晶体管式调压器和发电机与蓄电池并联

1、 西安航空学院电子工程学院一、飞机直流发电机的电压调节一、飞机直流发电机的电压调节 电压调节器：改变串接于发电机 励磁回路的电阻来改变励磁电流 维持电压恒定。 振动式电压调节器与炭片式电压调节器 (不讲)eaaU = C-I Rn 西安航空学院电子工程学院 晶体管式电压调节器晶体管式电压调节器 原理：利用串接在发电机激磁电路中的功率晶体管 实现对激磁电流的控制U功率管T可看作一个理想开关,激磁绕组Wf的电阻为rf,通过它的激磁电流在T导通时增加，截止时减小 西安航空学院电子工程学院 在导通期，电流增长，励磁电流用ion表示， 得 在截止期间，电流衰减，励磁电流用iof表示，ononfdii r

2、LUdttonfUiAer0ofoffdii rLdton/t tofiBe A和B是积分常数，由初始条件确定。t1为导通时间，T为晶体管的开关周期，为激磁绕组时间常数 1,0tt 1,ttT (1)(2) 西安航空学院电子工程学院()t TonfUiAer1,TtTt tonfUiAerofiBonofii得tfUBAertt1时，又onfUiAr1()/T tofiBeonofii得1()/T tfUABertT时， 西安航空学院电子工程学院 1()/11TtTfUeAre1/11tTfUeBreT, 激磁电流激磁电流 不能增至最大便减小，不能减到不能增至最大便减小，不能减到0便增大便增大

3、围绕一平均值脉动，如上图。围绕一平均值脉动，如上图。 A表示激磁电流最大值U/rf与功率管导通时的激磁电流ion之差B表示功率管开始截止时的激磁电流值ioff将以上两式带入（1）（2）得1()/1(1)1TttonTfUeiere1/11tofTfUeireoniofifi 西安航空学院电子工程学院励磁电流平均值1101tTfonofftUIt dtt dtTr1/t称为功率管的占空比11ffUUURIrrfI 只与 成正比，低转速大负载时，为维持电压恒定，需要较大的激磁电流，故增大占空比高转速小负载时，为维持电压恒定，需要较小的激磁电流，故减小占空比而激磁电流的调整，就是通过调整等效电阻等效

4、电阻 实现的，如下fR 西安航空学院电子工程学院图3.4.4 发电机与蓄电池并联运行二、发电机与蓄电池的并联运行二、发电机与蓄电池的并联运行 bbbbibU = EIR +R 01FFU =UI R注：+对应充电，-对应放电U0带调压器的发电机外特性1 非坡率外特性 2 计及正线压降外特性蓄电池特性曲线3 一般充放电4 计及正线压降充放电 西安航空学院电子工程学院 （1）若负载电流为零，发电机向蓄电池充电，充电电流等于发电机输出电流，IF=Ib0，汇流条电压为Un0。 （2）负载电流为In1 ，发电机除向设备供电外还向蓄电池充电，输出电流为IF1,汇流条电压下降为Un1，蓄电池充电电流降为Ib

5、1 ,In1=IF1-Ib1。（3）当负载电流增加到一定值时，汇流条电压降为Un2, Un2等于蓄电池电动势Eb，电池充电电流为零，负载电流In2完全由发电机供给, In2=IF 。（4）负载电流超过In2后，负载电流由发电机与蓄电池共同负担，汇流条电压进一步降低。 西安航空学院电子工程学院（5）曲线5是未充足电的蓄电池外特性，未充足电的蓄电池在飞机上不仅不能发挥应急电源的作用，而且在与发电机并联时充电电流I5很大，一方面会降低蓄电池寿命，另一方面在较小负载情况下就使发电机过载。因此，不允许将未充足电的蓄电池装到飞机上使用。即前面所讲，放电程度超过25%的蓄电池要充电！ 图3.4.8 未充足电

6、的蓄电池(曲线5)不宜与发电机并联运行充电较足充电不足I5I4 西安航空学院电子工程学院注：蓄电池对单台发电机的电压有稳定作用！注：蓄电池对单台发电机的电压有稳定作用！ 西安航空学院电子工程学院三、两台发电机的并联三、两台发电机的并联 优点： 1 不中断供电 2 减小波动，改善质量负载均衡分配：两台发电机并联供电时，电流差要保持在规定限度内，否则易造成一台过热，另一台不能发挥供电能力。 西安航空学院电子工程学院1、直流电源与电网并联条件：电源极性和电网相同，电、直流电源与电网并联条件：电源极性和电网相同，电源电压和电网电压相同。源电压和电网电压相同。图3.4.1 两台直流发电机并联原理图nUR

7、IU111nURIU22212III若调节器有调节误差又称静差，则调节点电压和调压器调定电压U01、U02间的关系为 U1=U01K1I1 U2=U02K2I2 222111IUKIUK 西安航空学院电子工程学院IKKRRKRKKRRUUI212122212102011IKKRRKRKKRRUUI21211121210102221III010221211212121212122()UURRKKIIRRKKRRKKRRKK 为使两电源承担相同负载，必须：调定电压U01U02；正接线电阻R+1R+2；调压器静差K1=K2。飞机上直流电源系统中的各发电机和调压器型号一般均相同，但即使这样，两电源之间

8、也不易精确满足上述条件，因而各发电机负载不相同。 西安航空学院电子工程学院2、解决方法：自动均衡电路、解决方法：自动均衡电路 负载均衡分配是提高并联电源容量利用率的基本条件，为此必须采用自动均衡电路。 若下级电路输入阻抗为无穷大，则P324f123P241020a1f110B1a2f220B21212f11eq24B1f22eq24B2RRRKRRR +RR,U UUK UUUK UU,II ,UU ,K Ui RUK U -i RU当均衡电路断开时 发电机空载 端电压当均衡电路接通后 发电机输出电流发电机输出电压为和且Rjd2F1F1R+1R+2I1I2I1RRjd1Req1Req2IeqK

9、AB 西安航空学院电子工程学院f110f11eq24B1f220f22eq24B22424110eq220eqf1f224241eq1 eq2eq2 eqf1f21101101 eq2202202 eqf1f212K UK Ui RUK UK U -i RURRUUi ,UUiKKRRUii , UiiKKUUUUi ,UUUUiKK ,所以则则通常故均衡灵敏系数数值越大，由均衡电流 引起的 越大，均衡能力越强eqi1U2U 西安航空学院电子工程学院jd1 1jd2 21212jd1jd2eqjd1112jd1jd2eqjd2212jd1jd2eq1 12 212RIRIU= UU()RRRR

10、()RRRR()RRRU= IIU=I令则通常 西安航空学院电子工程学院两台发电机并联的电源系统，当有均衡电路后，两发电机的负载电流分别为：IKKRRKRKKRRUUI21212122221212102011IKKRRKRKKRRUUI2121211112121210102201022121211212121212122()()()()UURRKKIIRRKKRRKK 若线路结构及相关的调节均衡参数相同，即有R+1R+2 ，K1=K2，1=2,则两发电机电流差将与负载电流I无关，仅与调节器调定电压有关，且由此引起的电流差比无均衡电路时小。 西安航空学院电子工程学院四、四、 飞机直流电源的控制与

11、保护飞机直流电源的控制与保护 低压直流电源系统的保护是指发电机的反流保护、过电压与过励磁保护、反极性保护、过载保护和短路保护等。 保证发电机与汇流条可靠的接通、断开或转换；保证故障部分与电网可靠分离。1、飞机直流发电机的控制与反流保护、飞机直流发电机的控制与反流保护控制功能：发电机接触器，接通或断开发电机输出回路。人为或自动接通或断开。反流保护：发电机电压低于电网电压，电网上其它电源向发电机输出电流。应断开发电机接触器。接通条件：发电机开关接通、地面电源开关断开、发电机电压大于电网电压0.30.7V，发电机极性正确 相与相与断开条件：发电机开关断开、地面电源开关接通、发电机反流（1535A）

12、，发电机反极性 相或相或 西安航空学院电子工程学院反流割断器：CJ400与CJ600核心：DR，差动极化继电器，是接通电压差值和断开反流值的检测元件。若电网上没其他电源，电网上需接1W以上的负载 西安航空学院电子工程学院2、飞机直流发电机的过电压保护、飞机直流发电机的过电压保护 过电压的产生：励磁电路或调压器故障。发电机减磁或灭磁，发电机脱离电网。 并联系统：过电压得电机带更多的负载，导致其电压不一定超出极限范围，不能通过检测调压点电压来判断发电机过压故障。 一般通过检测发电机励磁绕组电压来判断。 过压保护对持续性过电压按反延时特性动作，对瞬态电压不应动作。 西安航空学院电子工程学院过压保护器

13、：BJD-1A 西安航空学院电子工程学院3、飞机直流发电机的短路保护、飞机直流发电机的短路保护 飞机直流电网可能由于导线绝缘损坏、接线联接不当、战斗损伤等原因会引起短路， 短路有两种情况：金属熔接性短路，有短路电阻小、电流大、短路时间长等特点，间歇性短路，短路点由金属飞溅或由振动引起金属导体断续相碰而造成。短路使电源不能正常供电，甚至导致火灾。 目前低压直流电源的短路保护主要由反流保护器和熔断器来实现。所用熔断器常为难熔熔断器，当其通过发电机额定工作电流时，可长期工作；通过电流超过额定电流较大时才会熔断，且电流越大，熔断越快。 西安航空学院电子工程学院4、 起动发电系统起动发电系统 3.6.1

14、 航空发动机的起动特性及其起动要求 活塞式和燃气涡轮式都不能自行起动工作，必须靠外力使它们达到一定转速后才能自行工作。将发动机从转速为零带到能自行工作的转速过程叫做发动机起动。 活塞式航空发动机达到5060rmin，喷油点火后就能自行工作。这个转速不高，但因活塞在气缸内运动时摩擦很大，压缩气缸内的空气也要相当大的力才能运动，所以需要很大的外力矩才能转动这种发动机。 西安航空学院电子工程学院 燃气涡轮发动机常称喷气发动机，由压气机、燃烧室、涡轮与尾喷管等组成，它没有滑动摩擦，故静阻力矩不大，但这种发动机能自行工作的转速较高。通常发动机转速要达到最高工作转速的13左右，由它传动的油泵转速才达到足以使喷入燃烧室的燃油雾化，发动机才能点火，使油气混合气燃烧。点火后，涡轮