第3章 飞机直流供电系统

.,第三章飞机直流供电系统,.,3.1航空蓄电池,化学能,电能,蓄电池,.,蓄电池,.,.,铅酸蓄电池,电解质：硫酸电解液：稀硫酸（硫酸溶液）,酸性航空蓄电池,.,三、碱性航空蓄电池,镉镍蓄电池,电解质：KOH,锌银蓄电池,电解质：NaOH,.,铅酸蓄电池,铅(Pb),二氧化铅(PbO2),.,.,.,铅蓄电池的放电铅蓄电池的充电,放电PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+PbSO4+电能正极电解液负极充电正极电解液负极,.,铅酸蓄电池,铅酸蓄电池在放电过程中，电解液的浓度降低。在充电过程中，电解液的浓度升高。,放电PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+PbSO4+电能正极电解液负极充电正极电解液负极,.,1电动势E=0.84+d(V)2内电阻电阻较小，一般为百分之几到千分之几欧姆。3.端电压充电U=E+IR放电U=E-IR4.终了电压(finalvoltage)蓄电池放电完毕时允许达到的最低电压,(二)铅蓄电池的主要电气特性,.,极板附近及孔隙中的电解液浓度迅速下降,极板孔隙中的硫酸浓度与极板外的浓度达到一定值,孔隙内硫酸迅速下降,扩散作用,极板硬化,铅蓄电池放电曲线,.,铅蓄电池充电曲线,.,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。,额定容量单位：安培小时(Ah)，简称安时,蓄电池的额定容量,.,放电电流越大，电压越低。,不同放电电流的放电特性,.,温度越低，电压越低。,温度对放电电流的影响,.,放电电流越大，有效容量越小。,容量与放电电流间的关系曲线,.,铅蓄电池检查方法,在给蓄电池加双倍负荷的条件下，测量其放电电压。,放电程度及其检查方法,.,电解液密度的测量,.,电解液密度的测量,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值。必须指出：不能以一个单体电池的电解液密度来代替整个蓄电池电解液的密度，应该逐个测量，而且都要符合技术条件规定。,.,.,电解液高度的测量,.,将内径不小于4mm的玻璃管插入蓄电池的网状胶片上，然后用食指堵住玻璃管的上端口，再取出玻璃管，量出管中液柱的高度H，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，有的甚至看不到电解液,电解液高度的测量,.,补充水,.,.,.,铅蓄电池的使用维护规则及注意事项,(1)装到飞机上的蓄电池，其容量不得小于75%，要定期对蓄电池进行放电检查，以判断其实有容量。(2)放电程度超过25%的蓄电池，不得继续使用，必须在8h内充电，以减轻极板硬化。(3)无论使用与否，铅蓄电池必须每月充电一次，以弥补自放电造成的容量损失，并可减轻极板的硬化。(4)不准过量放电，防止极板严重硬化。,.,(5)蓄电池的电压、电解液的密度和高度应符合规定。(6)保持蓄电池的清洁。(7)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。大气温度低于-15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。(9)搬运蓄电池时，应防止撞击和剧烈震动，以免活性物质脱落。,.,冬天应充电保存,.,.,.,.,镉镍蓄电池,镉粉(Cd),氢氧化镍Ni(OH)3,.,.,放电2Ni(OH)3+2KOH+Cd=2Ni(OH)2+2KOH+Cd(OH)2+电能正极电解液负极充电正极电解液负极,镉镍蓄电池在充放电过程中，电解液中的氢氧化钾并无增减，故电解液的密度和液面高度几乎不变。,镉镍蓄电池,.,过热损坏的镍镉蓄电池,.,几种蓄电池性能比较,.,3.2直流发电机的电压调节,U=Cen-IR,发电机端电压,发电机转速,每磁极下磁通,结构常数,发电机电枢电阻,负载电流,问：如果不采取措施，在飞行中发电机的端电压能否保持恒定？为什么？,直流发电机的端电压,.,功用：在一定条件下自动保持发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,.,42,不带调压器,带调压器,外特性曲线,.,炭片式调压器,.,炭堆(炭柱),电磁铁,炭片式调压器的主要组成,固定在电磁铁上的六角弹簧(或板式控制弹簧),.,炭片式电压调节器原理电路,.,发电机转速增加或负载减小,电磁铁线圈磁场增强,电磁铁吸力增大,碳柱上的压力减小,碳柱的电阻值增加,发电机励磁电流减小,发电机励磁磁场减弱,发电机输出电压降低,恢复到额定值,发电机输出电压升高,.,47,1、炭片调压器只能相对地使发电机电压恒定，而不能绝对地将电压保持在某一数值。,2、上述调节过程只有当发电机转速在正常工作范围内和发电机的负载不超过额定值时才能发生。,注意事项,.,48,晶体管电压调节器,.,晶体管电压调节器,.,晶体管电压调节器,.,功率管与发电机励磁绕组的连接图,.,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，从而保持发电机电压基本恒定。,.,体积小重量轻性能稳定稳态误差小动态品质高电压调节范围大,晶体管调压器的优点,.,3.3直流电源的并联供电,可实现不中断供电，可靠性高系统容量大，供电质量高,并联供电优点:,.,直流电源投入电网的条件,电源极性和电网极性相同电源电压和电网电压相同,.,负载均衡的概念,两台发电机并联，如果两台发电机的输出电流相等，各为负载电流的一半，则称负载分配是均衡的。,.,57,负载均衡的条件,两个调压器所保持的电压相等，即U1=U2两台发电机的正线电阻相等，即R+1=R+2,.,负载均衡电路只能减小负载的不均衡程度，不能完全消除不均衡。,炭片调压器的均衡电路,.,3.4直流电源的控制与保护,主电源的控制应急电源的控制地面电源的控制起动发电机的控制,发电机反流保护过电压与过励磁保护发电机反极性保护过载保护短路保护,控制,保护,控制与保护,.,反流保护,反流：流入发电机的电流,.,反流的危害,白白地消耗蓄电池或发电机的电能过大的反流还会烧坏蓄电池或发电机,.,反流切断继电器工作原理,.,过电压与过励磁故障的保护,持续过压：由故障引起，持续时间较长，危害大。瞬时过压：持续时间极短，危害较小。,.,应具有反延时特性,对过电压保护装置的要求:,.,过压继电器过压保护电路图,.,3.5变压整流器（TRU）,TransformerRectifierUnit简称：TRU或TR,飞机变压整流器,.,飞机变压整流器功用,将115/200V400Hz或变频交流电转变为28V直流电,.,使用情况：恒速恒频、变速恒频电源的飞机上，也可用于装备变频交流电源的飞机上。典型组成：三相降压变压器和二极管整流桥。,变压整流器(TRU),.,飞机变压整流器主回路构成,输入滤波器降压变压器二极管整流电路输出滤波器,.,类型：通常为L或型LC滤波器功用：主要用于减小变压整流器工作时对交流电源的影响,输入滤波器,.,变压器,功用：将115/200V交流电转变为低压交流电铁芯结构形式：芯式,.,三相桥式整流电路及电压波形,.,按Y/YY联接的六相全波整流电路及电压波形,按Y/Y联接的六相全波整流电路及其输出电压波形,.,变压整流器的外特性,变压整流器的输出电压不仅受输入电压大小的影响，而且随负载电流的增大而下降。,.,变压整流器的使用特点,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，保持电压稳定。,.,变压整流器(TRU)存在的缺陷,自身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。有400Hz变压器，体积重量较大。,先进飞机中采用电子式变压整流器,.,高压交流电,高压直流电,高频交流电,低压直流电,.,电子式变压整流器及其特性,电子式变压整流器,.,3.6飞机直流电网,飞机电气系统的构成,.,又称飞机电网,供电网：从飞机电源、电源汇流条到用电设备汇流条间的部分配电网：从用电设备汇流条到用电设备间的部分,飞机输配电系统,.,集中式分散式（独立式）混合式,配电方式分类,.,集中式配电,.,分散式配电(独立式),.,混合式配电,.,常规式遥控式固态式,配电系统的控制方式,.,电源线和用电设备输电线都集中于座舱内。由飞行员控制电源和用电设备电路的接通或断开。