民航飞机电气系统知识点

1、民航飞机电气系统（ 20XX年版教材）一、工作原理1. 炭片调压器的工作原理（ P134，图 5-3 ） 当发电机转速上升或负载减小时，发电机电压会升高而超过其额定值。 此时电磁铁线 圈中的电流会立即增大， 作用在衔铁上的电磁力会随之增大， 衔铁向电磁铁方向移动， 炭片 之间的压力便减小，炭柱电阻逐渐增大，发电机励磁电流逐渐减小，发电机电压逐渐下降。 当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量， 恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化 量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡， 衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。当发电机转速下降或负载增加时，电

2、压调节器的工作过程与上述相反。即： 当发电机转速下降或负载增加时，发电机电压会下降而低于其额定值。 此时电磁铁线 圈中的电流会立即减小， 作用在衔铁上的电磁力会随之减小， 衔铁向炭柱方向移动， 炭片之 间的压力便增大，炭柱电阻逐渐减小，发电机励磁电流逐渐增大， 发电机电压逐渐上升。当 炭柱电阻的改变所引起的电压变化量， 恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量 时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔 铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。2. 负载均衡电路的工作原理（ P139，图 5-6 ） 如果负载分配不均衡， 设 I1>I 2

3、, 则 A、B 两点电位不相等， A<B，于是有电流自 B 点经过 Weq2和 Weq1流向 A 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈 磁势页工作线圈磁势方向相同，使调压器铁芯合成磁势增强，调节点电压U1 降低；输出电流小的发电机调压器， 均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反， 使铁芯合成磁势减弱， 调节 点电压 U2升高。结果原来输出电流大的发电机电流I 1减小，输出电流小的发电机电流 I 2 增大，使负载趋于均衡。如果 I 1<I 2, 则调节过程相反。即：如果负载分配不均衡， 设 I1<I 2, 则 A、B 两点电位不相等， A>B，于是有电流

4、自 A 点经过 Weq2和 Weq1流向 B 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈 磁势与工作线圈磁势方向相反，使调压器铁芯合成磁势减弱，调节点电压U1 升高；输出电流小的发电机调压器， 均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相同， 使铁芯合成磁势增强， 调节 点电压 U2降低。结果原来输出电流小的发电机电流I 1增大，输出电流小的发电机电流 I 2 减小，使负载趋于均衡。3. 差动保护电路工作原理（ P191-192，图 6-40 ，图 6-41 ） 当发电机内部或电流互感器之间的馈电线发生相与相或相与地短路时， 如短路点 a 对地 发生短路 ，则将流过一短路电流， 于是短路点

5、两侧的电流的大小和相位一般都不相等， 于是，I '1将不再等于 I'2， I' I '1 I '2为一个较大的值。当短路电流达到一定数值时， I'在电阻 R2上的压降经二极管 D整流，电容 C滤波， 再 经分压后在电阻 R8上产生电压 U，当 UR8大于鉴压值 UW（UW为稳压管 DW的击穿电压 ） 时，将 发出差动保护故障信号， 经过 GCR故障信号放大器去断开 GCR，然后断开 GB，从而将故障发 电机励磁电路和输出电路迅速断开。若短路故障发生在保护区以外的 b 点，则差动保护电路不会输出故障信号。4. 过压保护电路工作原理（ P192-19

6、3，图 6-42 ）发生 持续过电压 时， UA大于 UW1，DW1被击穿，向反延时电路输入一信号电压，经R4向 C2充电。当充电电压达到 DW2的击穿值 UW2时， DW2被击穿，而输出一故障信号到GCR故障信号放大器，使 GCR断开，从而断开发电机励磁回路。同时GB也断开，使被保护的发电机退出电网。过电压越高，对电容器 C2 的充电电流就越大， C2的电压达到击穿 DW2的时间就越短， 因而该电路具有反延时特性。对于 瞬时过电压 ，由于时间很短， C2上的电压还不足以达到 DW2的击穿值，过电压就已 消失，故 DW2不能被击穿，该电路也就不会输出故障信号。C2 上的积累电荷，可通过 D4、

7、R3释放掉。在发电机 正常供电 （ 即 U=UN） 时，经变压整流滤波分压后的电压UA低于鉴压值 U1（ 稳压管 DW1的击穿电压 ） ，DW1不能击穿，电路无信号输出。二、简要原理、方法5. 直流发电机的工作原理（ P69-70 ） 电枢线圈切割磁力线，电枢线圈中的感应电动势是一个交流电动势。 换向器和电刷起着整流的作用，因此，俗称“整流子” 。 只有一个线圈时，电刷 A、B 之间获得直流电动势较小，而且脉动很大。实际上直流发 电机的电枢铁心表面均匀分布了许多线圈， 而每个线圈的出线端分别连接两个换向片， 这样 在电刷 A、B 之间就可获得较大且平稳直流电动势。该电动势称为电枢电动势，以 E

8、a 表示。其大小可由下式表示：E a Ce n6. 并励直流发电机自励发电的条件（ P148）（1）电机必须有剩磁。必要时，可用其它电源对其激励一次，以获得剩磁。有的发电 机是在其定子铁心片中嵌放永久磁铁片，来增加剩磁；（2）励磁绕组连接极性正确，即励磁磁势与剩磁方向一致；（3）励磁电路电阻不能过大，必须小于该转速下的临界电阻； （ 4）转速不能过低。7. 三级式无刷同步发电机的组成及各部分电机的结构特点（P156，图 6-6,6-7 ）它主要由主发电机、 旋转整流器、主励磁机和副励磁机四部分组成。其中， 主发电机和 副励磁机为旋转磁极式，主励磁机为旋转电枢式，旋转整流器安装在转子上，随转子转

9、动。8. （三相）异步电动机的工作原理及工作状态 当异步电机与旋转磁场转向相同，转速在 处于电动状态。当异步电机与旋转磁场转向相同，转速 当异步电机与旋转磁场转向相反，转速8A. 三相异步电动机的调速（ P89）转差率 s 与工作状态的对应关系） （ P88） 0<n<n0 范围内时，转差率 1>s>0。这时，电机n>n0时， s<0。这时，电机处于发电状态。 n<0，s>1。这时，电机处于电磁制动状态。根据公式：n （1 s） 60f 可知：调速方法有三种： （ 1）变极调速；（2）变频调速；（ 3） p变转差率调速。9. 晶体管控制励磁电流的

10、原理（ P173）t ont on 是功率管在一个周期里的相对导通时间，叫晶体管的导通比或占空ton t off T比。在功率管的控制下， 励磁电流的平均值是和功率管的导通比成正比， 改变功率管的导通 比，即可改变励磁电流，以调节发电机电压。通过脉冲电压调节励磁电流通常采用两种方法： 一种是保持脉冲宽度不变， 仅调节脉冲 的频率，叫做脉冲调频式；另一种是脉冲频率保持不变， 仅调节脉冲的宽度，叫做脉冲调宽 式。注意：增加脉冲宽度就可以增加导通比的说法是错误的。 保持脉冲频率 （周期） 不变时， 增加脉冲宽度可以增加导通比。10. 磁电机的工作原理（磁电机产生高压电的原理）（ P206）磁电机产生

11、高压电是分两步进行的。 第一步是产生低压电， 即改变穿过初级线圈的磁通 而使初级线圈感应出低压电； 第二步是把低压电变成高压电， 即在适当的时机断开低压电路， 使初级线圈的感应电流和伴随感应电流而产生的感应电磁场迅速消失， 使铁芯磁通发生剧烈 的变化，从而使次级线圈感应而产生高压电。11. 涡桨发动机电力起动设备（直流电动机）的增速方法（P216）要使其增速，可以采取三种措施：增大起动电源电压， 实行电压调速；减小电动机 磁通，即减小电动机的励磁电流，实行磁通调速；在电枢电路内串联附加电阻而后短接， 也可使电动机增速。12. 运 7 飞机上 WJ5A发动机的五级起动（ P217-218 ） 第

12、一级在电枢电路中串联附加电阻的起动 第二级切除附加电阻起动 第三级减小电机磁通起动 第四级升高电源电压起动 第五级减小电机磁通起动13. 襟翼收放电路工作原理（ P224，图 8-4 ）（ 1）在图上画出电流通路； （2）襟翼收上后“放位微动电门”触点闭合； （3）“收位微动电门”触点断开。14. 论述紧急放襟翼的工作原理（ P225，图 8-5 ） 接通紧急放下襟翼的保险电门，接通紧急放襟翼操纵电门。正 28V 电压由汇流条 011， 经由保险电门 243 和操纵电门 244的 2-l 触点使紧急液压油泵接触器 241工作，使紧急液压 油泵 242 电动机工作，同时因接触器 24l 的活动触

13、点 3 和固定触点连通，使紧急油泵工作指 示灯燃亮。（建议：说明开关位置，在图上画出电流通路，叙述结果，即：接通紧急放下襟 翼的保险电门和紧急放襟翼操纵电门，电流通路如图所示，紧急油泵工作指示灯燃亮。 ） 紧急放下襟翼操纵电门的 4-3 触点接通，使 28V 直流电经襟翼紧急放下终点电门 245 的触点加至紧急放襟翼电磁活门的电磁线圈 1-2 接地， 接通紧急放下襟翼的液压油路， 使襟 翼放下。襟翼放下之后压断终点电门245，断开紧急放下襟翼电磁活门电路。为防止电磁活门 248 断开电路时产生的自感电势使终点电门245 产生火花， 在电磁活门线圈两端并联有二极管，用以短路电磁活门自感电势。15

14、. 调整片工作原理（ P227，图 8-9 ）（ 1）在图上画出电流通路；（ 2）“传动杆”向上运动（伸出） ；（ 3）调整片与舵面取齐时， “中立信号灯”亮。16. 起落架收放电路（ 20XX年版教材有变化，无下图，特补充） 在图示起落架收放电路中，应急收上起落架的工作原理：1）“操纵电门”在“收”位；2）“起落架紧急收起电门”在接通位；3）在图上画出电流通路。17. 单端双金属片火警探测电路原理（ P241-242，图 9-1，图 9-2） 单端双金属片火警传感器它只有一个引线端与探测器封闭回路相连， 并通过其金属壳体 与飞机搭铁接地。当某个传感器探测到高温时，触点接通，从而将火警信号电路

15、接通， 系统 发出警告。 探测器电路中的回路可以保证火警信号电路从两条路径接通。 当封闭回路的一端 断开时， 火警信号电路可以从另一端接通， 从而提高了系统的可靠性。 按压接通火警测试按 钮可直接将回路接地，接通火警信号电路。18. 温升率探测器电路原理（ P243，图 9-4 ，图 9-5 ） 一般使用多个热电偶传感器安装在监控区的关键部位， 其中一个传感器安装在一个隔热 罩里面，称之为参考接点。其余则称为测量接点。当监控区正常时， 各接点的温度相同， 热电偶之间无热电动势产生， 就没有火警信号输 出。如果监控区有火灾发生， 就会有一个或多个测量接点的温度迅速升高， 而参考接点温度 上升得很

16、慢， 于是热电偶之间有很大的温差存在， 就有热电动势产生。 它将会驱动敏感继电 器使其触点接通， 从而将从动继电器线圈电路接通， 从动继电器工作， 将火警信号电路接通， 输出火警信号。19. 气体感温线式探测系统原理（ P245，图 9-10 ）Lindberg 型气体感温线式探测系统中构成探测环路的不锈钢管中充填有气体和感温装 置，不锈钢管一端封闭， 另一端与一个压力开关密封相连。 不锈钢探测环路安装在监控区周 围，当出现火灾或过热情况时， 使感温装置局部被加热， 从而释放气体， 管内气体压力增大， 使得压力开关闭合。压力开关闭合后，警告信号电路被接通，输出信号。正常情况下，按压 测试开关，

17、 就有电流流过不锈钢管对其加热， 管内感温装置就会释放气体， 使压力开关接通， 触发火警信号。三、判断、分析20. 极化继电器则具有两个显著特点： 其一是能反映输入信号的极性； 其二是具有很高的灵 敏度，即其所需动作电流或电压值很小。21. 极化继电器与普通电磁继电器的主要不同点是其磁路里同时作用着两个磁通， 一个是永 久磁铁产生的极化磁通， 另一个是由电磁铁工作线圈产生的工作磁通， 工作磁通的大小和方 向决定于输入信号的大小和方向。22. 按照接触器本身的结构原理则可分为单绕组、 双绕组、 机械闭锁式、 磁闭锁式接触器等， 其中最耗电的是单绕组接触器，最省电的是机械闭锁式接触器和磁闭锁式接触

18、器。23. 铅酸蓄电池的额定容量是指充足电的蓄电池在15时以 10 小时放电电流放电， 放电到终了电压时电池放出的总电量。 容量的大小用放电电流与放电时间的乘积来表示， 单位为安 培小时，简称安时 （Ah） 。24. 飞机着陆后若发现电解液高度低，不要马上添加电解液，待 4h 后如果仍然低，应送充 电站处理。25. 要避免反流的危害， 必须适时地接通和断开发电机输出电路。 发电机输出电路的接通和 断开是由自动控制装置来完成的。26. 电源系统要求过压保护装置在出现过压时不应立即动作， 而是在过压延续一段时间以后 再动作。且过压值越高，延迟时间应越短，即具有反延时特性。27. 安装恒装的飞机一般

19、采用监测滑油压力和滑油温度以防止它出现损毁性故障。28. 组合传动发电机 （IDG） 是恒速传动装置与交流发电机组合成一个整体的装置。29. 在自动并联装置中， 电网电压检测电路和自动并联检测电路不可能同时向发电机发出并 联信号。30. 在单独供电的交流电源系统中， 当选定任一个电源接通工作时， 其他电源自动断开， 即 具有所谓“使用优先”的关系。31. 发电机的欠压保护电路采用固定延时。32. C 类火可用二氧化碳或卤化烃灭火器扑灭。水和泡沫灭火器不适用于C类火灭火。33. 手柄电门有两个位置， 手柄推到底为 “正常” 位，灭火系统断电； 手柄被拉出， 处于“灭 火”位，灭火系统通电预位。此

20、时还需按压相应发动机的灭火按钮（灭火瓶释放按钮） ，灭 火瓶才会释放（有的飞机是旋转手柄） 。34. EICAS 的警告（注：有的资料也称警戒） （ A级）信息是不能被取消的。但是可用取消 / 再现电门将提醒（ B级）和咨询（ C 级）信息从显示器上取消或再现重读。35. 任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件： 首先应该具有干扰源， 其次有传播干 扰能量的途径 （或通道 ） ，第三还必须有被干扰对象的响应。 在电磁兼容性理论中把被干扰对 象统称为敏感设备 （或敏感器 ） 。因此干扰源、 干扰传播途径 （或耦合途径 ） 和敏感设备称为电 磁干扰的三要素。36. 对于交变电场的屏蔽， 屏蔽体

21、必须选用导电性能好的材料， 而且必须良好地接地， 只有 这样才能有效地减少干扰。 电屏蔽的实质是在保证良好接地的条件下， 将干扰源发生的电力 线终止于由良导体制成的屏蔽体，从而切断了干扰源与受感器之间的电力线交连。37. 低频（100kHz 以下 ）磁场屏蔽常用的屏蔽材料是高导磁材料（ 如铁、硅钢片、坡莫合金等） ，其屏蔽原理是利用铁磁材料的高导磁率对干扰磁场进行分路。38. 高频磁场屏蔽采用的是低电阻率的良导体材料， 如铜、 铝等。 其屏蔽原理是利用电磁感 应现象在屏蔽壳体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。39. 采用良导电材料，就能同时具有对电场和磁场（高频 ）屏蔽的作用。四、概念

22、、功用40. 反流： 两台或两台以上发电机并联供电， 或发电机与蓄电池并联时， 电流会从电压高的 汇流条流入电压低的发电机，这种流入发电机的电流叫做反流。41. 负载均衡： 两台或多台发电机并联运行时， 如果每台发电机输出电流 （输出功率） 相等， 则称之为负载均衡。42. 电枢反应： 当直流电机负载时， 电枢绕组中流过电枢电流产生磁场，称为电枢磁场。电 枢磁场对主磁场的影响，称作电枢反应。43. 接触电阻及其组成： 当两个金属导体互相接触时， 在接触区域内存在一个附加电阻， 这 个附加电阻称为接触电阻。接触电阻由收缩电阻和表面膜电阻两部分组成。44. 电弧及其生成条件： 在大气中开断电路时，

23、 在触点间隙中发生一团温度极高， 发出强光 和能够导电的近似于圆柱形的气体， 这就是电弧。 触点断开时直接生成电弧的条件是达到触 点的极限燃弧电流和极限燃弧电压。45. 火花放电：触点断开时，由于电路中电感的存在，自感电势将会使触点间出现高电压， 当触点间的电压达到间隙的击穿电压时，便产生火花放电。46. GCR及其功用： GCR是指发电机励磁控制继电器 （GCR, Generator Control Relay） ，其 功用是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。47. GB 及其功用： GB是指发电机断路器 （GB, Generator Breaker），其功用是控

24、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。48. EPC 及其功用： EPC是指外电源接触器 （EPC, External Power Contactor） ，其功用是 决定外电源是否向机上电网供电。49. BTB 及其功用： BTB是指汇流条连接断路器 （BTB, Bus Tie Breaker） ，其功用是可将各 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 汇流条之间是否交互供电。50. 恒装的零差动工作方式： 恒装的输入转速等于制动点转速时的工作方式称为零差动工作 方式。51. 恒装的正差动工作方式： 恒装输入轴转速低于

25、制动点转速时的工作方式称为正差动工作 方式。52. 恒装的负差动工作方式： 恒装输入轴转速高于制动点转速时的工作方式称为负差动工作 方式。五、小知识点53. 接触电阻的两个组成部分是：膜电阻和收缩电阻。54. 为了熄灭控制直流电感负载电路的触点间隙中的火花放电应该： 在电感负载两端反向并 接一只整流二极管。55. 接触电阻中形成收缩电阻的物理本质是：相互接触导体的实际接触面积减小了。56. 控制直流电路的触点间隙会形成火花放电的根本原因是： 储存在线路电感中的能量的释 放。57. 极化继电器的磁路里同时作用着两个磁通， 一个是永久磁铁产生的极化磁通， 另一个是 由电磁铁工作线圈产生的工作磁通。

26、58. 用于远距离频繁地接通和断开交直流主电路或大容量控制电路的电磁控制装置是： 接触 器。59. 触点切换的负载电流一般限制在 25A 以内的电路控制装置是：电磁继电器。60. 允许短时过载运行的电路中常采用惯性保险丝。61. 在过载能力比较小的用电设备电路中，常采用易熔保险丝。62. 在飞机电源系统的短路保护中常采用难熔保险丝。63. 具有长时间过载保护作用的保险装置是惯性保险丝。64. 航空直流电机中换向极的作用是：改善电机的换向。65. 直流电机的电枢反应是指：带负载时电枢磁场对主磁场的影响。66. 三相异步电动机中的旋转磁场是由三相交流电通入定子对应的三相励磁绕组而产生的。67. 单

27、体铅蓄电池的平均工作电压为： 2.0V 。68. 铅蓄电池正极板上的活性物质是：二氧化铅。69. 铅蓄电池放电时，电解液的密度：减小。70. 镉镍蓄电池的电解质是：氢氧化钾。71. 民航飞机上常用的碱性蓄电池是：镉镍蓄电池。72. 单体镉镍蓄电池的平均工作电压为： 1.2V 。73. 镉镍蓄电池负极板上的活性物质是：镉。74. 过压保护装置通常应具备：反延时特性。75. 在飞机上使用较多的单相逆变器有矩形波逆变器、 正弦脉宽调制逆变器、 阶梯波合成逆 变器。76. 在不接中线的三相三线制交流电源系统中， 波形失真较小， 且用电设备只能获得一种电 压，即线电压。77. 在以机体为中线的三相四线制交流电源系统中， 用电设备可获得两种电压， 即相电压与 线电压。78. 在交流电源系统中，现代飞机普遍采用的供电形式是：以机体为中线的三相四线制。79. 恒速恒频交流电源系统的交流发电机是通过恒速传动装置由飞机发动机驱动的。80. 民航飞机上交流电网的额定相电压为： 115V。81. 民航飞机上交流电网的额定线电压为： 200V。82. 民航飞机上恒频交流电源的额定频率为：400Hz。83. 恒装工作在零差动工作状态时， 其输入轴转速与制动点转速的关系为： 等于制动点转速。84.