飞机电子设备原理飞机电子设备原理 第九章第九章 飞机电气系统飞机电气系统 飞机直流供电系统由飞机直流电源系统和飞机直飞机直流供电系统由飞机直流电源系统和飞机直流输配电系统两部分构成流输配电系统两部分构成汇流条汇流条蓄电池蓄电池用电设备用电设备发电机发电机搭铁线搭铁线第一节第一节 飞机直流供电系统飞机直流供电系统 直流电源系统是飞机上直流电能产生、调节、控直流电源系统是飞机上直流电能产生、调节、控制、保护及变换部分的总称，它是由产生电能的设制、保护及变换部分的总称，它是由产生电能的设备到汇流条间的部分备到汇流条间的部分 直流输配电系统是将直流电能合理、安全输送到直流输配电系统是将直流电能合理、安全输送到用电设备上部分的总称，它是电源汇流条到用电设用电设备上部分的总称，它是电源汇流条到用电设备端部的部分备端部的部分 汇流条汇流条蓄电池蓄电池用电设备用电设备发电机发电机搭铁线搭铁线 一、直流发电机一、直流发电机 （一）功（一）功 用用 直流发电机是一种将机械能直流发电机是一种将机械能转换为直流电能的设备发电转换为直流电能的设备发电机装在发动机附件机匣上，发机装在发动机附件机匣上，发动机通过减速器和摩擦离合器动机通过减速器和摩擦离合器传动发电机。
传动发电机 （二）组（二）组 成成 直流发电机主要由定子、转直流发电机主要由定子、转子、电刷与换相器等三部分组子、电刷与换相器等三部分组成 （三）特（三）特 点点 1. 1.直流发电机的转速很高直流发电机的转速很高 2. 2.直流发电机都直流发电机都利用迎面气流进行通风冷却利用迎面气流进行通风冷却 3. 3.有些直流发电机还可作为直流电动机使用，用有些直流发电机还可作为直流电动机使用，用于起动航空发动机于起动航空发动机 4. 4.由于有电刷和换相器，直流发电机存在着换向由于有电刷和换相器，直流发电机存在着换向和电刷磨损问题和电刷磨损问题 （四）主要性能（四）主要性能 额定电压：额定电压：28.528.5V （电压公式（电压公式 U = CenΦ－－IRa）） 额定电流：有额定电流：有100100、、200200、、300300、、400400和和600600A多种多种 额定功率：有额定功率：有1.51.5、、3 3、、6 6、、9 9、、1212和和1818kW多种多种 二、航空蓄电池二、航空蓄电池 （一）功（一）功 用用 1. 1.当发电机由于故障而不能供电时，应急向维持当发电机由于故障而不能供电时，应急向维持飞机飞行所必需的用电设备供电。
飞机飞行所必需的用电设备供电 2. 2.对于装机容量不是很大的电源系统来说，当发对于装机容量不是很大的电源系统来说，当发电机负载电流很大时，协助发电机供电电机负载电流很大时，协助发电机供电 3. 3.在野战机场或不能提供地面电源等特殊的情况在野战机场或不能提供地面电源等特殊的情况下，作为起动电源起动发动机下，作为起动电源起动发动机 2.2.特特 点点 航空蓄电池是一种化学电源它能把电能转变为航空蓄电池是一种化学电源它能把电能转变为化学能储存起来，又能把化学能转变为电能供给用化学能储存起来，又能把化学能转变为电能供给用电设备使用电设备使用 3.3.分分 类类 航空蓄电池按电解液的性质不同，分为酸性蓄电航空蓄电池按电解液的性质不同，分为酸性蓄电池和碱性蓄电池两类酸性蓄电池有铅蓄电池，其池和碱性蓄电池两类酸性蓄电池有铅蓄电池，其电解液为稀硫酸碱性蓄电池有锌银蓄电池和镉镍电解液为稀硫酸碱性蓄电池有锌银蓄电池和镉镍蓄电池，它们的电解液都是氢氧化钾蓄电池，它们的电解液都是氢氧化钾 航空蓄电池按其用途不同，分为飞机蓄电池和地航空蓄电池按其用途不同，分为飞机蓄电池和地面蓄电池两种。
面蓄电池两种 4.4.主要技术数据主要技术数据 （（1 1）放电电压）放电电压 蓄电池向负载供电蓄电池向负载供电时，正极和负极之间时，正极和负极之间的电压，就是蓄电池的电压，就是蓄电池的放电电压的放电电压U=E－－IR 放电电压的大小与放电电压的大小与放电电流有关，放电放电电流有关，放电电流越大，放电电压电流越大，放电电压越低 （（2 2）容）容 量量 蓄电池的容量是指蓄电池从充足电状态，放电到蓄电池的容量是指蓄电池从充足电状态，放电到终了电压时所输出的电量，其单位为安培小时终了电压时所输出的电量，其单位为安培小时 容量受环境温度高低、放电电流大小等放电条件容量受环境温度高低、放电电流大小等放电条件的影响环境温度低、放电电流大，则容量小环境温度低、放电电流大，则容量小 蓄电池供电能力是有限的放电时，一旦把所贮蓄电池供电能力是有限的放电时，一旦把所贮存能量放光，它就不能继续供电存能量放光，它就不能继续供电 在有些飞机上，放置蓄电池的蓄电池舱装有加温在有些飞机上，放置蓄电池的蓄电池舱装有加温装置，使飞机在空中飞行时保持蓄电池恒温，以免装置，使飞机在空中飞行时保持蓄电池恒温，以免容量过低。
容量过低 三、发电机电压调节器三、发电机电压调节器 （一）功（一）功 用用 发电机电压公式发电机电压公式 U = CenΦ－－IRa （二）分（二）分 类类 振动式电压调节器振动式电压调节器 炭片式电压调节器炭片式电压调节器 晶体式电压调节器晶体式电压调节器 当发电机的转速当发电机的转速n、负载电流、负载电流I变化时，自动调节变化时，自动调节发电机激磁磁通发电机激磁磁通Φ，以保持发电机电压基本恒定以保持发电机电压基本恒定 （三）炭片电压调节器（三）炭片电压调节器FdFt （四）晶体管电调节压器（四）晶体管电调节压器 当脉冲信号为高电平时，开当脉冲信号为高电平时，开关管导通，发电机电压立即加关管导通，发电机电压立即加到激磁线圈两端到激磁线圈两端 当脉冲信号为高电平时，开当脉冲信号为高电平时，开关管截止，激磁关管截止，激磁线圈两端电压线圈两端电压立即减小到零立即减小到零WjDG+－－ 四、反流割断器四、反流割断器 在发电机电压高于机上电网电压一定数值时，接在发电机电压高于机上电网电压一定数值时，接通发电机的输出电路；在反流值达一定数值时，切通发电机的输出电路；在反流值达一定数值时，切断发电机的输出电路。
断发电机的输出电路 （一）功（一）功 用用汇流条汇流条蓄电池蓄电池用电设备用电设备发电机发电机搭铁线搭铁线 （二）磁电式反流割断器（二）磁电式反流割断器 （三）晶体式反流割断器（三）晶体式反流割断器汇流条汇流条蓄电池蓄电池用电设备用电设备发电机发电机搭铁线搭铁线 五、发电机过电压保护器五、发电机过电压保护器 过电压保护器的功用就是在过电压发生一定时间过电压保护器的功用就是在过电压发生一定时间内，迅速使发电机电压降下来，以防止过电压造成内，迅速使发电机电压降下来，以防止过电压造成的危害 发电机电压发电机电压U≥32≥32～～3333伏时伏时→→敏感元件输出控制信号敏感元件输出控制信号→→执行元执行元件动作并自锁件动作并自锁→→在激磁电路中串在激磁电路中串入电阻入电阻→→激磁磁通激磁磁通ΦΦ减小减小→→发电发电机电压机电压U降低 发电机电压正常时，过电压保发电机电压正常时，过电压保护器不动作，发电机正常激磁护器不动作，发电机正常激磁 六、二次电源六、二次电源 将直流电转变为具有一定电压和频率的交流电将直流电转变为具有一定电压和频率的交流电 （一）变流机（一）变流机 功用：将飞机上的功用：将飞机上的2727伏直流电转变成伏直流电转变成3636伏、伏、400400赫兹的三相交流电，或者转变成赫兹的三相交流电，或者转变成115115伏、伏、400400赫兹的赫兹的单相交流电。
单相交流电 组成：变流机主要由组成：变流机主要由直流电动机、交流发电直流电动机、交流发电机、调压调频装置、起机、调压调频装置、起动控制装置和离心开关动控制装置和离心开关等组成 （二）静止变流器（二）静止变流器 功用：应用半导体器件把直流电转换成恒定电压功用：应用半导体器件把直流电转换成恒定电压和恒定频率交流电目前，静止变流器正在逐步取和恒定频率交流电目前，静止变流器正在逐步取代飞机上使用的旋转式变流机代飞机上使用的旋转式变流机 组成：由直流组成：由直流变换电路、逆变变换电路、逆变换电路、内部电换电路、内部电源及辅助系统电源及辅助系统电路、驱动电路、路、驱动电路、控制系统等五部控制系统等五部分组成 115V/400Hz DC-DC DC-DC直流变换电路用来把直流变换电路用来把28V28V低压直流电变换成低压直流电变换成电压大约为电压大约为185V185V高压直流电高压直流电 DC-AC DC-AC逆变换电路用来把逆变换电路用来把185V185V高压直流电逆变为高压直流电逆变为115V/400HZ115V/400HZ的单相正弦交流电。
的单相正弦交流电115V/400Hz 内部电源电路可将内部电源电路可将28V28V直流电变成五组电压约为直流电变成五组电压约为±7.4V±7.4V的直流电，做为静止变流器的各个部分的电的直流电，做为静止变流器的各个部分的电源辅助系统为静止变流器故障显示处理系统辅助系统为静止变流器故障显示处理系统 驱动电路包括四组基本相同的电路，可分别驱动驱动电路包括四组基本相同的电路，可分别驱动DC-ACDC-AC逆变换电路的四只功率管逆变换电路的四只功率管 控制系统可产生多种脉宽调制波信号，供给控制系统可产生多种脉宽调制波信号，供给DC-DC-DCDC直流变换电路与直流变换电路与DC-ACDC-AC逆变换电路工作，还具有逆变换电路工作，还具有保护和反馈信号的综合处理等功能保护和反馈信号的综合处理等功能 第二节第二节 飞机交流供电系统飞机交流供电系统 一、直流供电系统的优点一、直流供电系统的优点 1. 1.容易实现多台发电机与蓄电池的并联供电，保容易实现多台发电机与蓄电池的并联供电，保证不中断供电，供电安全可靠证不中断供电，供电安全可靠 2. 2.直流电动机的起动和调速性能好，实现电气控直流电动机的起动和调速性能好，实现电气控制和操纵比较方便。
制和操纵比较方便 3. 3.直流发电机还可以作为起动电动机使用，一机直流发电机还可以作为起动电动机使用，一机两用可以减轻设备总重量两用可以减轻设备总重量 4. 4.由于电压低，各种有触头转换的控制设备制造由于电压低，各种有触头转换的控制设备制造容易，体积小，比较安全可靠容易，体积小，比较安全可靠 因此，在一些中小型飞机因此，在一些中小型飞机供电系统容量不大供电系统容量不大的情的情况下，低压直流供电系统得到了广泛的使用况下，低压直流供电系统得到了广泛的使用 二、交流供电系统的发展二、交流供电系统的发展 飞机直流电源系统存在难以克服的问题，使得交飞机直流电源系统存在难以克服的问题，使得交流电源系统得以发展流电源系统得以发展 1.1.直流供电系统容量不能满足飞机用电的要求直流供电系统容量不能满足飞机用电的要求 3.3.直流供电系统重量大直流供电系统重量大 4. 4.电能变换设备笨重、效率较低电能变换设备笨重、效率较低 2.2.直流供电系统不能满足飞机飞行的要求直流供电系统不能满足飞机飞行的要求 三、交流电源系统的形式三、交流电源系统的形式 （一）变频交流电源系统（一）变频交流电源系统发动机发动机发电机发电机 2.恒速恒频交流电源系统 (1)电磁机械式恒速传动装置 (2)液压机械式恒速传动装置 (3)气动机械式恒速传动装置 3.变速恒频交流电源系统 (三) 主要设备 1.交流发电机 用来产生200/115伏、400Hz交流电。
发动机恒装传动装置发电机频率变换装置发动机发电机 3.频率调节装置 通过对恒速传动装置输出转速进行调节，保持发电机电压的频率恒定 2.电压调节装置 用来调节发电机激磁磁通，自动保持发电机电压恒定 4.控制保护装置 控制发电机输出电路的通断 当发电机电压、频率达到规定数值时，接通发电机输出电路 在下列情况下，断开发电机输出电路: a.电压持续0.4－0.7秒高于220V； b.电压持续6±0.9秒低于180V； c.频率持续10±1.5秒低于380Hz或高于420Hz； d.发电机及其馈线短路 发动机从静止状态加速到慢车转速的过程，称为发动机的起动过程在这期间，先由外界动力装置把发动机加速到独立工作转速，再完全依靠发动机自身的动力将其加速到慢车转速 发动机起动控制的任务就是使发动机由静止状态加速到独立工作转速 第二节 发动机起动控制一、发动机起动电气控制的任务 二、主要电气设备 （一）起动机 起动机是动力装置，用来带动发动机转子加速旋转 1.起动电动机 作为起动机用，在发动机起动时，带动发动机转子加速转动。
2.起动发电机 有两种工作状态：起动发动机时，处于电动机状态；当发动机起动完毕进入慢车工作状态时，处于发电机状态 3.空气起动机 在发动机起动时，将气源的压力能转换为机械能，带动发动机转子转动 （二）起动引燃装置 起动引燃装置用于发动机起动时点燃燃烧室内的油气混合气它主要包括起动燃料设备、补氧设备和电点火设备 1.起动燃料设备起动燃料设备用来向起动点火器供给燃料 2.补氧设备补氧设备用来向点火器内补充氧气，增大混合气中的氧气成分，提高点火的可靠性 3.电点火设备电点火设备用来将点火器内的油气混合气点燃，它包括起动点火线圈和电咀 （三）起动控制装置 1.起动程序机构在起动发动机时，按照规定的程序控制起动机和起动附件的工作 2.起动箱起动发动机时，控制起动发电机的激磁电流，使起动发电机的输出功率以较大的速率增长，保证发动机起动时有较好的加速性，以达到顺利起动的目的 1.功 用 航空电咀用来产生火花，点燃混合气 (一) 航空电咀 2.种 类 火花电咀 电蚀电咀 半导体电咀 沿面电咀。
3.火花电嘴工作原理三、发动机的电点火 （二）电感式点火系统 1.功 用 将输入的直流电转换为高压脉冲电，使电嘴产生火花放电 2.工作原理 3.电容器的作用 4.电感式点火系统存在的问题 削弱触头间的火花和电弧，减小触头的损伤，增大次级线圈互感应电动势 火花能量小，一般在0.05焦耳以下，点火可靠性低 （三）高能点火系统 1.高能点火系统的主要优点 （1）电嘴上的火花能量大，可达0.2－20焦耳，点火可靠性高 （2）可直接点燃燃烧室内的混合气，不需要设置预燃室、起动燃料设备、起动补氧设备等 （3）可根据发动机特性，选择火花能量和火花持续时间 2.带振子变压器的高能点火系统工作原理 振子变压器B；滤波电路；储能电容器C4；整流器D；气体放电管G；扼流圈 L1；安全电阻 R1；限压电阻R2；半导体电BDZ。