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第一章 飞机电源系统1、 飞机电源系统的组成部分是什么？飞机电源系统由主电源、辅助电源、应急电源、二次电源及地面电源插座等构成。2、 什么是飞机主电源？什么叫二次电源？主电源是指由飞机发动机直接或间接传动的发电系统，是机上全部用电设备的能量来源。分为直流和交流两类，它取决于发电机的类别。二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能，以满足不同用电设备的需要。3、 辅助电源有哪些？飞机在地面，主电源不工作时由什么电源供电？辅助电源有航空蓄电池和辅助动力装置驱动的发电机。飞机在地面，主电源不工作时，机上用电设备由辅助电源或机场地面电源供电。4、 常用应急电源有哪些？什么时候使用？向谁供电？应急电源有航空蓄电池和冲压空气涡轮发电机。飞机飞行中若全部主电源发生故障时，则由应急电源供电。由于应急电源容量较小，只能向飞机上的重要用电设备供电，以保证飞机紧急着陆或返航。5、 什么是二次电源？二次电源有哪些？二次电源是由主电源电能转变为另一种形式或规格的电能，能满足不同用电设备的需要。在低压直流电源系统中，二次电源有旋转变流机，静止变流器等，可以将28V的低压直流电变换为115V/400Hz的单相交流电。在交流电源系统中，二次电源主要有变压整流器和变压器（TRU），可以将三相交流电变换为低压直流电。6、 飞机电源系统的主要类型有什么？ 飞机电源系统的主要类型有低压直流电源系统、变速变频交流电源系统、恒速恒频交流电源系统以及新型的变速恒频交流电源系统和高压直流电源系统。7、低压直流电源系统的有什么特点（优缺点）？ 优点：可以兼作起动发电机，减轻机载设备的重量。 缺点：1）、电压低，电流大，因此发电机及馈线重量大。 2）、高空性能差。（因为高度上升，空气稀薄，电刷和换向器磨损加大，寿命低。速度增大，气流温度上升，直流发电机用迎风冲压气流冷却，故散热差。） 3）、功率变换设备（DCAC）复杂，效率低。8、VSVF电源系统的特点是什么？有什么优缺点？适用于什么飞机？ 变速变频交流电源系统（VSVF）的交流发电机通过减速器直接由飞机发动机传动，发出的交流电为变频交流电，变频电源系统不需要恒速传动装置。 优点：系统结构简单，重量轻，可靠性高。 缺点：由于喷气式飞机发动机转速变化范围大，其发出的交流电只能供对频率要求低的设备使用。 适用于装有涡轮螺旋桨发动机的飞机。9、CSCF电源系统的特点是什么？ 恒速恒频交流电源系统（CSCF）的发电机是通过恒速传动装置（CSD）由发动机传动的，可以发出为400Hz、电压为115v/200v的恒频交流电。这是目前大型喷气式飞机上最常采用的型式。10、VSCF电源系统是怎样传动的？ 变速恒频交流电源系统（VSCF）直接由发动机传动，发出的变频交流电再经变频器变换为恒频交流电。11、飞机直流电源系统的连接方式是什么？多电源直流电源的供电方式是什么？飞机直流电源系统采用单线制，直流发电机的负载接到机体，减轻了电网的重量。多电源直流供电系统一般都是采用并联供电的方式。12、多电源的恒频交流电源系统采用什么样的供电方式？多电源的恒频交流电源系统一般可分为两种供电方式：1）、单独供电：特点是控制简单，但故障转换时存在供电中断的问题。2）、并联供电：特点是供电质量高，系统工作可靠，但电源的控制和保护装置复杂。13、三相交流供电系统的有什么电网连接方式？各有什么特点（优缺点）？电网连接方式有主要有两种：1）、以机体为中心线的三相四线制，这是现代飞机普遍采用的供电方式。 A）、以机体为中线，可以省去一根馈线，有利于减轻电网重量。 B）、可以提供两种规格的电压，即相电压和线电压。 C）、机上人员比较安全。2）、中点不接地的三相三线制。 A）、负载只能得到一种电压线电压。 B）、正常情况下比较安全，但若一相对机体的短路故障，则会危及机上人员安全。14、飞机交流电系统的电压参数为什么选择115v/200v？考虑因素：1）、功率及发电和配电系统的重量。如果电压降低，设备重量则增加，所以电压不能太低！2）、馈线允许的压降及强度。在传输相同功率的前提下，电压增加，则电流下降，传输导线细，导线的电阻增加，线路的压降就上升；同时导线的强度也下降，所以电压不能太高。3）、人员的安全性。电压上升，安全性就下降，所以电压也不能太高。15、飞机交流电源系统的频率参数为什么选择为400Hz？频率的高低与电磁元件的重量、尺寸及性能等因数有关：1）、影响电磁设备的重量： 对变压器/互感器，频率提高可减轻重量（减小铁芯体积） 对旋转电机，频率提高可减小重量。在400Hz左右重量最小。2）、对开关设备，400Hz时交流电弧易熄弧。16、现代飞机采用三相制交流电源系统有什么优点？1）、在输送相同功率的条件下，三相交流发电机的重量比单相交流发电机轻。2）、三相电动机性能优于单相电动机。3）、三相电源有线、相两个电压值可供选择。17、飞机交流电源系统的优点是什么？1）、电压高、电流小、发电及输电系统重量减小。2）、无电刷、无磨损、可采用油冷、高空性能好。3）、功率交换容易、效率高。18、航空蓄电池（电瓶）的概念是什么？有几大类？航空蓄电池（或称电瓶）是化学能与电能相互转换的设备，它在放电时将化学能转化为电能，向用电设备供电，而在充电时又将电能转化为化学能储存起来。按照电解质性质不同，航空蓄电池可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两大类。酸性蓄电池主要是铅蓄电池，其电解质是硫酸水溶液。碱性蓄电池有银锌、镍镉蓄电池，其电解质是氢氧化钾或氢氧化钠水溶液。19、航空蓄电池有哪些功用？ 1）、起动发动机，用作辅助电源。 2）、用作应急电源，给重要的应急设备供电。20、铅蓄电池的工作特性是怎样的？ 铅蓄电池的正极板为PbO2，负极板为Pb，电解液为H2SO4水溶液。其放电过程总的化学反应方程式为： Pb+2H2SO4+PbO2=2PbSO4+2H2O 放电时正负极板均生成硫酸铅，硫酸不断消耗，同时生成水，因此电解液密度不断减小，电动势逐渐降低，内阻增大。 铅蓄电池的充电反应是放电反应的逆反应，其充电化学反应方程式为： 2PbSO4+2H2O=Pb+2H2SO4+PbO221、镍镉蓄电池的工作特性是怎样的？放电后有什么现象？ 镍镉蓄电池的正极板是氢氧化镍（Ni(OH)3），负极板是金属镉（Cd）,电解液是氢氧化钾（KOH）水溶液。其放电化学反应方程式为： Cd+2KOH+2Ni(OH)3=Cd(OH)2+2KOH+2Ni(OH)2 放电后电解液中的氢氧化钾没有消耗，电解液的密度和高度也几乎不变。 镍镉蓄电池的充电反应是放电反应的逆反应，其充电化学反应方程式为： Cd(OH)2+2KOH+2Ni(OH)2=Cd+2KOH+2Ni(OH)322、蓄电池的容量和电动势取决于什么因素？电瓶的额定容量用什么表示？蓄电池的容量取决于极板的大小和活性物质的数量。额定容量用安培小时表示。蓄电池的电动势主要取决于电解液的浓度。23、电瓶常用的充电方式有几种？有什么特点？铅蓄电池充满电的标志是什么？电瓶常用的充电方式有两种：1）、恒压充电：用于飞机直流发电机系统，给电瓶充足电只需要较短的时间，但不能充满电。2）、恒流充电：通常用于主电源是交流的飞机上或在维修车间充电，调整电压使电流恒定，充电时间较长。充满电的标志：有气泡，电解液的浓度不再增加，电压不再升高。24、铅酸蓄电池有什么特点？1）、自放电严重。2）、容易出现极板硬化现象3）、活性物质脱落。25、引起铅蓄电池自放电过度的原因是什么？1)、电解液有杂质，内部形成微电池，消耗活性物质，使容量下降。2）、温度过高时会使正常的自放电加速。3）蓄电池的正、负接线柱存在灰尘，水蒸汽等杂质时，也会由于外部漏电引起过量自放电。26、什么是铅蓄电池极板硬化？造成极板硬化的原因是什么？ 极板硬化现象是小颗粒PbSO4在正、负极板上变成大颗粒或块状PbSO4结晶，充电时不易还原为活性物质，造成原因：1）、放完电后未及时充电或充电不足。2)、电解液液面过低，使极板暴露在空气中被氧化。27、铅蓄电池活性物质脱落原因是什么？ 原因： 1）、经常大电流的充放电。 2）、温度高，造成极板变形。 3）、震动造成脱落。28、蓄电池使用有哪些注意事项？ 1）、酸性和碱性蓄电池应互相隔离。 2）、以上两种蓄电池应充足电后存放，电解液面高于极板。 3）、注意存放的通风、清洁、防火。29、镍镉蓄电池的致命故障是什么？是怎样造成的？ 镍镉蓄电池的故障为内部短路，出现在电池寿命的后期，造成原因： 1）、电池隔板强度的降低。 2）、多次充放电后镉粉变成镉脂。30、航空发动机传动发电机的方式有哪几种？举例说明。 航空发动机传动发电机的方式有两种：直接传动和间接传动。 其传动方式是由发动机的类型和电源系统的性能指标决定的。 直接传动：一般飞机的直流发电机，变频交流发电机。 间接传动：恒速恒频交流发电机（通过恒速传动装置CSD）。31、齿轮差动液压恒装主要由哪几部分组成？各部分有什么作用？ 齿轮差动式液压恒装主要由差动游星齿轮系，液压泵-液压马达组件，滑油系统， 调速系统和保护装置等五部分组成，其中心部件为差动游星齿轮系和液压泵-液压马达组件。 游星齿轮架：直接传递发动机的转速。 液压泵-液压马达组件：通过环形齿轮传递转速，该转速用来补偿发动机转速的变化，以保持恒装的输出转速不变。 滑油系统：对齿轮系统起润滑和散热作用，同时作为液压泵-液压马达组件传递功率的介质。 调速系统：敏感恒装输出轴的转速，根据转速大小控制液压泵-马达组件工作。调整环形齿轮的转速及转向，补偿转速的偏离，达到恒速的目的。 保护系统：是在恒装出故障时将其与发动机脱开，或使发电机与电网断开，以保护整个装置不受损坏。32、转速调节器的作用是什么？ 转速调节器的作用是敏感恒装输出轴的实际转速，当实际转速偏离额定值时，自动 调整液压泵可变斜盘的倾角p，最终使输出转速恢复到额定值。 33、恒装的转速调节器中的电调线圈有什么功用？ 1）、电调线圈是转速精调装置，以满足高精度频率的要求。 2）、在几台发电机并联供电时可以均衡有功负载。 34、恒装出现何种故障时会与发动机脱开？由什么装置完成？其工作过程如何？ 当恒装出现过速、滑油压力太低、滑油温度过高等故障时，恒装输入端会与发动机脱开，以防故障扩大。这一任务由输入脱开装置完成。 工作过程：当发生故障时，由人工接通恒装脱开电门，电磁铁线圈电路通电，头部销被吸入电磁铁，蜗块在弹簧作用下向上运动并与蜗杆啮合，由于蜗块不能移动而蜗杆仍在转动，于是蜗杆左移，使套齿离合器脱开，从而使恒装输入齿轮与输入花键轴脱开，恒装停止工作。 35、如何实现恒装的输入脱开装置的脱开和复位？ 1）、脱开形式：在空中人工接通恒装脱开电门，发动机旋转中脱开。 2）、复位方式：在地面，发动机停车时，并排除故障后，人工拉下复位手柄实现复位。 36、恒装有几种工作状态？简述每种工作状态。 根据液压马达的工作状态不同，恒装有三种工作状态。 a)、零差动工作方式。 此时液压马达不转动（即nm=0），发动机通过差动齿轮系传动发电机，保持 发电机转速为额定值所需要的恒装输入轴转速，该工作状态为零差动工作方 式。 b)、正差动工作方式。 此时液压马达顺时针转动，即恒装输入轴转速低于制动点转速。恒装工作在正差动状态。这时转速调节器使液压泵可变斜盘向正方向偏转（左倾斜p0）液压泵推动液压马达顺向旋转，带动输入环形齿轮逆时针方向旋转，恒装的输出转速上升，直至达到制动点转速。 c)、负差动工作方式。 当恒装输入轴转速高于制动点转速时，恒装工作在负差动状态。 转速调节器控制液压泵可变斜盘向右倾斜（pI2，则I1RI2R,UAUB,有均衡电流从B点经Weq2、Weq1到A点，Weq2中产生的磁通方向与Wop2的磁通方向相反，电磁吸力Fe2下降，衔铁向炭柱方向运动，炭柱压紧，炭柱电阻Re下降，If上升， 上升，U2上升，I2增大。Weq1中产生的磁通方向与Wop1的磁通方向相同，电磁场吸力Fe1上升，衔铁向铁芯方向运动，炭柱松动，炭柱电阻趋向于零，这样使负载趋于均衡。54、试说明脉冲调宽式（PWM）晶体管调压器各环节作用。1）、检比环节：检测U，与基准值比较。2）、调制环节：将连续信号变为脉冲信号。3）、整形放大环节：将梯形波变为矩形波。4）、功率放大环节：进行功率放大，控制发动机的激磁电流。55、结合电路图说明PWM型晶体管调压器的工作原理。（P202图1-24）采用大功率晶体管串联在励磁机激磁绕组Wjj中，且晶体管工作在开关状态，可求得激磁电流Ijj的平均值IjjV为：IJJV=EC/rjjt1/T=Ec/rjj 其中Ec为永磁式副励磁机提供的电源电压， 为激磁绕组Wjj的电阻，T为脉冲周期，T=1/f， =t1/T 为导通比。通过改变晶体管的导通比，就可以控制激磁机激磁电流Ijj的大小，从而达到调节电压的目的。56、PWM型晶体管调压器的续流二极管有什么功用？续流二极管是为了保护功放管而设置的，即在功放管的截止时间里，激磁电流通过续流二极管D释放能量。57、飞机交流电源系统中主要控制对象是什么？有什么功用？控制对象有以下：发电机激磁控制继电器GCR，发电机电路断路器GCB（GB）江流条联接断路器BTB，外电源接触器EPC，辅助电源断路器APB。通过它们的通断，可以实现电源的发电，输电及配电，并在发生故障时进行故障的隔离与保护。58、调节有功功率和无功功率的方法和原理有什么？ 调节有功功率的方法：调节发电机的转速或频率。 原理：根据功率守垣原理，P=P， P=M 所以调节转速或频率时， P变化，则发动机输出的有功功率改变。 调节无功功率的方法：调节发电机的励磁电流。 原理：并联供电时，电网电压基本不变，则改变励磁电流时发电机输出的无功电 流随之改变，以产生去磁或增磁的电枢反应，以保持气隙合成，磁通不变。59、什么是有功功率，无功功率，视在功率？ 有功功率是实际消耗的功率。P=UIcos 无功功率是与电源交换的功率。Q=UIsin 视在功率是电源的容量。S=UI60、PWM型晶体管调压器的功放管工作在什么状态？为什么？怎样工作在该状态下？功放管工作在开关状态，可以减少晶体管损耗。在功放管基极加矩形脉冲，周期与三极管开关周期一样。61、发电机系统中设置的故障保护项目有哪些？单台发电机系统中：过压（OV），欠压（UV），馈线及发电机内部短路，过频（OF），欠频（UF），永磁发电机短路及旋转整流器短路，欠速（US）等。多台发电机并联系统中：过激磁（OE），欠激磁（UE），及同步汇流条短路等。62、飞机电源系统控制的内容是什么？发电；输电；配电。63、交流电源故障保护装置动作的延时方法有几种？试举例说明。三种：1）、立即动作：DP 2）、反延时：OV，OE 3）、固定延时：其余故障。64、过压/欠压故障有什么危害？什么原因引起OV/UV？保护装置如何动作？1）、过压：a)危害：过电压的危害是非常严重的，它可能使电子设备及照明设备损坏， 使 旋转电机过速过载。 b)原因：造成过压的原因是激磁系统工作不正常，如调节器故障，励磁机故障或电源系统中大功率感性负载断开时，电压也会升高，属正常现象。 c)保护装置通常设置反延时。故障越严重，延时越短。 d)动作现象：先断开GCR，再断开GCB。2）、欠压：a)危害：持续的低电压会使设备不能正常工作。 b)原因：激磁系统故障或由于恒装欠速故障造成发电机欠压或突然加载，调压器滞后作用造成瞬时电压下降，属正常现象。 c)保护装置为固定延时。 d)动作对象：先断开GCR，再断开GCB。65、过压/欠压故障有什么现象？过压：三相平均电压或最高相电压超过额定值，如1.1Ue;欠压：三相平均电压或最低相电压低于额定值，如o.9Ue.66、什么是过激磁？什么是欠激磁？OE/UE的故障现象是什么？过激磁/欠激磁是并联供电系统中的故障。在多台发电机并联供电系统中，激磁电流大的发电机承担的无功负载多，称之为过激磁。激磁电流小的发电机承担的无功负载小，称之为欠激磁。过激磁：并联发电机的励磁电流太大，承担的无功负载多。欠激磁：并联发电机的励磁电流太小，承担的无功负载少。67、引起OE/UE的原因是什么？该如何采取保护？有什么延时要求？引起OE/UE的原因是调压器故障或无功均衡环故障。保护：首先断开BTB，使发电机退出并联，如仍故障，则表现为OV/UV。 再断开GCR和GCB，即OE/UE的延时比OV/UV的延时时间短。延时要求：对于OE，采用反延时；对于UE，采用固定延时。68、发电机电枢绕组及输出馈线短路故障时有什么危害？故障原因是什么？采用什么保护方法？危害：短路电流很大，损坏发电机，引起火灾，发生严重的过电压。原因：绝缘破损，断线搭地。保护：差动保护，立即动作。69、结合差动保护原理线路，说明差动保护原理，保护范围，动作现象。（P207图1-28）保护原理：正常时，保护电路无信号输出；当保护区内出现短路故障时，两组电流互感器原边的电流不再相等，保护电路输出故障信号，断开GCR和GCB，把故障发电机从电网中切除。保护范围：两组电流互感器LH1与LH2之间的部分，为差动保护区。动作对象：GCR和GCB。电路组成：两组电流互感器LH1、LH2，整流滤波电路，鉴压电路。70、什么是变压整流器？变压整流器的组成？变压整流器是把三相交流电转换为28V的低压直流电的设备。它由三相变压器，整流电路，输入输出滤波器及分流器和冷却风扇组成。71、三相变压器，整流电路，输入滤波器各自的功用是什么？三相变压器：把115V的三相交流电变换为合适的电压。整流电路：将三相变压器的输出压电转换为28V的低压直流电。输入滤波器