大学飞机电源系统课程设计书

1、大学飞机电源系统课程设计书1 波音 737 型客机 GCU1.1GCU 功能概述每个发电机控制组件（GCU有下列功能：-控制发电机控制断路器（GCB和汇流条断路器（BTB-提供/控制给IDG发电机的激励-保护电源系统和IDG电气参数不在限制- 控制在 P5- 5 和 P5- 4 组件上的电源系统- 对机构测试设备进行故障隔离超压和欠压保护：GC监控每一调节点（POR处的相电压。电压故障指令发电机控制继电器（GCR和发电机控制断路器（GCB打开。当相电压超过 130 伏时，进行超压保护。当最低相电压低于 101 伏持续超过 7 秒时，进行欠压保护。 频率保护 ：GC监控PM（的频率。正常的发电机

2、频率是 400赫兹。如果频 率超过下列值，GC输出保护信号：425赫兹超过1.5秒 35 赫兹超过 35毫秒如果频率低于下列值，GC断开GC和 GCB 375 赫兹超过 1.5 秒 355 赫兹超过 150毫秒GCU监控IDG电流变压器的三相，如果任何两相间的电流不平衡超过 140 安培，时间超过6.3秒，就会发生不平衡相保护。如果继续出现不平衡， GC断开BTB且GC和GCB断开。 发电机二极管故障保护 :GCU监控励磁回路中的电流脉动， 发现IDG中短路的旋转二极管如果电流超过5安培，GC断开GC和 GCB相序保护：GC在PO上监控相序，如果出现相序问题，GC不让GCB闭合。过流保护：如果

3、电流超过274安培300秒，GC指令汇流条电源控制组件（BPCU断开次要的电气载荷（卸载）。如果过流状态持续，BPCU 首先断开厨房载荷，使主汇流条卸载。如果过流状态仍然存在，GC断开 GC和 GCB如果电流超过340安培5秒钟，GC指令BPC开始卸载。如果过流继续0.1秒，GC断开GC和GCB差动故障保护：GCU监控中线电流变压器（NCT和差动保护电流变压器（DPCT的三相。GCU比较IDG （通过NCT中的电流和 GCB（通过DPCT中的电流。如果电流差超过 20安培70毫秒，GCU断开GC和GCB欠速保护：GC监控来自的显示电子组件（DEU的准备负载（RTL）信号。当发动机位于或高于慢车

4、位置时， 并且发动机起动手柄位于慢车位置时，DEU提供RTL信号。如果出现RTL信号，欠频或欠压故障将导致GCB和GC断开。如果由于欠速而产生欠频状态，GC将断开。如果RTL信号断开，GCR仍停在闭合位。*逼宅门IiWBL （即Ml仝址电T乂 口一鼻庐岚敲吐2420001.2过压欠压保护要求过压：当三相平均电压达 127-133V时，发电机断路器（GB断开，发电机磁场去磁， HV灯亮欠压：当三相平均电压达 97-103V时，GB断开，发电机磁场去磁，LV灯亮Protect iv? FunctionConditions far FaiLurtVSCF opens GEi and#ner'

5、FF" Light?Gerwrstor Field opsntJ?V£CF BIT light onIndication from theGOJVSCF Fault ProtectiveTripInterna I problem resulting in d trip other than t hcse L ist ed be LouYesYes *C21"¥SCF FAULTPROTECTTRIP"NoneVSCF Fault -veInterna I problem which does not result in g tripNO&quo

6、t;VSCF FAULKPASSIVE"1NoneFjiLura of th# regulator in th# GCUMissirtg or stead/ wtveforfl at r,F，F leadNoNoNonerrLVM lght *L61CK/ervoltage150 i 3 voltsY#i*r?i,rVSCF FAULT- PftOTECTmr Light& GB opn 节竹UnderwoLt age100 ± 3 voLtsTeaVes"V5CF FAULT- PftOTECTTRI巴T1V" light& GB op

7、en *C43Overfrequency450 ± 5 Hz¥«"VSCF FIULT- PROTECT TRIP"GB op«n *C4JUnder frequency玮5 t 5 HiYesYea *2J'YSCF FAULTPROTECTTRIP"optn *L4JOvercurrent180.5 113. 5 Araip.Yes *r?i"OVERCURRENT twpr"FF,r light £ GB open *432.交流过压保护电路 2.1保护要求a在发电机卸去大功率负载

8、或排除短路故障后，由于调压器的滞后作用，电网电压会产生瞬时过电压，这是电源系统运行过 程中的正常现象，这时保护电路通过延时来避免误动作；b另一种是由于励磁系统的故障，由于励磁系统的故障，如调压器失效、旋转整流器故障等，导致发电机的输出电压高于其额定电压，其三相平均电压达 127-133V时，这时保护装置必须动作，断开发电机的 GCF和GCB2.2电路图2.3工作原理a. 基本分为两个部分，即敏感电路和反延时及放大电路。敏感 电路敏感的是发电机三项平均电压值，整流后经滤波分压，与稳压管DW1上的基准电压UZ1进行比较。反延时及放大电 路是一个由集成运算放大器组成的比例积分电路。b. 当发电机电压

9、正常时，3端的输入电压U3低于基准电压UZ1, 运算放大器处于反相输入状态，输出端 6无信号输出，即U6 为0,稳压管DW不导通。c. 当发电机发生过电压时，3端的电位将超过UZ1,运算放大器将输出高电位。但由于反馈电容C2的积分作用，输出电压不能瞬时变高，而是在经过一定时间的延时后，使稳压管DW2击穿，输出故障保护信号2.4仿真结果XMM2运放输出电压XMM1故障信号正常情况下（115V），运放输出基本为零，无故障信号输出过压临界点（130V），随时间增加，输出电压逐渐增大，并在10V左右击穿稳压管输出故障信号过压越严重，输出电压增长越迅速，达到反延时的目的2.5电路特点a. 由于采用了集成

10、运算放大器， 可以减少大量分立电子元件， 使 保护电路结构紧凑，简化了电路，提高了可靠性。另外，也进 一步提高了精度及稳定性。b. 因为运算放弃输入阻抗很高， 使滤波电容器及反延时电路中电容器的电容量可以大大减少， 增加电路的时间常数可以采用增 加电阻的办法。同时，由于电容量的大幅度减少，可以不必再 采用温度系数很大的钽质电容器，而采用温度性能稳定的漆膜电容器。这样既减轻了重量，又提高了稳定性。c. 该线路对动作点电压的调整或反延时特性的调整都比较容易。3直流过压保护电路3.1保护要求a. 一般通过设置延时来区分两种不同过电压，使保护电路在瞬时过电压时不动作，而在持续过电压时输出故障信号b.过

11、电压故障采用反延时，即故障越严重，延时时间越短，以防 止造成严重后果。3.2电路图日RSWW33.3工作原理a. 当发电机无过电压和过载故障时，运放A2反相端的两个输入电压Ui和Ug都小于同相端的基准电压 Uz1，两个二极管D1 和D2都不导通，运放输出端为高电平。这时稳压管DW2和PNP 型晶体管T1都不导通，电路没有输出信号b. 当发电机发生过电压故障时，电位器W上的电压Ug高于基准电压Uz1,二极管D2导通，D1仍截止，电阻R8中的电流对电 容器C开始充电。这时运放的输出电压从原来的高电平Uz1开始下降，经过一定的延时时间后，使稳压管DW2和晶体管T1导通，输出故障信号，断开发电机的励磁

12、和输出。过电压值越大，延时时间越短。4交流欠压保护电路4.1保护要求a. 在突加大功率负载时，如持续时间很短，保护装置不应动作；另一种由于励磁回路短路， 如励磁回路断路、调压器失效或恒速传动装置欠速而造成电压下降保护器应该动作。b. 5-9秒电压保持在97-103V时，欠压保护装置动作。c. 为了在正常的瞬间欠电压不致产生误动作，保护电路设置7S的固定延时。4.3工作原理-嬰Jfa 丄亠亠 A Bo”a.发电机输出电压正常时，运放反向端2的电压高于基准电压Uz1，因此运放输出端6为低电位，二极管 D4不导通，电源E 通过R7D5R8不足以使DW2导通，因此无信号输出b.当发电机电压降低时，运放

13、输出端变为高电位，使二极管D5不能导通，电源E通过R8对C2充电，当欠压持续一段时间 后，C2上的电压达到击穿 DW庶数值，输出故障信号，从而 实现固定延时的目的5 小结课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解 到一些实际与理论之间的差异。 通过课程设计不仅可以巩固专业 知识，为以后的工作打下了坚实的基础， 而且还可以培养和熟练 使用资料、 运用工具书的能力， 把我们所学的课本知识与实践结 合起来，起到温故而知新的作用。课程设计诚然是一门专业课， 给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门设计 课，给了我们很多思考， 给了我们莫大的空间， 让我们感触很深， 使我们对抽象的理论有了具体的认识。 在课程设计过程中。 我们 要系统的了解电源系统设计中的每一个环节， 包括从总体设计原 则，设计任务书的指导思想，参照有关资料，有计划有头绪、 有逻辑地把这次设计搞好。 总之，这次课程设计使我们收获很多、