飛機直流電源系統(tǒng)主干PPT課件

1、1蓄電池蓄電池第1頁/共76頁2蓄電池蓄電池第2頁/共76頁3蓄電池按用途分按用途分按用電解液性質分按用電解液性質分地面地面蓄電池蓄電池飛機飛機蓄電池蓄電池堿性堿性蓄電池蓄電池酸性酸性蓄電池蓄電池第3頁/共76頁4酸性航空蓄電池鉛酸蓄電池電解質：硫酸電解液：稀硫酸（硫酸溶液）第4頁/共76頁5堿性航空蓄電池鎘鎳蓄電池鋅銀蓄電池 電解質：KOH或NaOH第5頁/共76頁6鉛酸蓄電池鉛鉛( Pb )二氧化鉛二氧化鉛 ( PbO2 )第6頁/共76頁7 鉛蓄電池的放電 鉛蓄電池的充電 放電 PbO2 + 2H2SO4 + Pb = = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +電能 正極 電解液

2、負極 充電 正極 電解液 負極第7頁/共76頁8鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池在放電過程中，鉛酸蓄電池在放電過程中，電電解液的濃度降低。解液的濃度降低。在充電過程在充電過程中，中，電解液的濃度升高。電解液的濃度升高。 放電 PbO2 + 2H2SO4 + Pb = = PbSO4 + 2H2O + PbSO4 +電能 正極 電解液 負極 充電 正極 電解液 負極第8頁/共76頁91電動勢 E=0.84+d (V)2內電阻 電阻較小，一般為百分之幾 到千分之幾歐姆。 3.端電壓 充電 U=E+IR 放電 U=E-IR(二二)鉛蓄電池的主要電氣特性鉛蓄電池的主要電氣特性第9頁/共76頁10鉛蓄電池

3、放電曲線 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11t(h)2.01.51.00.50BUECADF極板附近及極板附近及孔隙中的電孔隙中的電解液濃度迅解液濃度迅速下降速下降 極板孔隙中的極板孔隙中的硫酸濃度與極硫酸濃度與極板外的濃度達板外的濃度達到一定值到一定值 孔隙內硫酸孔隙內硫酸迅速下降迅速下降 擴散擴散作用作用 極板極板硬化硬化第10頁/共76頁11鉛蓄電池充電曲線0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14t(h)2.62.42.2a2.01.8bcdeUE第11頁/共76頁12蓄電池的額定容量 是指充足電的蓄電池在15時以10小時放電電流放電，放電到終了電

4、壓時電池放出的總電量。額定容量單位：額定容量單位：安培小時安培小時(Ah) ，簡稱，簡稱安時安時第12頁/共76頁13不同放電電流的放電特性 0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 102.02.01.81.81.61.61.41.41.21.23A(10h)放放電電時時間間( (h h) )第13頁/共76頁14溫度對放電 電流的影響2 2. .0 01 1. .8 81 1. .6 60 0 2 2 4 4 6 6 8 8 1 10 0- -5 50 0- -2 25 50 0+ +2 25 5放放電電時時間間( (h h) )第14頁/共76頁15容量與放電電流間的關系曲線 100

5、200 300 4003020100放電電流(A)第15頁/共76頁16鉛蓄電池使用注意事項 地面通電不允許使用飛機蓄電池；每次飛行前，應對飛機蓄電池進行電壓檢查，用雙倍額定電流放電時，蓄電池的電壓不應低于其額定值； （1 1、確信飛機上有蓄電池；2 2、容量在75%75%以上） 禁止用蓄電池進行長時間大電流放電或過量放電。第16頁/共76頁17鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池 第17頁/共76頁18鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池鎘粉鎘粉(Cd) 氫氧化鎳氫氧化鎳Ni(OH)3 第18頁/共76頁19鎘鎳蓄電池鎘鎳蓄電池 放電 2Ni(OH)3 + 2KOH +Cd = = = 2Ni(OH)2 + 2KOH +C

6、d(OH)2 +電能 正極 電解液 負極 充電 正極 電解液 負極鎘鎳蓄電池在充放電過程鎘鎳蓄電池在充放電過程中，電解液中的氫氧化鉀中，電解液中的氫氧化鉀并無增減，故并無增減，故電解液的密電解液的密度和液面高度幾乎不變度和液面高度幾乎不變 第19頁/共76頁20過熱損壞的鎳鎘蓄電池第20頁/共76頁21幾種蓄電池性能比較 電池種類電動勢(V)平 均工 作電 壓(V)終 止電 壓(V)電 解液 性質比能量(Wh/kg)容量輸出效率(%)荷電濕擱置性能鉛酸電池2.12.22.01.7酸性105080901 個 月 ，容 量 降30%鎳鎘電池1.351.21.1堿性154075856個月，容量降25

7、%40%鋅銀電池1.61.81.41.3堿性60160956個月，容量降15%25%第21頁/共76頁222-2飛機直流發(fā)電飛機直流發(fā)電機機 第22頁/共76頁23 飛機直流發(fā)電機的功用將將機械能機械能轉換為轉換為直流電能直流電能。是中、小型飛機的主電源。是中、小型飛機的主電源。第23頁/共76頁24一、直流發(fā)電機的主要組成( (DC generator)DC generator) 定子轉子電刷裝置 第24頁/共76頁25直流發(fā)電機第25頁/共76頁26直流發(fā)電機引引線線組組件件電電容容器器夾夾子子接接線線柱柱火火花花抑抑制制盒盒接接線線蓋蓋密密封封滾滾珠珠軸軸承承帶帶窗窗孔孔的的帶帶與與驅驅

8、動動端端相相對對的的端端架架夾夾板板端端蓋蓋擋擋蓋蓋轉轉軸軸和和板板組組件件轉轉軸軸花花鍵鍵軸軸承承支支承承架架磁磁軛軛和和激激磁磁線線圈圈電電樞樞電電刷刷滾滾珠珠軸軸承承第26頁/共76頁27直流發(fā)電機標稱電壓為30V（對應的電網電壓一般為28V） 額定容量為3、6、9、12和18kW 6kW及其以上者有直流發(fā)電機和直流起動發(fā)電機兩種 第27頁/共76頁28二、直流發(fā)電機工作原理二、直流發(fā)電機工作原理線圈切割磁力線產生線圈切割磁力線產生交變電動勢交變電動勢 利用整流子把交變電動勢變?yōu)槔谜髯影呀蛔冸妱觿葑優(yōu)槊}動電動勢脈動電動勢 增加線圈匝數和整流片片數，可得較大、較平穩(wěn)的增加線圈匝數和整流

9、片片數，可得較大、較平穩(wěn)的直流電動勢直流電動勢 E = KEn 第28頁/共76頁29直流發(fā)電機的基本工作原理直流發(fā)電機的基本工作原理 b bc ca ad de en nB BA AN NS S+ +_ _換換向向器器磁磁極極eOt第29頁/共76頁直流發(fā)電機用右手定則判用右手定則判感應電動勢感應電動勢Ea的方向的方向U+NSEEIa電樞繞組電樞繞組電阻電阻RanKEE感應電動勢感應電動勢aaRIEU輸出電壓輸出電壓第30頁/共76頁31直流發(fā)電機的電動勢E=KEn發(fā)電機發(fā)電機電動勢電動勢發(fā)電機發(fā)電機轉速轉速每磁極每磁極下磁通下磁通結構結構常數常數第31頁/共76頁32并勵式直流發(fā)電機自激發(fā)

10、電條件并勵式直流發(fā)電機自激發(fā)電條件 發(fā)電機的磁極要有剩磁勵磁電流產生的磁場方向與剩磁場的方向相同勵磁電路的電阻不能過大最低轉速不得低于某臨界值第32頁/共76頁33磁通磁通電動勢電動勢端電壓端電壓勵磁電流勵磁電流勵磁勵磁并勵式直流發(fā)電機自激發(fā)電條件 第33頁/共76頁34三、整流式直流發(fā)電機三、整流式直流發(fā)電機 直流發(fā)電機由于具有電刷和換向器，限制了它的高空性能和可靠性，整流式直流發(fā)電機可以有效地克服這些缺點。第34頁/共76頁35整流式直流發(fā)電機分類變頻交流發(fā)電機整流（有刷）無刷直流發(fā)電機第35頁/共76頁36變頻交流發(fā)電機整流（有刷）NNNNNNSSSSSS滑滑環(huán)環(huán)交交流流發(fā)發(fā)電電機機 轉

11、轉子子和和勵勵磁磁繞繞組組電電壓壓調調節(jié)節(jié)器器勵勵磁磁繼繼電電器器控控制制開開關關蓄蓄電電池池或或外外接接電電源源至至用用電電設設備備第36頁/共76頁37無刷直流發(fā)電機的種類電磁式無刷直流發(fā)電機永磁式無刷直流發(fā)電機第37頁/共76頁38電磁式無刷直流發(fā)電機NS主發(fā)電機主發(fā)電機副勵磁機副勵磁機勵磁機勵磁機旋轉整流器旋轉整流器輸出整流輸出整流濾波電路濾波電路+ +- -第38頁/共76頁39永磁式無刷直流發(fā)電機整整流流電電路路雙雙Y Y電電樞樞繞繞組組輸輸出出整整流流濾濾波波電電路路發(fā)發(fā)電電機機永永磁磁轉轉子子+ +第39頁/共76頁40空載特性和調節(jié)特性曲線204060801002468101

12、2149000rpm6000rpm4000rpm4 8 12 16 2000 100 200300400 500勵磁電流I勵磁電流If f(A)(A)電壓E(V)電壓E(V)勵磁電流I勵磁電流If f(A)(A)電流I(A)電流I(A)9000rpm6000rpm4000rpm空載特性曲線空載特性曲線第40頁/共76頁41空載特性和調節(jié)特性曲線2040608010024681012149000rpm6000rpm4000rpm4 8 12 16 2000 100 200300400 500勵磁電流I勵磁電流If f(A)(A)電壓E(V)電壓E(V)勵磁電流I勵磁電流If f(A)(A)電流I

13、(A)電流I(A)9000rpm6000rpm4000rpm空載特性曲線空載特性曲線調節(jié)特性曲線調節(jié)特性曲線第41頁/共76頁42外特性曲線電電流流I I( (A A) )U UN N0 08 80 06 60 04 40 02 20 00 02 20 00 0 4 40 00 0 6 60 00 0 8 80 00 0 1 10 00 00 0電電流流I I ( (A A ) )不帶調壓器不帶調壓器帶調壓器帶調壓器第42頁/共76頁4312kW起動發(fā)電機性能參數序號序號項項 目目參參 數數1 1額定電壓額定電壓 V V30302 2額定電流額定電流 A A4004003 3額定功率額定功率

14、kW kW12124 4轉速范圍轉速范圍 rpm rpm7200720012000120005 5過載能力過載能力133% 2133% 2minmin200% 5sec200% 5sec6 6過速能力過速能力 rpm rpm14000 5min14000 5min發(fā)發(fā)電電機機工工作作狀狀態(tài)態(tài)7 7效效 率率70%70%8 8起動電壓起動電壓 V V30309 9起動次數起動次數3 3 起動起動3 3 次后間歇次后間歇3030minmin1010最小起動力矩最小起動力矩 kgkgm m2.842.841111最小力矩最小力矩 kgkgm m206220621212懸掛力矩懸掛力矩 kg kgm

15、m2.022.021313重量重量 kgkg14.414.4電電動動機機工工作作狀狀態(tài)態(tài)1414工作環(huán)境溫度工作環(huán)境溫度 -55-55+121+121第43頁/共76頁442-3 直流發(fā)電機的電直流發(fā)電機的電壓調節(jié)壓調節(jié)第44頁/共76頁45引 言U = KEn - I R發(fā)電機發(fā)電機端電壓端電壓發(fā)電機發(fā)電機電樞電阻電樞電阻負載負載電流電流問：問：如果不采取措施，在飛行中發(fā)電機的如果不采取措施，在飛行中發(fā)電機的端電壓端電壓能能否保持恒定否保持恒定？為什么？為什么？第45頁/共76頁46電壓調節(jié)器功用：在一定條件下自動保持發(fā)電機端電壓基本恒定。電壓調節(jié)器簡稱調壓器第46頁/共76頁47電壓調節(jié)器

16、第47頁/共76頁48外特性曲線電電流流I I( (A A) )U UN N0 08 80 06 60 04 40 02 20 00 02 20 00 0 4 40 00 0 6 60 00 0 8 80 00 0 1 10 00 00 0電電流流I I ( (A A ) )不帶調壓器不帶調壓器帶調壓器帶調壓器第48頁/共76頁49炭片式調壓器第49頁/共76頁50炭片式調壓器的主要組成炭堆(炭柱)電磁鐵固定在電磁鐵上的六角彈簧(或板式控制彈簧)第50頁/共76頁51炭片式電壓調節(jié)器原理電路碳堆碳堆壓力板式控制彈簧線圈鐵芯銜鐵最大值轉/分+-直流發(fā)電機負載調節(jié)設定值R R調調第51頁/共76頁

17、52碳堆碳堆壓力板式控制彈簧線圈鐵芯銜鐵最大值轉/分+-直流發(fā)電機負載調節(jié)設定值R R調調發(fā)電機轉速增加或負載減小發(fā)電機轉速增加或負載減小電磁鐵線圈磁場電磁鐵線圈磁場增強增強電磁鐵吸力電磁鐵吸力增大增大碳柱上的壓力碳柱上的壓力減小減小碳柱的電阻值碳柱的電阻值增加增加發(fā)電機勵磁電流發(fā)電機勵磁電流減小減小發(fā)電機勵磁磁場發(fā)電機勵磁磁場減弱減弱發(fā)電機輸出電壓發(fā)電機輸出電壓降低降低恢復到額定值恢復到額定值發(fā)電機輸出電壓發(fā)電機輸出電壓升高升高第52頁/共76頁53注意事項1、炭片調壓器只能相對地使發(fā)電機電壓恒定，而不能絕對地將電壓保持在某一數值。2、上述調節(jié)過程只有當發(fā)電機轉速在正常工作范圍內和發(fā)電機的負

18、載不超過額定值時才能發(fā)生。第53頁/共76頁54晶體管電壓調節(jié)器第54頁/共76頁55晶體管電壓調節(jié)器第55頁/共76頁56晶體管電壓調節(jié)器G檢測比較電路波形變換電路整形放大電路控制執(zhí)行電路WE基準電壓第56頁/共76頁57功率管與發(fā)電機勵磁繞組的連接圖 G(a)(b)it2it1itavtonTieWeReDTutonTtttoffUeIe第57頁/共76頁58晶體管調壓器調壓原理：晶體管調壓器的末級晶體管工作于開關狀態(tài)，通過改變末級晶體管的導通比來調節(jié)發(fā)電機勵磁電流，從而保持發(fā)電機電壓基本恒定。 第58頁/共76頁59晶體管調壓器的優(yōu)點體積小重量輕 性能穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)誤差小動態(tài)品質高電壓調節(jié)范圍

19、大第59頁/共76頁60碳堆碳堆壓力板式控制彈簧線圈鐵芯銜鐵最大值轉/分+-直流發(fā)電機負載調節(jié)設定值R R調調 思考：思考：發(fā)電機發(fā)電機轉速轉速降低降低或或負載負載增大增大，調壓過程是怎樣的？調壓過程是怎樣的？第60頁/共76頁61碳堆碳堆壓力板式控制彈簧線圈鐵芯銜鐵最大值轉/分+-直流發(fā)電機負載調節(jié)設定值R R調調發(fā)電機發(fā)電機轉速降低轉速降低或或負載增大負載增大電磁鐵線圈磁場電磁鐵線圈磁場減弱減弱電磁鐵吸力電磁鐵吸力減小減小碳柱上的壓力碳柱上的壓力增大增大碳柱的電阻值碳柱的電阻值減小減小發(fā)電機勵磁電流發(fā)電機勵磁電流增大增大發(fā)電機勵磁磁場發(fā)電機勵磁磁場增強增強發(fā)電機輸出電壓發(fā)電機輸出電壓升高升高恢復到額定值恢復到額定值發(fā)電機輸出電壓發(fā)電機輸出電壓降低降低第61頁/共76頁622-4 直流電源的控制與保護直流電源的控制與保護第62頁/共76頁63控制與保護主電源的控制應急電源的控制地面電源的控制起動發(fā)電機的控制 發(fā)電機反流保護過電壓與過勵磁保護發(fā)電機反極性保護過載保護短路保護控制控制保護保護第63頁/共76頁64反流保護反流：流入發(fā)