，防止故障扩大，保证系统正常供常供电系统隔离，防止故障扩大，保证系统正常供 电。电。 飞机电源系统的控制

38、保护器飞机电源系统的控制保护器 继电器型 磁放大器型 晶体管型 二、单独供电的控制关系二、单独供电的控制关系 Gen1Gen2 APU Gen1 GB1 APU GB GB2 BTB2 BTB1 EPC BUS1 BUS2 外外电电源源 转转换换继继电电器器1 1 转转换换继继电电器器2 2 转转换换汇汇流流条条1 1 转转换换汇汇流流条条2 2 1. 1. 地面外电源供电地面外电源供电 Gen1Gen2 APU Gen1 GB1 APU GB GB2 BTB2 BTB1 EPC BUS1 BUS2 外外电电源源 转转换换继继电电器器1 1 转转换换继继电电器器2 2 转转换换汇汇流流条条1

39、1 转转换换汇汇流流条条2 2 2. 2. APUAPU发电机供电发电机供电 Gen1Gen1 APU Gen1 GB1 APU GB GB2 BTB2 BTB1 EPC BUS1 BUS2 外外电电源源 转转换换继继电电器器1 1 转转换换继继电电器器2 2 转转换换汇汇流流条条1 1 转转换换汇汇流流条条2 2 3. 3. 主发电机供电主发电机供电 Gen1Gen1 APU Gen1 GB1 APU GB GB2 BTB2 BTB1 EPC BUS1 BUS2 外外电电源源 转转换换继继电电器器1 1 转转换换继继电电器器2 2 转转换换汇汇流流条条1 1 转转换换汇汇流流条条2 2 4.

40、 4. 故障状态故障状态( (正常正常) ) Gen1Gen2 APU Gen1 GB1 APU GB GB2 BTB2 BTB1 EPC BUS1 BUS2 外外电电源源 转转换换继继电电器器1 1 转转换换继继电电器器2 2 转转换换汇汇流流条条1 1 转转换换汇汇流流条条2 2 单独供电的控制特点单独供电的控制特点 对每一汇流条而言，对每一汇流条而言，任一时刻只能有一种任一时刻只能有一种 电源供电电源供电，后者供电时前者自动断开，后者供电时前者自动断开 不是连续供电，其不是连续供电，其供电可靠性较差供电可靠性较差（与并（与并 联供电相比）联供电相比） 控制保护比较控制保护比较简单简单 三

41、、关联供电的控制关系三、关联供电的控制关系 Gen1Gen2Gen3Gen4 GCB1GCB2GCB3 GCB4 BTB1BTB3 BTB4 BTB2 EPC 外电源 负载汇流条 同步汇流条 Gen1Gen2Gen3Gen4 GCB1GCB2GCB3 GCB4 BTB1BTB3 BTB4 BTB2 EPC 外电源 负载汇流条 同步汇流条 关联供电的控制关系关联供电的控制关系- -并联并联 Gen1Gen2Gen3Gen4 GCB1GCB2GCB3 GCB4 BTB1BTB3 BTB4 BTB2 EPC 外电源 负载汇流条 同步汇流条 故障状态故障状态 1 1 故障状态故障状态 2 2 Gen1

42、Gen2Gen3Gen4 GCB1GCB2GCB3 GCB4 BTB1BTB3 BTB4 BTB2 EPC 外电源 负载汇流条 同步汇流条 单独供电与并联供电的单独供电与并联供电的混合混合状态状态 Gen1Gen2Gen3Gen4 GCB1GCB2GCB3 GCB4 BTB1BTB3 BTB4 BTB2 EPC 外电源 负载汇流条 同步汇流条 并联供电的控制特点并联供电的控制特点 通过同步汇流条实现通过同步汇流条实现并联并联供电供电 连续供电，连续供电，供电可靠性高供电可靠性高 控制保护控制保护复杂复杂 （复习）控制与保护装置主要控制对象（复习）控制与保护装置主要控制对象 发电机励磁控制继电器

43、发电机励磁控制继电器 ( (GCR)GCR) GCRGCR：Generator Control RelayGenerator Control Relay 发电机断路器发电机断路器 ( (GB)(GB)(又称为发电机接触器又称为发电机接触器GCGC或发电机控或发电机控 制断路器制断路器GCB)GCB) GBGB：Generator Breaker Generator Breaker GC GC：Generator ContactorGenerator Contactor GCBGCB： Generator Control BreakerGenerator Control Breaker 汇流条连

44、接断路器汇流条连接断路器( (又称并联断电器又称并联断电器) () (BTB)BTB) BTBBTB：Bus Tie BreakerBus Tie Breaker 外电源接触器外电源接触器 ( (EPC)EPC) EPCEPC：External Power ContactorExternal Power Contactor 主要控制的逻辑关系主要控制的逻辑关系 闭 合 断 开 GCR (BTB) 或 故障信号 GCR.S (BTB.S) 闭 GCR.S (BTB.S) 断 （一）（一）GCRGCR的控制逻辑的控制逻辑 更正：更正：第第46页页图图3-25中：中：将图左侧第一个将图左侧第一个“与

45、与”改为改为“或或”，将两处将两处 “GCR.S”改为改为“GB.S”，将，将“GCBGCB”改为改为“GBGB”。 （二）（二）GBGB的控制逻辑的控制逻辑 闭 合 断 开 BTB 或 辅助断开继 电器动作 BTB.S闭 BTB.S断 或 故障 信号 （三）（三）BTBBTB的控制逻辑的控制逻辑 闭 合 断 开 EPC 或 EPC.S置 接通位 发电机全部 断开 外电源相序 正确 与 任一发电机 接通 过压保护 EPC.S置 断开位 EPCEPC的控制逻辑的控制逻辑 4.7 4.7 飞机交流发电机的故障及其保护飞机交流发电机的故障及其保护 发电机相断路故障发电机相断路故障 发电机电压故障发电

46、机电压故障 发电机频率故障发电机频率故障 发电机欠速故障发电机欠速故障 旋转整流器短路故障旋转整流器短路故障 副励磁机短路故障副励磁机短路故障 馈电线短路故障馈电线短路故障 CSCFCSCF电源故障保护电源故障保护 发电机短路故障及差动保护发电机短路故障及差动保护(DP)(DP) X X Y Y Z Z A A B B C C LHLH1 1LHLH2 2GBGB R R1 1 R R2 2 R R1 1 R R1 1 R R2 2 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 X X Y Y Z Z A A B B

47、 C C LHLH1 1LHLH2 2GBGB R R1 1 R R2 2 R R1 1 R R1 1 R R2 2 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 发电机短路故障及差动保护发电机短路故障及差动保护(DP)(DP) Y Y B B L LH H1 1 G GB B R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C D DW W 至至 G GC CR R故故 障障 信信 号号 放放 大大 器器 I I 1 1I I2 2I I1 1 a ab b L LH H2 2 取出其中的

48、一相取出其中的一相 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHLH1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 I1I1II 2 2 II 1 1 a ab b LHLH2 2 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHLH1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 I1I1II 2 2 II 1 1 a ab b LHLH2 2 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHL

49、H1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 1 1 I III 2 2 II 1 1 a ab b LHLH2 2 K III 21 K I K I K II III K 21 2 1 更正（更正（P117）：将）：将 K III 21 更正为更正为 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHLH1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 1 1 I III 2 2 II

50、 1 1 a ab b LHLH2 2 电流电压电流电压 转换电路转换电路 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHLH1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大器器 1 1 I III 2 2 II 1 1 a ab b LHLH2 2 整流滤波整流滤波 电路电路 发生短路时发生短路时 Y Y B B LHLH1 1 GBGB R R1 1 R R2 2 R R7 7 R R8 8 R R9 9 C C DWDW 至GCR故障至GCR故障 信号放大信号放大 器器 1 1 I III 2

51、 2 II 1 1 a ab b LHLH2 2 电压检测电压检测 电路电路 过电压故障及其保护装置过电压故障及其保护装置(OV)(OV) 瞬时过电压 持续过电压 过电压的种类过电压的种类 敏感电路敏感电路 鉴压电路鉴压电路 反延时电路反延时电路 过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成 过压保护电路的主要组成过压保护电路的主要组成 UAUW1DW1截止截止无故障信号输出无故障信号输出 发电机电压正常时发电机电压正常时 发电机出现持续过电压发电机出现持续过电压 UAUW1DW1被击穿导通被击穿导通UA对对C2充电充电经反延时经反延时DW 2被击穿被击穿输出过电压故障信号至输出过电压故障信号至GCR故障放