《民航飞机电气系统（第2版）》课件 朱新宇 第0-5章 飞机电气系统概述- 飞机直流供电系统

绪论飞机电气系统概述§0-1飞机供电系统的功用和构成一.电源系统的组成和功用飞机上电能产生、调节、控制、变换和传输分配系统称为飞机供电系统。

飞机供电系统(powersupplyingsystem)：飞机电源系统飞机输配电系统飞机供电系统飞机电源系统(AircraftElectricalsystem)：飞机电源系统通常由主电源、辅助电源、应急电源、二次电源和地面电源及其联接与监控部分组成，飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。飞机电源系统组成：主电源由航空发动机直接或间接传动的发电机，飞机正常飞行时向全机提供电能。辅助电源是飞机发动机未工作或部分主电源发生故障时向飞机供电的电源。应急电源是主电源故障后向飞机飞行必须的用电设备供电的电源。二次电源由电能变换器构成，将主电源电能转变为其他形式的电能，以适应不同用电设备的需要。飞机停于机场，地面电源向飞机供电，以供在地面通电检查机上用电设备和起动飞机发动机。主电源辅助电源应急电源二次电源地面电源飞机输配电系统：由电源汇流条到用电设备端的部分。飞机输配电系统又称飞机电网，由电线、配电装置和保护元件等构成。配电方式集中式分散式混合式混合式配电混合配电方式设有多个用电设备汇流条，分布于用电设备附近，称为二次配电装置，所有电源的电能仍集中在中心配电装置，二次配电装置由中心配电装置供电，简化中心配电装置。配电方式集中式配电分散式配电集中式配电系统的电源电能送到中心配电装置，所有用电设备通过导线连接到配电装置，飞机上的电源处于并联工作状态，集中式仅适合于小型飞机。分散式配电系统是各电源产生的电能送到各自的配电装置，向就近的用电设备供电，一旦某电源故障，由它供电的设备转由正常工作的电源供电，这种配电方式比较简单可靠。远端配电-对于大部分115V交流负载和28V直流负载，通过远端的方式配送电力；-787飞机一共装有17个RPDU（远端电源分配单元）。RPDU英文：RemotePowerDistributionUnit

中文：远程动力分配组件配电系统控制方式：常规式遥控式固态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。常规式配电系统控制特点：座舱内只有控制线，没有供电线。遥控式配电系统控制应用微型计算机和分时多路传输总线

来控制电源和用电设备的通或断。减轻了飞行人员的负担，降低了飞机

电网的重量，提高了电网的可靠性

和维修性。固态式配电系统控制配电汇流条设于用电设备附近。飞行员在座舱内通过继电器或接触器接通或断开电路。二.正常和非正常供电在飞机的飞行准备、起飞爬升、着陆和停机等各个阶段，供电系统能连续地完成全部功能性工作，称为飞机正常供电状态。飞机正常供电状态:飞机非正常供电状态:

非正常工作状态是一种意外的短时失控状态，发生不可控制恢复到正常工作状态必须设计为可控制的动作。飞机主电源不能提供足够的或符合规定要求的电功率，使用应急电源的工作状态，称为供电系统应急工作状态。蓄电池——应急供电时间至少30分钟应急发电机——长时间供电电源应急电源三.电源容量的选取飞机电源系统的容量等于飞机上主发电系统的台数与单台发电系统额定容量的乘积。直流电源容量单位为千瓦(kW)，交流电源为千伏安(kVA)。飞机低压直流发电机的额定容量有3、6、9、12和18kW等数种；

交流电源的额定容量有15、20、30、40、60、90、120和150kVA等数种。§0-2飞机用电设备1.用电设备分类飞行关键设备任务关键设备一般用电设备飞行关键设备正常供电期间由主电源供电，当主电源失效转入应急供电时，应能自动或人工地转为由应急电源供电。确保飞机安全返航或就近降落(包括维持可操纵飞行)所必需的最低限度的用电设备。如：仪表、飞行控制系统、仪表着陆系统和通信电台等。完成飞行任务所必须的设备。如：座舱增压和空调设备等。在飞机应急供电时，为确保重要负载得到供电，将视故障的严重程度，切除部分乃至全部任务关键设备。任务关键设备不能正常工作时，并不危及飞行安全的设备。如：座舱照明和厨房炊具等。根据故障的严重程度，将首先切除部分以至全部一般用电设备。一般用电设备乘务员电门面板厨房灯光2.用电设备对电能的要求用电设备的供电频率特性（直流、交流；恒频、变频）；用电设备的起动特性(白炽灯、电动机)；用电设备的输入电压特性（电压大小、稳定性；稳态变化、瞬态变化）；用电设备对供电系统的影响。机载设备余度供电：普通负载由主发电机供电；重要负载由主发电机，应急发电机供电；飞行关键负载可由主发电机、应急发电机、主蓄电池、飞控蓄电池和主发电机及应急发电机的永磁机供电，构成了六余度供电。应急发电机可由发动机引气或液压马达二余度驱动。§0-3未来先进飞机电源系统多电飞机(MEA,MoreElectricalSystem)

计划——波音公司B787和空客A380。使用电力驱动方式来替代传统飞机上采用的气动驱动方式。A380多电飞机方案多电飞机的综合模块化第1章电器基本知识§1-1电接触和气体导电的基本理论一、概述电接触：导体之间的电路接触。作用：将电流的通路从一个线路延续到另一个线路。电接触的分类：按导体连接方式的不同分成两类：静态电接触和动态电接触。(a)静态电接触；(b)、(c)动态电接触触点的结构形式：单断点触点和双断点桥式触点单断点触点双断点桥式触点单断点触点的结构触点灭弧能力比较差，用于小负载开关电路，在大负载的开关电器中一般不采用。双断点桥式触点多用于航空接触器的触点系统。具有较强的熄弧能力，控制飞机直流、交流电源的接触器都采用双断点桥式结构。动静触点接触面外形的几何形状：点接触、线接触和面接触点接触：继电器触点线接触：面接触：电流小、电压低、触点压力较小电流大、电压高、触点压力较大介于两者之间触点工作状态：(1)闭合状态，保证电流顺利通过；(2)断开状态，保证电路可靠断开；(3)闭合过程，由断开状态到闭合状态的过渡过程；(4)断开过程，由闭合状态到断开状态的过渡过程。

接触电阻气体放电(电弧与火花)触点磨损二、接触电阻Rj1、接触电阻的产生（1）收缩电阻RS（2）膜电阻RM两个金属导体互相接触时，在接触区域内存在着一个附加电阻，这个附加电阻称为接触电阻。接触表面的凹凸不平，使导体的实际接触面积减小，因电流流过接触面时要发生严重的收缩现象（电流分布线会剧烈收缩）而产生所谓收缩电阻。接触面电流收缩现象接触面暴露在空气中，因而会在表面形成一层薄膜，如氧化膜之类附着在表面上，这就是表面膜电阻。膜电阻使接触电阻值升高，甚至造成触点不通，这种现象叫做触点污染。为了恢复良好的导电性，可以利用机械力的作用（如增加接触压力），把膜压碎。2、接触电阻的效应3、影响接触电阻的因素接触电阻触点温升接触压降触点材料的性质（材料的性质包括电阻率、材料的机械强度和硬度以及化学性质等）接触形式（点、线、面。一般说来，面接触接触点最多，收缩电阻最小，点接触收缩电阻最大。）接触压力接触表面状况接触电阻电能损耗升高，触点温度上升。温度过高会使触点局部熔化并焊接在一起，使触点无法继续工作。接触点两端的电压降称接触压降。接触压降与触点温升对应关系。触点熔焊电流超过熔化电流的20%～30%时，触点开始焊接。触点熔焊现象常见于大电流电器，如飞机发电机的输出接触器等。触点冷焊触点的粘接或粘附。触点在完全无电流通过的情况下，外加压力作用下，触点的接触表面上塑性变形而引起的。（加大接触压力，使收缩电阻和膜电阻都减小，所以总的接触电阻将减小。）（触头表面光洁度越差，越容易污染和生成氧（或硫）化膜，接触电阻越大。）游离：处于原子最外层轨道上的电子是不稳定的，它可在外加能量（光、热、碰撞)相当大时跳出原子轨道成为自由电子。失去电子的原子核便成为带正电荷的粒子(正离子)。三、触点间的电弧与熄弧方法1、触点放电的基本理论消游离:气体中带电粒子减少的过程。1)复合。两个带异性电荷的粒子相遇时中和而失去电荷的现象称为复合。降低温度和增高气压都可以促进复合过程的进行。2)扩散。气体中游离的带电粒子,由浓度高的地方向浓度低的地方运动称为扩散。降低电弧表面温度,或增高气压,可以促进扩散过程的进行。2、电弧的产生极限燃弧参数触点分离接触压力接触电阻触点熔化液桥断开电弧极限燃弧电流极限燃弧电压极限燃弧参数与触点材料和空气介质条件有关。熔化的金属桥接在两个触点之间，成为维持电流的通道称为金属液桥，简称为液桥。生成电弧的条件：断开电路的电流和断开后加在触点间的电压都超过触点的极限燃弧电流和极限燃弧电压。3、飞机电器中常用的熄弧方法

气体吹弧（拉长电弧）

磁吹弧（拉长电弧）利用石英砂粒间隙熄弧（冷却）

玻璃管式保险丝熄弧（增压）

利用加速弹簧熄弧（迅速拉断）

降低电弧表面温度基本方法拉长电弧增高气压具体方法电弧发生时，灭弧材料（石棉—有机硅基树脂）受热产生大量气体吹向电弧，加强消游离过程。电弧中带电质点扩散而渗入石英砂粒的空隙中，受到了石英砂的冷却，和加强消游离作用，将电弧熄灭。管内压力增大而使游离受到阻止。管内热量可由管壁及金属管脚很快传递出去，在冷却作用下加强了消游离过程，从而使电弧熄灭。构造上装有加速动作弹簧，使触点断开时的动作速度加快，迅速将电弧拉断。电弧受电磁力的作用向距触点较远的地方拉长，冷却加强消游离，电弧熄灭。磁吹弧原理自磁吹弧原理四、火花放电和灭火花电路

1、火花放电的产生原因：触点电路电流小于极限燃弧电流触点间电压达到间隙的击穿电压条件：电感中储存的能量2、火花放电的危害①引起触头烧损②产生虚假的高频信号触点间隙具有电容的作用特点：不稳定放电3、灭火花电路a.释放电感储能c.释放电感储能b.限制触点间电压电感中的能量通过R2C灭火花电路形成通路，使电感中的磁能在RLC振荡回路中消耗。电感中的能量通过R2C灭火花电路形成通路，使电感中的磁能在RLC振荡回路中消耗。在触点断开过程中，自感电势使整流二极管导通，从而将电感的能量消耗在触点之外。五、触点磨损触点磨损机械磨损化学磨损电磨损液桥磨损电弧磨损火花磨损触点材料要求良好的导电性能良好的导热性能有足够的机械强度良好的化学稳定性银铂铱合金陶瓷合金常用触点材料工作的触点应该满足以下条件：1）触点的电压和电流不应该超过额定值；2）触点上的压力在正确范围内。3）保持触点的清洁。4）防止水、油、尘土等进入机件内部。§1-3电磁铁一、电磁铁的基本组成1－线圈；2－静铁心；3－衔铁；4－返回弹簧；5－工作气隙电磁铁结构示意图电磁铁是一种通电后对铁磁物质产生吸力，把电能转换为机械能的电气元件。电磁铁结构形式图a)E形电磁铁;b)螺管式电磁铁;c)拍合式电磁铁线圈通以直流电产生励磁的是直流电磁铁，飞机上均使用直流电磁铁。直流电磁铁可拍合式、吸入式和旋转式。二.直流电磁铁的工作原理

直流电磁铁工作原理线圈通电产生激磁电流I=U/R，形成电磁系统激磁安匝IW(W为线圈匝数)，产生磁链ψ或磁通Φ，大部分通过气隙δ，为气隙工作磁通Φδ，还有一部分磁通不经过衔铁气隙，称为漏磁通ΦL。前者产生电磁吸力Fx，使衔铁运动作功；后者与衔铁无关，不能作功。三.平衡力式电磁系统

以永久磁铁作为返回装置，且在断电状态下永久磁铁对衔铁的吸力与通电时极面对衔铁的电磁吸力大致相等的电磁系统。平衡力式电磁系统图：(a)结构原理图(b)线圈断电时，衔铁处于打开位置(c)线圈通电时，衔铁吸合第2章电路装置§2.1导线及其连接装置一、飞机导线（一）固定导线电缆和导线构成主干线，在用电设备各部分之间，以及在设置于飞机各区域的设备之间传输各种形式的电气参数和电能。（二）运动导线

飞机上有些机件在工作时，连接它的导线跟着一起运动，这种导线（或电缆）称为运动导线。（一）固定导线

1.电力线(Electricwire)金属编织物外壳（铜）。屏蔽线防止电磁干扰的作用。防水，防油，防摩擦。橡胶---橡胶易燃----氟塑料铝，少量，易氧化；铜，镀锡或镍，多跟绞线合成，强度大，柔软性强。根据工作电压的不同导线可以分为高压导线和低压导线；低压导线绝缘层比较薄，高压导线绝缘层较厚。低压导线高压导线

高压导线在发动机高压点火电路和无线电设备的高压电路中，电压高达10kV以上。2.导线标志为了易于查找，避免出错，在适航法规中规定：

1）标识必须沿导线、电缆、导线束，按照适当的间隔，在飞机区域使机务、修理和改装人员容易看到；2）在导线两端套有热缩标志套管，在导线上也打有标志，以确定导线所属的系统，标识的间距应400～500mm(16～20in)。导线命名：我国规定，导线标志由汉语拼音和数字组成，各组成部分的含义如下：例如：我国的导线标准中，DF42表示直流系统中发电机的第42根导线；字符JD代表交流电源系统。①第一个字母表示所属系统；②第二个字母表示导线所属设备；③数字表示导线序号。WireTable(导线规格)AWGNO.导线标号Diameter(Mils*)直径(Mils)Ohmsper1000feet每千英尺电阻10DegCrisecurrent10℃温升时允许电流00004600.04903250.09881290.62840A12811.5922A203210.27A222516.15A*上表中，1mil等于0.001英寸，因此一根导线的尺寸为0.325英寸时表示为325mil.导线规格AWG(AmericanWireGage美规)美制飞机上使用的导线常采用AWG规格，使用数字标识导线的直径，数字越小线径越大。如：22号线的直径为0.025英寸，12号线直径为0.081英寸。导线的最大允许线路压降系统标称电压（V）允许压降连续工作制（V）断续工作制（V）140.51.0281.02.01154.08.02007.014.0在对导线进行维修更换时，必须满足：负载电流不会在导线上产生过大压降，不会导致导线过热。实际安装或更换导线时，应考虑：导线长度、额定电流、允许压降等，考虑导线是连续工作，还是断线工作。

导线两端均套有热缩标志套管，导线上每隔400～500mm(16～20in，有时标志间隔为12～16in)处打有导线标志，通过标志可以确定每根导线所属的系统及设备。电缆(electriccable)

3.信号传输线信号传输线有：同轴电缆（coaxialcable）、三芯同轴电缆（Triaxialcable）、双绞线（Twistedpair）、屏蔽双绞线（Twinax）、平行线（Twinlead）。同轴电缆最为常用，它承载的信号频率范围宽。（二）运动导线飞机上有些机件在工作时，连接它的导线跟着一起运动，这种导线（或电缆）称为运动导线。如客梯电动操纵机构的导线、手提话筒的连线、电话耳机的连线等也属于运动导线。梯子伸出时（上）和收进时（下）导线的形状运动导线安装、维护时特点：1）铜芯韧性好的柔软的多股细铜丝线，要能经得起反复拉直弯曲的运动而不折断；2）被覆材料有一定硬度，耐磨并防止在飞行时颤动，同时温度适应性好，防止在寒冷的环境下折断；3）运动导线周围的金属件或蒙皮应铺垫上柔软毛毡，防止导线在运动中与硬物相摩擦；4）活动部分应有可换性，活动部分作为一个元件，两端带有插接件，便于更换。二、导线连接装置(Connectors)

较永久性的在维修计划规定时间内需要拆卸的钎焊、压接接线片接线柱、插头插座（一）接线片接线柱接线片接线柱

接线柱通过螺钉或螺栓将导线上的接线片连接到接线条、接线盒和汇流条上，也可用于电导线与金属机体的搭接。接线钉插头插座圆柱型方型同轴型接线片型（二）连接器

通常将插销的插头连接到电源系统中的接地端，而插座与电源部分相连接，从而可以有效地避免在插头、插座处于分离状态时，插头接触到插销的外壳或机体的金属部分而引起短路的机会。

1994年6月6日上午，西北航空公司的WH2303航班执行西安---广州任务。其中飞行员5人，乘务组9人，旅客146人。机型为苏制图-154M型B2610号。飞机在距咸阳机场49公里空中解体，160人无一幸存。从飞行参数记录仪所记录的数据看出：飞机起飞离地后，所有横向、侧向参数均发生低频大幅度变化。这清楚地表明：飞机出现了发散型横向飘摆。从事故现场收集到的残骸证实：自动驾驶仪安装座上有两个插头相互插错，即控制副翼的插头(绿色)插在控制航向舵的插座（黄色）中，而控制航向舵的插头(黄色)插在了控制副翼的插座（绿色）中。（三）汇流条（BUSBAR）

粗的金属条或棒

用于电源系统的输入和输出连接

汇流条用于将发电机、蓄电池和各种负载连接在一起，发电机输出的电能输送到汇流条以后，再分配到各用电设备。西门诺尔（小双发）6根汇流条链接汇流条：链接两台ALT交流发电机，以及其他汇流条。集中配电方式。两条电子设备汇流条：链接飞行关键设备。蓄电池汇流条：链接蓄电池以及不允许断电的时钟等设备。非重要汇流条：链接一般用电设备。主汇流条：链接任务关键设备。

§2-2电路控制装置功用：接通、断开或转换电路。组成部分：触点系统活动触点固定触点手动控制装置：如开关、按钮。电磁控制装置：如继电器和接触器。新型的控制装置:采用晶体管器件，利用它们的开关特性进行控制。常用电路控制装置：1、开关(Switch)Single-pole,single-throw(SPST)单极单投Single-pole,double-throw(SPDT)单极双投

襟翼收放电动机就使用这种开关控制，用于收起或放下襟翼。Double-pole,single-throw(DPST)双极单投

使用一个开关同时控制导航灯和仪表照明灯，但两部分电路是相对独立。Double-pole,double-throw(DPDT)双极双投两位开关使两个电路同步接通或断开；三位开关含中立位，电路断状态。极（Pole）:单一电路一组触点。投（Throw）:开关可以接头的两个或者多个位置中的一个位置。发动机控制、蓄电池控制小飞机使用较多拨动开关（Switch）联动开关多电路同时控制拨动开关（Switch）限动开关拨动开关（Switch）挡板不可动保护开关拨动开关（Switch）主要用于短时工作，即当电路需要暂时闭合或者中断，或者需要短时间连通到另一个路径时使用。按钮开关指示按钮开关

有些按钮开关兼有警告和指示功能，在按钮的顶端有灯泡，表面遮有适当颜色的半透明塑料罩。选择开关用于多电路选择旋转开关（knob）单个电压表读出多个汇流条电压闭合与断开间的行程短微动开关特点：动作迅速

可靠性高

精度高

寿命长

体积小应用：频繁通断的

小电流电路用于控制用电设备在预定的时间内按一定顺序工作定时开关利用传感器对接近物体的敏感特性控制开关的通断接近开关涡流式(电感式)电容式霍尔式光电式红外式多普勒式

电容式

当有物体移向接近开关时,不论它是否为导体,由于它的接近,总要使电容的介电常数发生变化,从而使电容量发生变化,使得电路状态也随之发生变化,由此便可控制开关的接通或断开。霍尔式当磁性物件移近霍尔开关时,开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化,由此识别附近有磁性物体存在,进而控制开关的通或断。这种接近开关的检测对象必须是磁性物体。光电式:光电效应红外式:热释电原理多普勒式:多普勒效应对于不同的材质和不同的监测距离，选择不同的接近开关。接近开关特点：没有固定触点和活动触点。

反应迅速。定位精确。寿命长。涡流式(电感式)

飞机舱门控制使用的接近开关导磁物体接近能产生电磁场的接近开关时，使物体内产生涡流，这个涡流反作用于接近开关.使开关内部电路参数发生变化，由此识别是否有导磁物体接近，进而控制开关的通断.这种接近开关所能监测的物体必须是导磁物体。非人工直接操纵，实现自动和远距离操纵的开关器件。大量使用。2继电器（Relay）

如：电源、空调、起落架、照明、燃油、供气、防冰防雨、飞行操纵以及发动机的启动、操纵和指示等系统中都使用了继电器。航空常用继电器种类：电磁继电器极化继电器固态继电器混合继电器

电磁继电器

ElectromagneticRelay

当线圈通电时，由于磁通的作用产生吸力，吸动衔铁，带动触点，使被控制电路接通、断开或转换的继电器。电磁继电器（electromagneticrelay）线圈中通的是直流电。触点切换的负载电流一般限制在25A以内。摇臂式继电器线圈中通的是直流电。触点切换的负载电流一般限制在25A以内。

极化继电器极化磁通—永久磁铁工作磁通—工作线圈能反映输入信号的极性(具有方向性)。具有很高的灵敏度。两个磁通：一个是永久磁铁产生的极化磁通；一个是由电磁铁工作线圈产生的工作磁通。固态继电器(SolidStateRelay,SSR)具有自动完成继电特性的功能和具有输入、输出回路电气隔离功能的电子装置。光电耦合固态继电器灵敏度高，能够与集成电路兼容。可以实现小型化。无触点，工作可靠性高，使用寿命长。

优点：缺点：输入和输出隔离困难。通态电阻大。易受温度和辐射的影响。抗瞬变过电压能力差。

混合继电器以固态器件作为反应机构；以电磁继电器作为执行机构。固态器件灵敏度高；能反映非常灵敏的信号；延时、放大、整流作用。1、舌簧继电器(ReedRelay)

在电磁线圈磁场作用下，其自由端运动，使触点闭合或断开。电磁式特种继电器1、舌簧继电器(ReedRelay)

舌簧继电器控制电路2、热敏继电器(ThermalRelay)

货舱前侧壁板拆除交通警报及避碰系统/航空交通管制天线继电器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。通常作为机载电源系统发电机输送到汇流条向大功率设备供电的开关。3接触器（contactor）接触器与电磁继电器的区别：接触器容量较大。具体结构不同。注意：接触器和继电器在其他方面没有本质区别！(a)Relay(b)Contactor(Solenoid)可移动核心固定核心通常用于大电流应用接触器与电磁继电器区别：单绕组接触器单绕组接触器由电磁铁和触点系统两大部分组成：双绕组接触器以较小的电流维持主触点在接通状态。吸合绕组：导线粗，电阻小，电流大，所以能产生较大的电磁力。保持绕组：与吸合绕组串联，增大电阻，减小电流。机械闭锁式接触器以机械的方法使主触点在电磁线圈断电后仍能保持工作位置。长时间工作不消耗电能。磁保持接触器稳压二极管可以减小线圈电路在通断时产生的自感电动势。吸合磁保持接触器跳开NS磁保持接触器自耦变压器整流装置接触器自耦变压器整流装置接触器电气负载控制接触器§2-3电路保护装置

飞机电路保险装置（电网保护器）熔断器断路器

为了避免短路或长时间过载的产生，飞机输电线路中设置了保险装置（保护性熔断器），当电路发生短路或长时间过载时，保险装置自动将短路（或较大过载）的部分从电路中切除，避免出现危险的过电压或其它故障，从而保证电源的正常供电和其他电气设备的正常工作。对电路保护装置的要求1－用电设备安秒特性2－保护装置安秒特性电气设备和保护装置的安秒特性曲线电路的电流保护分类过载延时保护短路瞬时保护过载一般是指10倍额定电流以下的电流。短路则是指特大的（超过10倍额定电流以上）的电流。在发生过载时需要采取反延时保护，短路时则瞬时保护（无延时）；过载的物理过程主要是热熔化过程，而短路主要是电弧的熄灭过程。飞机电路保险装置（电网保护器）熔断器（保险丝fuse）断路器1.熔断器易熔熔断器难熔熔断器惯性熔断器飞机熔断器易熔熔断器功用：在小电流电路中起短路保护作用。

额定电流一般为：0.15～50A。飞机上的易熔熔断器装于玻璃管或陶瓷管内，这样既能保护熔丝，又能起到灭弧作用。这种熔断器的熔丝惯性小，主要用于保护过载能力比较小的用电设备电路中。熔断器俗称为保险丝，它是一种一次性使用的电路保护电器。它的主要元件是金属熔丝，常用锡、铅、锌、铜及其合金等材料制成。难熔熔断器起短路保护作用，常用于大电流线路中，主要用于飞机电源保护。额定电流一般为：200～900A。

在大电流电路中采用难熔金属铜作熔断片(铜熔点1083℃)。在铜片上涂上锡薄层，当熔断片发热至锡的熔点(2319℃)时，便有一部分锡熔化并渗入到铜片中去，形成类似锡铜合金，其熔点比纯铜降低。当过载或短路时将铜片熔断。熔片周围包有石棉水泥，它能吸收一部分热量而增大熔断片的热惯性，还具有灭弧作用。功用：起短路保护和长时间过载保护两种作用，常用于允许有短时过载的电路中。额定电流一般为：5～250A。惯性熔断器过载保护短路保护短路保护部分：黄铜熔片过载保护部分：低熔点焊料黄铜熔片热惯性小，迅速熔断，起到短路保护作用。过载电流不是很大，黄铜熔片不会熔断，而易熔焊料经过一段时间融化，弹簧把U型铜片拉开，电路切断。

在CAAR121部第313条“其他设备”中对熔断器在飞机上备件数量做了规定“飞机只有安装下列设备，方可以实施本规则的运行：如果飞机上装有保护性熔断器，每种规格保护性熔断器的备用数量应为该飞机批准的并在合格证持有人手册中规定的数量。”。

我国适航法规CCAR25部提出了进一步的要求：“当飞机上安装有可更换型保险丝时，应在飞机上提供备用保险丝，以备熔断时更换，而且数量至少应为保护整个电路所需的每种额定保险丝数量的一半。”方向舵液压保险丝安定面舱单向活门工作原理：利用双金属片发热变形的原理工作,在将保护与开关合而为一，可重复使用。断路器在飞机上被大量采用以取代保险丝。2.断路器（CircuitBreaker,CB）按操作方式分：按压式断路器*扳动式断路器（自动保险电门）断路器的类型:按工作原理分：热式断路器、磁式断路器、热磁式断路器、电子型断路器、遥控断路器和固态功率控制器等。断路器工作情况：按钮式断路器电路发生短路，电流超过正常值，元件温度升高，元件变形。变形到一定程度，释放闩锁机构，控制弹簧作用下触点断开，负载与电源隔离。TB20采用按钮式断路器热断路器热断路器电源及接地制动系统断路器制动系统断路器电源组件电子制动器自动变压器变压整流器外电源接触器汇流条信号源断路器外电源变压整流系统115V控制汇流条总线断路器发电机无极继电器起动接触器发电机控制断路器第3章航空电机§3.1概述一、航空电机分类电机静止电机-变压器旋转电机直流电机直线电机控制电机交流电机直流发电机直流电动机同步电机异步电机同步发电机同步电动机异步发电机异步电动机二、航空电机的工作条件1、环境温度2、大气成分和性质3、机械过载三、航空电机的主要特点1、体积小、重量轻：（1）增大电磁负荷与转速；（2）缩短使用期限；（3）采用良好的冷却方式；（4）选用优质材料。2、特定的电压和频率：

DC：28V；

AC：115V/200V、400Hz；定子机壳（磁轭）主磁极换向极电刷组件转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴§3.2直流电机的基本结构和工作原理

一、直流电机的基本结构定子机壳（磁轭）主磁极换向极电刷组件转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴一、直流电机的基本结构1－换向极铁心2－换向极绕组3－主极铁心4－励磁绕组5－电枢齿6－电枢铁心7－换向器8－电刷9－电枢绕组10－机座11－底脚一、直流电机的基本结构一.定子部分1.主磁极直流电机剖面图直流电机主磁极结构在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.2mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。主磁极的作用：在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.2.换向磁极换向极又称附加极或间极，其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。换向极的作用：减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。3.机座一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。4.电刷电刷的作用：把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。二.转子部分1.电枢铁心为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。电枢铁心冲片电枢铁心装配图2.电枢绕组

电枢绕组的作用是产生感应电动势和电磁转矩。由带绝缘的导体绕制而成，小型电机常用铜导线绕制，大中型电机采用成型线圈。绕组放置在铁心槽内的直线部分——元件有效部分——产生感应电动势；电枢槽两端部分——元件端接部分——链接作用，不产生感应电动势。3.换向器换向器又称为整流子。由换向片组合而成。

对于发电机，换向器的作用是把电枢绕组中的交流电动势转变为直流电动势向外部输出直流电压；

对于电动机，它把外界供给的直流电流转变成绕组中的交变电流使得电机旋转。换向器实物图换向器结构图4.转轴转轴对旋转的转子起支撑作用，并与原动机或生产机械相连接，一般用圆钢加工而成。转轴实物图一、直流发电机工作原理

右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。转子和定子间有气隙的存在，称其为气隙。

当原动机驱动电机转子以一定的转速逆时针旋转时，线圈abcd将产生感应电动势。如右图，由右手定则(拇指指转向)可判断，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。e=BxlvBx-----磁通密度；Wb/m2l-----导体ab或cd的有效长度；mv-----导体与磁通密度之间的线速度；m/s

当原动机驱动电机转子逆时针旋转后，如右图。电刷A极性总是正的，电刷B极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。线圈abcd中产生交变的感应电动势，由于换向器的“整流”作用，电刷A、B两端输出的是直流电动势。二、直流电动机工作原理

把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。

直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。

在磁场作用下，由左手定则：N极性下导体ab受力方向从右向左，S极性下导体cd受力方向从左向右。电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S极性下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。

当电枢旋转到右图所示位置时：F=BxlIBx-----磁通密度；Wb/m2l-----导体ab或cd的有效长度；mI-----导体中流过的电流；m/s导体每边所受电磁力大小：直流电动机的工作原理图示:§3.3直流电机的电枢反应和换向

一、电枢反应

直流电机空载时，气隙中只存在励磁磁场，即主磁场。电枢绕组中流过电枢电流，它也会产生磁场，称为电枢磁场。电枢磁场对主磁场的影响，称做电枢反应。交轴（q

轴）直轴（d

轴）电枢磁场1、交轴电枢反应

交轴电枢反应的影响

第一，合成磁场不再对称于主极轴线。（对发电机，前极尖去磁，后极尖助磁；对电动机，前极尖助磁，后极尖去磁。）第二，气隙磁场的物理中性线（磁感应强度为零的位置线）偏离几何中性线。第三，磁路不饱和时，交轴电枢反应对发电机的感应电动势或电动机的电磁转矩的大小没有影响；磁路饱和时，发电机的感应电动势减小，电动机的电磁转矩减小。

2、直轴电枢反应的影响对发电机而言，当电刷顺着电枢转向偏离几何中性线β角时，直轴电枢磁势Fad与主极磁动势相反，直轴电枢反应起去磁作用。2、直轴电枢反应的影响对发电机而言，当电刷逆着电枢转向偏离几何中性线β角时，直轴电枢磁势Fad与主极磁动势相同，直轴电枢反应起助磁作用。

对电动机而言，其结果正好相反。

二、直流电机换向(a)(b)电刷旋转方向换向器电枢线圈二、直流电机换向(c)(d)§3.4直流发电机运行特性由飞机发动机驱动，将机械能转换成直流电能，作为飞机直流电源系统的主要电源向飞机用电设备提供电能。一、直流发电机的励磁方式1、他励：直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即：2、并励：发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足3、串励：励磁绕组与电枢绕组串联。满足4、复励：

并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。他励并励串励复励二、直流发电机的基本电磁关系

1

直流电机的电枢电动势

产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。大小:)(电动势常数为电机的结构常数其中p:电机的极对数；n：转子转速；N：电枢导体总数；Φ：每极磁通；a:绕组支路对数，单叠绕组p等于a，单波绕组a＝1叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，成波浪式的前进。2直流电机的电磁转矩

产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。大小:

可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。为电机的转矩常数，有其中计算每根导体所受的电磁力和电磁转矩——每极下的电磁转矩——直流电机总的电磁转矩Ia:电机的电枢电流；3直流发电机的基本方程如图规定各物理量的参考方向，称为发电机惯例。即Ia和Ea方向相同。一.电压平衡方程Ea:电枢电压；Ia:电枢电流；U：发电机输出电压；Ra:电枢回路总电阻；IaRa:电枢电流在电枢回路总绕组上的压降。基尔霍夫电压定律：3直流发电机的基本方程二.转矩平衡方程发电机轴上有三个转矩：原动机输入给的驱动转矩、电磁转矩和机械摩擦及铁损引起的空载转矩。直流发电机稳定运行时，电机转轴上的所有转矩必须平衡。转矩平衡方程为：3直流发电机的基本方程三.功率平衡方程

输入功率：P1=Pem+P0乘以发电机的机械角速度Ω得：

将原动机输入功率空载损耗功率电磁功率三.功率平衡方程①空载损耗功率:P0=Pmec+PFe+PadPFe铁损：磁滞和涡流损耗，为不变损耗。Pmec机械损耗：电枢轴与轴承，电刷与换向片等摩擦损耗。不变损耗。Pad附加损耗：电枢齿槽影响和磁场畸变引起的损耗。功率平衡方程式

②电磁功率：P2：发电机输出的功率。PCua：电枢回路铜损耗。功率平衡方程式

自励式发电机，中还应该包括励磁损耗，属于电磁功率。为总损耗。发电机效率：三、直流发电机的自励原理及条件

1、电机必须有剩磁；2、励磁磁势与剩磁方向一致；3、励磁电路电阻不能过大；4、转速不能过低。四、直流发电机的运行特性

直流发电机的空载特性是非线性的,本质上反映了发电机磁路的磁化特性。转速n=nN，负载电流I=0时，发电机的电枢端电压U和励磁电流If之间的关系称为空载特性。负载电流为0，输出端电压U0与电枢绕组空载电动势E0相等。即E0正比于Φ0，正比于n。一、空载特性二、外特性定义：当、时，改变负载大小改变负载电流。由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降。他励并励

根据可知端电压下降有两个原因：(一)在励磁电流If一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；(二)电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。额定转速下，励磁电流为常数，电枢端电压与负载电流之间的关系，称为发电机的外部特性。三、调节特性定义：当、时，

由曲线可见，若保持端电压不变，在负载电流变化时，必须改变励磁电流，补偿电枢反应（电枢磁动势对主极磁场基波产生的影响，这种现象称为电枢反应）及电枢回路电阻压降对输出端电压的影响。额定转速下，电枢端电压保持不变，励磁电流与负载电流之间的关系，称为发电机的调节特性。§3.5直流电动机从直流电源系统获得电能，将电能转换成机械能，向飞机设备提供机械力矩。励磁方式：他励、并励、串励和复励。一、直流电动机的基本电磁关系

1.电压平衡方程式Ea:电枢电压；Ia:电枢电流；U：电网电压；Ra:电枢回路总电阻；电动机：Ea＜U2.转矩平衡方程式发动机输出驱动转矩、电磁转矩和机械摩擦及铁损引起的空载转矩。P1电网的输入功率；Pem电磁功率；Pcua电枢回路铜损耗；Pcuf励磁回路铜损耗。P2电动机输出的机械功率；Pemc机械损耗；Pfe铁损耗；Pad附加损耗。3.功率平衡方程式二、直流电动机的运行特性

由电机的电路原理图可得机械特性的表达式：n0为电磁转矩Tem=0时的转速，称为理想空载转速；

直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速与电磁转矩之间的关系：CE、CT电动势常数，转矩常数CT=9.55CE;为机械特性斜率；为转速降。R=Ra+RS,Ra电枢电阻，RS回路串联电阻；实际空载转速:若用电枢电流表示，则有：空载转速：U、Φ、R为常数时，他励直流电机特性是以β为斜率向下的直线。电机由于摩擦存在空载转矩，克服空载转矩，即Tem=T0。对于串励电动机，Ia＝If

串励电动机的磁通Φ随Ia变化而变化当磁路不饱和时，可认为串励电动机不允许空载或在很轻负载下运行。

2、转矩特性并励电动机串励电动机§3.6三相同步交流发电机

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZ1.旋转磁场的产生oo规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(•)电流出(

)电流入

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相电流合成磁

场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600oAAXZBCYAAXZBCY取决于三相电流的相序2.旋转磁场的旋转方向结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0

to3.旋转磁场的极对数P

当三相定子绕组每相绕组只有一个线圈，绕组始端之间相差1200。产生一对磁极的旋转磁场，即：P=1o

tAXBYCZAXYCBZC'Y'ABCXYZA'X'B'Z'

若定子每相绕组由两个线圈串联

，绕组的始端之间互差60°，将形成两对磁极的旋转磁场。4.旋转磁场的转速工频：p=1时0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=2时

三相交流电机内部定子电流产生的磁场是一个旋转磁场：三相同步电机：三相异步电机：电机的转子转速与旋转磁场的同步转速相等。

电机的转子转速略小于旋转磁场的同步转速。二、三相同步发电机的结构原理电机的转子转速（即转子磁场转速）为：n定子绕组感应电动势的频率定子绕组电流产生的旋转磁场的转速转子转速与旋转磁场（即定子电枢磁场）的同步转速相等。

三、同步发电机的结构分类同步交流发电机的转子结构磁极上套有励磁线圈，线圈按照一定方式连接构成励磁绕组，通入直流电，转子产生磁极。2/3的部分有齿和槽，槽内嵌放有直流励磁绕组。没有开槽的1/3称为大齿，是磁极中心区域。1、空载特性四、同步发电机的特性2、外特性

3、调节特性四、同步发电机的特性按转子结构分：绕线型异步电动机鼠笼型异步电动机§3.7三相异步电动机下面是它主要部件的拆分图。

右图是一台三相鼠笼型异步电动机的外形图。鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图三相绕线型转子结构图1.异步电机的工作原理及工作状态

AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针

切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnFn转差率：

旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。旋转磁场的转速n1

称为同步转速异步电动机2、工作状态电动机状态n1＞n＞01＞s＞0发电机状态n＞n1＞0s＜0电制动状态n1＞0，n＜0s＞1

三相异步电动机的机械特性曲线第一象限，0＜n＜n1，0＜s＜1，n1，Tem均为正值，电机处于电动机运行状态。第二象限，n＞n1，s＜0，n1为正值，Tem为负值，电机处于发电机运行状态。第四象限，n＜0，s＞

1，n1为负值，Tem为正值，电机处于电磁制动状态。三相异步电动机的起动及调速1、起动直接起动降压起动笼型电动机自耦变压器降压起动Y－换接起动定子电路串接电阻（电抗）起动绕线型电动机转子电路外接电阻起动M3~3~RSS1FUS2M3~XSS1FUS2定子电路串接电阻（电抗）起动M3~3~RSS1FUS2起动M3~XSS1FUS23~M3~3~RSS1FUS2运行M3~XSS1FU3~S2自耦变压器降压起动TA

3~UNS1FUS2M3~通过自耦变压器把电压降低后，再加到电动机定子绕组上，减小起动电流。3~UNS1FUS2TA

M3~起动TA

3~UNS1FUS2M3~运行A1A2B1B2C1C2b)

联接Δ

IsΔ

IΔ

A1A2B1B2C1C2a)Y联接IsyIyY－换接起动适用于：正常运行为△联结的电动机。

星形－三角形减压起动（Y－

起动）具体过程3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时Y接；运行时△接。星形－三角形减压起动（Y－

起动）具体过程3~UNS1FUS2U1U2V1V2W1W2适用于正常运行时定子绕组为三角形接线的电动机。起动时Y接；运行时△接。三相异步电动机的调速由异步电动机的转速公式可知，异步电动机有下列三种基本调速方法：（1）改变定子极对数调速。（2）改变电源频率调速。（3）改变转差率调速。1

变极调速变极原理:改变定子绕组接法来改变极数。以4极变2极为例：U相两个线圈，顺向串联，定子绕组产生4极磁场：反向串联和反向并联，定子绕组产生2极磁场：变频调速（笼型）f=400Hz逆变器M3~整流器f1、U1可调+–~n0

T

nOn0'

f1＜fN，=常数U1

f1

TLn0

T

nOn0'f1＞fNU1L=UNTL变频调速变转差率调速绕线转子电动机的转子串接电阻调速绕线转子电动机的转子回路串接对称电阻时的机械特性为:

从机械特性看，转子串电阻时，同步速n1和最大转矩Tm不变，但临界转差率sm增大。工作点的转差率随着转子串接电阻的增大而减小。§3.8单相异步电动机单相电动机就是在单相交流电源的作用下工作的电动机。广泛地用于驱动小功率负载和家用电器设备中。单相电动机的优点是体积小、便宜、不需要三相电源。它常常用于通讯设备的内部、风扇、冰箱中。最常用的单相电动机是：

①分相式电动机：电容式和电阻式；②罩极式电动机。单相异步电动机的工作原理单相绕组通入单相交流电时的情况①单相交流绕组通入单相正弦交流电流产生脉动磁动势，可以分解为两个大小相等、转速相同、转向相反的旋转磁动势F+和F-。②建立起正转和反转旋转磁场ф+和ф-，两个旋转磁场切割转子导体，分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。③从而产生正向电磁转矩Tem+和反向电磁转矩Tem-，叠加后即为推动转子转动的合成转矩Tem。1．分相式电动机有一个由缝隙叠片组成的定子。在叠片定子中包括启动线圈和主线圈。这两个线圈在空间位置上互成90°角。它的转子是鼠笼转子。

（1）电容式分相电动机

电容式电动机的启动绕组由多匝粗导线（低阻）绕制而成，串联一个电容器。电容器位于电动机的顶部，电容器使工作绕组电流Is和启动绕组电流IM之间产生的相位差大约为90°，由于空间上两绕组位置相差电角度90°，因此得以产生旋转磁场。

194

2．罩极式电动机定子上的凸极与直流电动机基本相似，但罩极电动机的定子铁心是叠片结构，并且上面开有一个小槽，槽上绕有一个短路铜环。没有短路环部分磁通比有短路环部分磁通领先。变压器的基本工作原理和结构1基本工作原理

变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。在一次绕组（原绕组）中加上交变电压u1，产生交链一、二次绕组的交变磁通Φ，在两绕组中分别感应电动势e1和e2。一、二次绕组感应电动势的大小和各自绕组的匝数成正比。各绕组的端电压大小和感应电动势大小近似相等：变压器作用：通过电磁感应作用，即一、二次绕组的电磁偶合关系，实现了把一次侧的交流电能传递到二次侧。由于一、二次绕组具有不同的匝数，实现改变电压的目的。

单相变压器的空载运行

单相变压器的负载运行负载运行时的电磁关系变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。用图示负载运行时的电磁过程1.自耦变压器ABP+–+–特种变压器使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。

实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。二次侧不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。使用注意事项：电压表被测电压=电压表读数

N1/N22.电压互感器实现用低量程的电压表测量高电压VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）电流表被测电流=电流表读数

N2/N1二次侧不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。使用注意事项：3.电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2第4章飞机蓄电池电池分类：

原电池(Primarycell)

蓄电池(Storagebattery)

燃料电池(Fuelcell）3.1航空电池一次电池，这种电池不能用充电方法使其活性物质还原，放电结束后无法再次使用，如锌锰电池和锌银电池。目前飞机飞行数据记录器的水下信标中则采用锂电池。电池分类：

原电池(Primarycell)

蓄电池(Storagebattery)

燃料电池(Fuelcell）3.1航空电池二次电池或可充电电池，在工作中其化学反应可逆，此反复充、放电，常见的有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、锌银蓄电池、锂离子电池等。电池分类：

原电池(Primarycell)

蓄电池(Storagebattery)

燃料电池(Fuelcell）3.1航空电池活性物质可以补充，且不经过“充电、储电”过程，它的活性物质在催化剂的作用下连续不断地反应，输出电能，常见的类型有：氢氧燃料电池和肼-空气燃料电池。航空蓄电池用途地面蓄电池飞机蓄电池电解液性质酸性碱性中性有机溶液镉镍蓄电池锂离子电池铅酸蓄电池航空蓄电池分类：铅(

Pb)二氧化铅(

PbO2

)3.1.1铅酸蓄电池铅酸蓄电池(Lead-AcidBattery)电解液：稀硫酸（硫酸溶液）使用范围：在螺旋桨飞机上广泛使用正负极板的电位差大概是2.1V24V电池由12个单体电池串联构成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工作原理放电：蓄电池正负极通过负载连接，在电动势的作用下，电路中有电流通过。充电：充电电源正极和蓄电池正极连接，负极和负极相接。电源电压大于蓄电池电动势。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。1．电动势E=0.84+d(V)铅蓄电池的主要电气特性①内电阻包括电解液电阻和电解液和电极间的过度电阻。②航空铅酸蓄电池电阻较小，一般为百分之几到千分之几欧姆。①铅酸蓄电池电动势和电解液密度有关。②d:电解液的密度比重，可通过比重计测量。③15℃时，d=1.25g/cm3，E=0.84+1.25=2.09V

。②充电：U=E+IR

放电：U=E-IR2．内电阻：3.端电压：U①蓄电池端电压U与电动势E相差一内电阻压降IR。铅酸蓄电池放电曲线A-B段：极板附近及孔隙中的电解液浓度迅速下降。电动势E下降较快。B-C段：由于扩散作用，极板孔隙中的硫酸浓度与极板外的浓度达到一定值。电动势E下降缓慢，基本保持不变。C-D段：放电快结束时，PbSO4不溶，粘着在反应板上，孔隙堵死，孔隙内硫酸浓度迅速下降。电池电动势迅速下降。D-F段：断电后，扩散作用使得极板孔隙内的硫酸浓度逐渐与外部一致。电动势回升。D点：放电终止电压，1.7V，放电不为0。铅酸蓄电池充电曲线a-b段：PbSO4浓度大，反映较快，电动势E上升较快。b-c段：反映趋于平衡状态。电动势E上升缓慢。c-d段：充电快结束时，极板上的活性物质基本被还原，电解水，负极析出氢，正极析出氧，附于电极上电极电位升高。电池电动势上升。停止充电后，氢气逸出，电极电动势下降，电动势回落到某一稳定值。d-e段：水进入电解反应后，电动势不再增加。不同放电电流的放电特性：放电电流越大，放电终止电压越低。放电电流越大，电池可用容量越小。可用容量：红：30A.h蓝：24A.h黄：16A.h温度越低，放电时间越短。温度对放电特性的影响：温度较低------电解液粘度增加------扩散能力降低------电池电动势下降------放电电压下降------放电时间减短实际容量:

蓄电池在一定工作条件下所输出的电量。额定容量:

在给定的工作条件下，由电池设计者规定或保证输出的最低电量。蓄电池的容量容量大小：放电电流乘以放电时间。容量单位：安培小时(A·h)，简称安时。影响蓄电池有效容量的因素：（1）极板大小和活性物质的多少；（2）工作状况（是否持续放电）；（3）放电条件（放电电流、放电温度等）。放电电流越大，有效容量越小。

放置不用的蓄电池的容量会随存放时间的增长而降低，这是由于自放电造成的。电解液或极板上有金属杂质或电池表面有污垢都会使自放电增加。

按规定，实有容量小于额定容量

80%

的蓄电池不准装在飞机上使用，应及时予以充电或更换。铅酸蓄电池的主要故障蓄电池根据实际需要会串联或并联使用，为了保证蓄电池具备最佳工作特性，一般情况下都采用同型号的蓄电池（或单体电池）进行串联。铅酸蓄电池的串并联

额定电压为12V，额定容量为20Ah的铅酸蓄电池。

采用图(a)的串联接法，蓄电池组的输出电压可以提高到24V，但额定容量仍为20Ah；

采用图(b)的并联接法，蓄电池组的输出电压仍为12V，但额定容量可以提高到40Ah.(a)两蓄电池串联

(b)两蓄电池并联四只12V250AH电瓶串联，得到的电压是12V×4=48V。并不能使它的输出电流增加，即它的容量是48V250AH。四只12V250AH电瓶并联，得到的电压仍染是12V。它的输出电流增加为原来的4倍，即它的容量是12V1000AH。铅(

Pb)二氧化铅(

PbO2

)12HK-28型主要性能数据：

①额定容量28

A·h；

②额定电流

2.8

A（10

h

放电率）；5.6

A（5

h

放电率）；

③额定电压24

V；

④单体电池终止电压

（额定工作情况）1.7

V；

⑤短时间（3.5

min）放电电流170

A。六、铅蓄电池的主要故障１.自放电（１）极板上或电解液中存在杂质。（２）蓄电池表面有灰尘、水分和电解液。2．极板硬化凡是加速硫酸铅再结晶或使结晶得以持续反复进行的条件，都是造成极板硬化的原因。例如：电解液温度剧烈变化，放电后不及时充电或充电不足，极板外露等。3．活性物质脱落

电解液温度过高，经常以大电流充、放电，以及蓄电池受到猛烈的撞击和震动等，都会造成极板上的活性物质脱落，使蓄电池的容量减少。七、铅蓄电池的主要技术数据及其检查方法1．放电程度及其检查方法判断铅蓄电池的放电程度的简便方法：在给蓄电池加双倍