Системы электроснабжения воздушных судов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент по авиации

Министерства транспорта и коммуникации Республики Беларусь

Минский государственный высший авиационный колледж

Кафедра ТЭАО

Контрольная работа

по дисциплине: Системы электроснабжения воздушных судов

Специальность: «Техническая эксплуатация авиационного оборудования (приборное и электросветотехническое оборудование)»

Вариант18

студента группы ЗПВ107

Рыжко Дмитрия Александровича

Минск-2012 г.



Содержание

Электрическая схема системы СПЗС3Б30, её работа при включении генераторов ГТ30НЖЧ12 в сеть самолета и отключении их от сети

Устройство аккумуляторной батареи 20НБН-25

Выпрямительное устройство ВУ-6Б,его назначение, устройство и принцип работы

Список используемых источников



Электрическая схема системы СПЗС3Б30, её работа при включении генераторов в сеть самолета и отключении их от сети

Первичная система электроснабжения трехфазного переменного тока напряжением 200/115В частотой 400Гц

Имеет шифр СПЗСЗБЗО, что означает :

СП3- система переменного трехфазного тока;

С - стабилизированная частота;

3Б - трехканальная, беспараллельная работа;

30 - мощность каждого канала в кВА

Назначение системы - обеспечить надежное питание систем и обрудования самолета током следующего напряжения и частоты:

- трехфазного 200В 400Гц;

- однофазного 115В 400Гц;

Питание вторичных систем электроснабжения.

В состав системы входят:

- источники переменного тока;

- распределительная сеть;

- элементы управления и приборы контроля.

Источники переменного тока

Генераторы ГТ30НЖЧ12 (3 шт. )

Назначение: служат основными источниками переменного тока. Установлены по одному на основных двигателях: левый, средний, правый - соответственно двигателям.

Технические данные:

- номинальное выходное напряжение - 3ф 208/120В;

- частота - 400Гц;

- мощность - 30 кВА.

Ротор генератора приводится во вращение ротором двигателя через редуктор и привод постоянных оборотов (ППО), который обеспечивает постоянство частоты вращения ротора генератора (12000 об/мин) при изменении режима работы двигателя от малого газа ("МГ") до максимального. ППО - гидромеханический и образует с генератором единый агрегат - генератор - привод ГП-21 с общей масляной полостью. Охлаждается генератор маслом, циркулирующим в ГП-21. С редуктором двигателя ГП-21 соединяется специальным устройством, которое при неисправности ГП-21 позволяет произвести их механическое расцепление. Устройство расцепления включается автоматически или вручную.

Автоматическое расцепление ГП-21 производится по сигналам датчиков: аккумуляторная батарея выпрямительное устройство

при повышении температуры масла ГП-21 выше допустимой;

при повышении частоты вращения генератора более 14 500об/мин.

Вручную расцепление производится выключателями ГП-21 на панели " Электросистема" верхнего пульта.

Падение давления масла в ГП-21 ниже допустимого или меньше 10±0,6кгс/м2 или повышение его температуры выше +140° допустимой сигнализируется желтыми светосигнализаторами "отказ ГП- 21" на панели "Электросистема" верхнего пульта.

Внимание! Сочленение ГП-21 с редуктором двигателя после расцепления можно произвести только на земле устройством сочленения на двигателе.

Совместно с каждым генератором работает пyскорегулирующая аппаратура, блоки которой выполняют следующие функции:

а) Б3УСП376Т - блок защиты и управления: автоматически включает возбуждение генератора, если частота вращения его ротора соответствует частоте переменного тока 370-380 Гц.

автоматически включает генератор в сеть при напряжении на его выходе более 101-107В

автоматически отключает генератор в следующих случаях:

частота выше 420-430Гц или ниже 370-380 Гц с выдержкой 4±0,6с;

частота выше 4б5-480Гц или ниже 320-335Гц без выдержки времени;

напряжение выше 127-133В с выдержкой 0,5±0,15с;

напряжение ниже 101-107В с выдержкой 6±0,9с;

короткое замыкание в генераторе или на его фидере - мгновенно.

б) БРН120Т5А - блок регулирования напряжения:

автоматически регулирует выходное напряжение генератора в пределах 117±2В.

в) БТТ - 30БТ - блок транформаторов тока : - обеспечивает дифферинциальную защиту генератора и его фидера (проводки от генераторов до ЦРУ) от коротких замыканий. Работает совместно с блоками трансформаторов тока на генераторах БТТ-ЗБТ.

Блок БЗУ и БРН установлены на общих рамах РМБ-1Б в техническом отсеке 59 шпангоута: для левого генератора - слева, для среднего и правого - справа. БТТ-3ОБТ установлены в ЦРУ соответствующих генераторов.

Рисунок 1.1

Включение основных генераторов

Основные генераторы включить после выхода соответствующих

двигателей на режим малого газа.

Включить выключатель соответствующего генератора на верх¬нем пульте. При этом в БЗУ поступает разрешающий сигнал, и при нормальных параметрах генератора, по сигналу БЗУ через 6-8 сек. генератор автоматически включается на свой канал. При этом гаснет желтый светосигнализатор "ОТКАЗ" над выключателем генератора.

Если до этого сеть получала питание от аэродромного источни¬ка питания или генератора ВСУ, то канал включенного генератора отключается от этих источников. Если сеть питания не получала, то от включенного генератора питается вся сеть.

После включения каждого генератора проверить его напряже¬ние и частоту, устанавливая переключатель "ШИНЫ" в положения ЦРУ соответствующих генераторов и переключатель фаз - в положения "А", "В", "С".

Примечание: напряжение и частота основных генераторов не регламентируются, т.к. при отклонении параметров за пределы допустимых блок защиты БЗУ автоматически отключит неисправный генератор. После включения всех генераторов отключить РАП или генератор ВСУ (если они работали) и проверить напряжение на всех РУ и аварийных шинах РУ 115В №1.

В полете контролировать работу системы через каждый час, но не менее двух раз за полет, если его продолжительность менее часа.

Включение преобразователя Г10С-1000А(Схема №5)

ПОС-1000А используется на земле при заправке, запуске ВСУ, запуске и останове основных двигателей, если нет других источников переменного тока. В полете ПОС-1000А используется как аварийный источник при отказе всех генераторов или отказе основного и резервного питания РУ 115В №1.

Переключатель управления "АВАР. 115В" - на верхнем пульте под колпачком. Нормальное положение - "АВТОМ."

Предусмотрено ручное и автоматическое включение ПОС- ЮООА:

а) Ручное включение производится при необходимости установкой переключателя управления в положение "РУЧН." В этом случае ПОС-1000А работает независимо от наличия других источников переменного тока и положения самолета. Цепь ручного включения питается через АЗРГК-2 "АВАР. 115, 36 В РУЧН." на левой панели АЗР.

б) Автоматическое включение производится автоматами АПШ-ЗМ при отказе питания РУ 115В №1 и №2 только в полете. Автоматическое включение на земле блокируется при обжатии левой амортизационной стойки.

Для проверки автоматического включения ПОС-1000А на земле на правом пульте имеется кнопка "КОНТРОЛЬ АВТОМАТИКИ ВКЛЮЧЕНИЯ АВАР. ИСТОЧНИКОВ-', при нажатии которой снимается блокировка по обжатию аморт. стойки.

Проверку производить при обесточенной сети переменного тока (до запуска ВСУ и включения РАП переменного тока). Цепь автоматического включения питается через АЗРГК-2 "АВАР. 115,36В АВТОМ." в РУ 27В. При включении ПОС-1000А (ручном или автоматическом) горит зеленый светосигнализатор "АВАР. 115В ВКЛЮ-ЧЕНО" на верхнем пульте. Если ПОС-1000А работает, то авариные шины РУ 115В №1 отключены от основных шин и питаются от ПОС-1000А.

Напряжение и частота контролируются по приборам "115В" на правом пульте в положениях переключателя "ШИНЫ" - "ПОС", или "АВАР.ШИНЫ". При этом на каждой шине А,В,С одна и та же фаза, поэтому показания одинаковы. Допускается напряжение 115±2В, частота 400Гц.

Рисунок 1.2. (Схема включения основных генераторов)

Устройство аккумуляторной батареи 20НБН-25

Принцип действия никель-кадмиевых аккумуляторных батарей основан на электрохимической системе

(+) (-)

NiOOH | КОН | Cd.

Активным веществом отрицательного электрода является губчатый кадмий В качестве электролита используется водный раствор едкого калия (КОН) плотностью у =1,2 г/см3 с добавлением на 1 л раствора 20 г моногидрата гидроокиси лития LiOH-Н2O

Первичным активным веществом положительного электрода является моногидрат окиси никеля NiOOH.

При пропитке раствором электролита на положительном электроде образуется гидроксид никеля

NiOOH + Н20 = Ni(OH)3

В последующих электрохимических реакциях трехвалентный никель восстанавливается до двухвалентного в соответствии с уравнением

2Ni(0H)3 + КОН + Cd - 2Ni(OH)2 + КОН + Cd(OH)2

Отсюда следует, что электролит не вступает в реакцию с активными веществами электродов и плотность его не зависит от степени разряженности аккумуляторов, как и у серебряно-цинковых аккумуляторных батарей.

На ЛA наиболее широкое применение получили никель- кадмиевые аккумуляторные батареи типа 20 НКБН-25. Буквы в наименовании батареи означают: НК -- никель-кадмиевая; Б -- безламельная; Н -- намазная (активная масса в процессе изготовления электродов намазывается на сетку из никелевой проволоки, после чего она спекается в специальных печах).

Общий вид никель-кадмиевой аккумуляторной батареи приведен на рисунке 2.1.

Батарея состоит из 20 аккумуляторов 1, помещенных в два ряда в металлический контейнер 2 с крышкой 3. Между рядами аккумуляторов устанавливается перегородка из стеклотекстолита. Соединение аккумуляторов в батарее осуществляется с помощью перемычек 5. Токоотводы батареи выведены на розетку штепсельного разъема 6.

Конструкция аккумуляторов подобна конструкции СЦК-45. Каждый из аккумуляторов содержит несколько разнополярных пластин, чередующихся между собой и соединенных в блоки электродов с помощью гибких проводников. В связи с тем, что соединения Ni(OH)3, Ni(ОН)2 и Cd(OH)2 имеют желеобразную структуру, положительные пластины для защиты от разбухания и оползания помещаются в мешочки из капроновой ткани, а отрицательные -- из щелочестойкой бумаги, являющейся сепаратором.

Рисунок 2.1. Общий вид аккумуляторной батареи типа 20 НКБН-25

Сосуды аккумуляторов изготавливаются из полиамидной смолы. Электролит заливают через отверстие в верхней части сосуда, которое в процессе эксплуатации батареи закрыто пробкой 7 (см. рис. 2.1) с резиновым клапаном. Клапан, оттарированный на избыточное давление (0,2...0,4)*105Па, предотвращает выливание электролита при эволюциях и защищает сосуд от раздутия при больших перепадах давления. Уровень электролита в аккумуляторах контролируется по меткам, нанесенным на боковых стенках сосудов, для чего в боковых стенках контейнера батареи имеются окна.

Электродвижущая сила никель-кадмиевого аккумулятора при нормальной плотности электролита у = 1,20 г/см3 составляет 1,36 В и не зависит от степени разряженности аккумулятора, поскольку электролит является только катализатором электрохимической реакции и плотность его остается постоянной.

При изменении температуры электролита b от --10°С до + (35...45)°С ЭДС остается практически постоянной, но при более высокой температуре электролита ЭДС уменьшается (рисунок 2.2).

Внутреннее омическое сопротивление авиационных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей сравнимо по величине с сопротивлением свинцовых батарей, что позволяет их использовать в стартерном режиме.

На полное внутреннее сопротивление батарей существенное влияние оказывает температура электролита, что обусловлено в основном поляризацией аккумуляторов. С уменьшением температуры внутреннее сопротивление батареи увеличивается.

Рисунок 2.2. Зависимость ЭДС никель-кадмиевого аккумулятора от температуры электролита

Напряжение никель-кадмиевых 'батарей зависит от величины тока и температуры электролита, что обусловлено изменением внутреннего сопротивления, но от степени разряженности батарей практически не зависит.

Таким образом, ни величина ЭДС, ни уровень напряжения не могут служить основанием для определения степени разряженности аккумуляторных батарей в процессе их эксплуатации. По напряжению можно лишь приближенно оценить состояние никель-кадмиевой аккумуляторной батареи -- считают, что она имеет достаточный для полета запас емкости, если при разряде током 10 /ном напряжение на ее зажимах не ниже 23,5... 24,0 В.

За номинальный ток разряда никель-кадмиевых батарей принимают ток 2,5-часового режима разряда (для батарей 20 НКБН-25 Iном =10 А).

Емкость никель-кадмиевых батарей в меньшей степени зависит от тока разряда, чем емкость свинцовых и серебряно цинковых батарей . Удельная емкость авиационных никель-кадмиевых батарей составляет 1,1...1,3 А*ч/кг.

Коэффициент отдачи по емкости при нормальном заряде составляет (65...70'%), коэффициент отдачи по энергии -- около 50%.

Саморазряд никель-кадмиевых батарей обусловлен рядом факторов, главным из которых является протекание окислительных процессов отрицательного электрода: химически активный кадмий в присутствии щелочи КОН вступает в реакцию с водой, образуя нерастворимое основание.

Cd + 2H20>Cd(OH)2 + H2^

Саморазряд особенно интенсивно происходит после заряда батарей: в течение первых 3...4 суток саморазряд составляет до 1,5%, а затем через 10...15 суток снижается до 0,5% и в дальнейшем остается практически постоянным.

Гарантийный ресурс никель-кадмиевых батарей типа 20 НКБН-25 в настоящее время составляет 3 года. По истечении гарантийного ресурса батареи этого типа эксплуатируются по техническому состоянию до тех пор, пока их емкость, показываемая на контрольно-тренировочном цикле, не станет меньше 21 А*ч.

Основным недостатком никель-кадмиевых аккумуляторных батарей является то, что при длительной параллельной работе с генераторами постоянного тока и выпрямительными устройствами они могут при определенных условиях входить в режим так называемого «теплового разгона».

Рисунок 2.3

Выпрямительное устройство ВУ-6Б, его назначение, устройство и принцип работы

ВУ предназначено для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный и для питания силовых установок в самолетных сетях.

В сети постоянного тока устройство может быть использовано:

- при одиночной работе и работе параллельно с аккумуляторной батареей;

- при параллельной работе нескольких устройств как между собой, так и с аккумуляторными батареями.

Устройство применяется в различных климатических условиях, включая тропические. Охлаждение устройства воздушное, принудительное, осуществляемое с помощью встроенного вентилятора.

Технические данные:

- номинальное напряжение питания Зф 200В

- частота 400Гц

- номинальный потребляемый ток 25А

- номинальное выходное напряжение 28,5В

- номинальный ток нагрузки 200А

- Допустимые перегрузки: 300А - не более 2 мин.

400А - не более 5 сек.

Диапазон изменения напряжения на выходе устройства при изменениях напряжения питания в пределах 210 - 200 В, частоты в пределах 400Гц - 5% и нагрузки в пределах 20 - 200А - от 30 до 25В при всех условиях. Перегрузочная способность устройства (при всех условиях):

- при токе нагрузки 300А (в течение 2 мин.) напряжение на выходе не менее 22В.

Максимальное напряжение на выходе устройства при напряжении питания 210В, частоте 400Гц ± 5%, токе нагрузки 2А - не более 31В при всех условиях.

Выходное напряжение постоянного тока при напряжении питания 206В, частоте 400Гц и нормальной температуре окружающей среды при питании от генератора ГТ40ПЧ6:

- при токе нагрузки 2А не более 30,5В;

- при токе нагрузки 20А не более 29,5В;

- при токе нагрузки 200А не более 27,2В;

- при токе нагрузки 300А не менее 24,6В (в теч.мин.).

Ток холостого хода при напряжении 210В и частоте 400Гц - не более 5А.

При токе нагрузки 200А, напряжения 210В и частоте 400Гц после проведения теплового режима потребляемый устройством ток - не более 25А.

КПД устройства - не менее 0,82.

Пульсация выходного напряжения - не более 8% от номинального значения напряжения на выходе устройства. Режим работы - продолжительный.

Каждое ВУ-6Б состоит из трехфазного понижающего трансформатора, трехфазного выпрямителя, вентилятора, фильтров помех и работает совместно с дифферинциально-минимальным реле ДМР- 200ВУ.

Рисунок 3.1 (подключение ВУ-6Б)

ДМР-200ВУ установлены в РУ ВУ (рядом с ВУ-6Б) и выполняют следующие функции :

- включают ВУ в сеть постоянного тока при выходном напряжении ВУ более 24В

- автоматически отключают ВУ от сети постоянного тока при обратном токе более 15-35А

- сигнализируют отказ ВУ ( на земле - при отключении ВУ от сети постоянного тока, а в полете - при нагрузке на ВУ менее 15А).

При отключении ВУ обратным током ДМР-200ВУ блокирует ся системой постоянных магнитов и повторное включение ВУ возможно только после разблокировки ДМР-200ВУ. Разблокировка производится нажимными переключателями ДМР под колпачками на правом пульте нажатием в положение "ВОЗВРАТ" (при наличии питания в сети постоянного тока). Положение переключателей "КОНТРОЛЬ" служит для проверки ДМР (при этом имитируется протекание обратного тока). Внимание. Переключатели контроля и возврата ДМР используются только на земле техническим составом при обслуживании самолета.

Рисунок 3.2



Список используемых источников

Электрооборудование самолета Як-42; Уланов Л.Г.; Ростов-на-Дону, 1997 г.

Системы электроснабжения летательных аппаратов; Зонтов В.М., Куприн Б.В.; ВВИА Н.Е. Жуковского 1988 г.

1. Размещено на www.allbest.ru