Общие сведения о системах первичного электропитания средств радиолокации

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПВО

(филиал, г. Санкт-Петербург)

Кафедра №13

"У Т В Е Р Ж Д А Ю"

Начальник кафедры №13

полковник В.Калуга

"___" ___________ 2003 г.

Старший преподаватель кафедры № 13

подполковник В. Жуковский

ТЕКСТ ЛЕКЦИИ

для проведения занятия с курсантами 4 -го курса

по учебной дисциплине: "Устройство и эксплуатация

средств радиолокации”

Раздел I. Система электропитания СРЛ (СЭП)

Тема № 1.1 Устройство системы электропитания

Лекция № 1. Введение. Общие сведения о системах первичного электропитания средств радиолокации

Обсужден на заседании ПМК

Протокол №

от " " 2002 г.

Санкт - Петербург

2003 г.

УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ

Уяснить цель и порядок изучения дисциплины.

Изучить общие сведения о системах первичного электропитания.

Знать назначение, состав и принцип функционирования систем первичного электропитания по обобщенной структурной схеме.

ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ

Формировать и развивать у курсантов ответственное отношение к учебе и стремление в совершенстве освоить данную дисциплину.

В результате усвоения материала лекции курсанты должны:

ЗНАТЬ: Назначение, состав и принцип функционирования систем первичного электропитания по обобщенной структурной схеме.

ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ: О целях, структуре и порядке прохождения дисциплины.

Время: 2 часа. Место: учебная аудитория.

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Литература:

Василевский А.В. Устройство, эксплуатация и ремонт средств радиолокации. Станции электропитания. Конспект лекций. ВВКУРЭ ПВО. 1988 г, ДСП, инв. 1517, с.23…31

Наглядные пособия и ТСО: слайды, «Лектор-2000».

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ И РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ

№ п/п	Учебные вопросы	Время
1	Вводная часть	5
2	Основная часть Введение Цель, задачи и порядок изучения дисциплины Общие сведения о системах первичного электропитания РЛС. Назначение, состав и обобщенная структурная схема системы первичного электропитания Заключение	80 5 25 20 25 5
3	Заключительная часть	5

средство радиолокационный неисправность

ВВЕДЕНИЕ

Изучение любой дисциплины начинается с рассмотрения целей, задач и структуры дисциплины. Именно этому и посвящен первый вопрос лекции. Учебная дисциплина «Устройство и эксплуатация СРЛ» относится к военно-специальным дисциплинам, является профилирующей и завершает инженерную подготовку курсантов на основе изучения устройства и эксплуатации конкретных образцов СРЛ РТВ.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

Цель, задачи и порядок изучения дисциплины

Целью данной учебной дисциплины является завершение подготовки радиоинженеров с высшим военно-специальным образованием.

Основные задачи дисциплины:

дать курсантам знания по ТТХ, устройству, принципам функционирования и боевого применения основных образцов СРЛ РТВ в объеме необходимом для грамотной эксплуатации этой техники;

дать курсантам знания и практические навыки в изучении технической документации, необходимой для самостоятельного освоения новых образцов СРЛ;

привить курсантам практические навыки по поддержанию изучаемых базовых образцов СРЛ в готовности к боевому применению;

подготовить курсантов к организации эксплуатации и текущего ремонта изучаемых комплектов СРЛ;

развивать у курсантов инженерное, логическое мышление, необходимое для быстрого и эффективного поиска неисправностей в РЭА;

воспитывать у курсантов чувство гордости за службу в ВВС, веру в российское оружие, чувство ответственности за поддержание СРЛ РТВ в постоянной боевой готовности.

Основная часть учебного времени отводится на глубокое изучение принципов функционирования (в объеме структурных, функциональных схем систем и особенностей принципиальных схем отдельных элементов) и боевого применение и эксплуатации базовых (т.е. изучаемых в качестве основных образцов РЭТ) с отработкой практических вопросов в спецклассах и учебном центре БОУП. Такими базовыми РЛС для ваших учебных групп являются маловысотные РЛС 19Ж6, 35Н6 и ПРВ-16.

Основными видами занятий по нашей дисциплине являются лекции, групповые и практические занятия, а также самостоятельная работа под руководством преподавателя.

Структура и порядок прохождения дисциплины

Дисциплина изучается в 3-х семестрах (7, 8 и 9) и состоит из 5 разделов - всего отводится 506 часов (распределение по семестрам следующее: в 7 семестре изучаются 2 раздела: СЭП и РЛС 19Ж6, соответственно 30 и 210 часов, т.е. всего 240 часов)

В 8 семестре запланировано изучение РЛС 35Н6 и работа над курсовым проектом: всего 154 часа и в заключительном 9 семестре изучаются НРЗ «Пароль» (50 ч.) и ПРВ-16. В одной из учебных групп согласно специализации «Войсковые ремонтные органы» вместо ПРВ-16 будет изучаться подвижный ремонтный модуль «Момент».

Изучение дисциплины в каждом семестре заканчивается экзаменом, кроме того, в 8 семестре предусмотрена защита курсового проекта. Знания, полученные при изучении дисциплины в целом, курсанты применяют при написании дипломного проекта (работы) в 10 семестре. Опыт показывает, что лучше начать работу над дипломом заранее. Желательно уже в этом семестре определиться с руководителем и темой. В заключение 1-го вопроса лекции отметим, что из всего запланированных в 7 семестре 240 часов: 18 часов лекции, 152 часа групповые занятия, 58 часов практические занятия, 102 часа самостоятельная работа и 2-хчасовая контрольная работа после изучения темы 2.4. Перечень основной и дополнительной литературы, необходимой вам для изучения первого и второго разделов дисциплины будет выдан командирам учебных групп. Литература, необходимая для изучения других разделов будет указываться преподавателями перед началом каждого раздела.

Общие сведения о системах первичного электропитания РЛС

Современные средства радиолокации включают в себя сложные комплексы радиотехнического оборудования, потребляющего в процессе работы электрическую энергию.

Для обеспечения нормальной работы средств радиолокации необходимо электропитание с большим числом различных значений параметров тока и напряжений. В целях обеспечения полного и надежного функционирования средств радиолокации создаются системы электропитания, включающие в себя системы автономного питания и системы обеспечения питания от общей энергетической системы.

Агрегаты электропитания и электростанции являются сложными электромеханическими устройствами, применяющимися автономно, и поэтому знание их устройства и принципов работы имеет важное значение для обеспечения бесперебойного электропитания СРЛ.

Далее в лекции будут рассмотрены общие сведения о системах первичного электропитания, а также назначение, состав и обобщенная структурная схема системы первичного электропитания.

Для изучения темы № 1.1. отводится 18 часов, из них: эта лекция - 2 часа, групповые занятия 14 часов, самостоятельная работа 2 часа. Материал, изложенный на лекции, будет служить основой для изучения принципов построения и работы систем электропитания на групповых и практических занятиях.

Энергетические средства предназначены для бесперебойного и надежного снабжения электрической энергией радиоэлектронных систем в установленные сроки.

Основным требованием, предъявляемым к энергосредствам, является высокая надежность работы в сложных климатических условиях и высокое качество выдаваемой электроэнергии.

Это достигается использованием высоконадежных агрегатов, дублированием устройств электропитания, наличием резервных энергетических средств (электростанций или агрегатов питания).

Стабильность величины напряжения и частоты источников электропитания достигается применением устройств автоматической регулировки.

Для питания радиоэлектронной техники (РЭТ) в качестве первичного источника электрической энергии используется переменный ток, частоты 50 или 400 Гц.

Получают переменный ток от промышленной сети или от специальных агрегатов питания.

Питание от промышленной сети является удобным, однако не обеспечивает необходимой маневренности и надежности РЭТ, особенно в боевых условиях. Поэтому, как радиолокационные станции, так и автоматизированные системы управления имеют автономные агрегаты электропитания.

Под системой первичного электропитания (СЭП) СРЛ будем понимать совокупность устройств, обеспечивающих:

- производство электроэнергии в виде переменного тока;

- преобразование напряжения переменного тока одной величины в напряжении других величин;

- преобразование частоты;

- автоматическое поддержание требуемой величины напряжения;

- бесперебойность подачи электроэнергии;

- распределение электроэнергии между потребителями;

- защиту источников электропитания от длительных перегрузок и токов короткого замыкания.

Системы первичного электропитания СРЛ должны обеспечить высокую надежность и бесперебойность снабжения электроэнергией, стабильность параметров электроэнергии в различных условиях эксплуатации. Для питания радиоэлектронной техники, находящейся на вооружении РТВ ВВС электроэнергией используются следующие системы электропитания:

РЛК 5Н87 - 5С85; РЛС 55Ж6 - 50Э6; РЛС 22Ж6 - 39Х6;

РЛС 35Н6 - АД-30, ПСЧ-30, ЭСД-30; ПРВ-16 - 1Э9 (2 х АД-30);

РЛС 19Ж6 - 99Х6.

Основными источниками электрического тока в системах первичного электропитания средств радиолокации являются электростанции и агрегаты электропитания.

Агрегатом электропитания называется устройство, состоящее из приводного двигателя и сочлененного с ним электрического генератора, а также различных вспомогательных устройств, предназначенных для управления, контроля и регулирования режима работы, которые смонтированы на общей раме.

Электростанцией называется установка, состоящая из одного или двух агрегатов электропитания и дополнительного в зависимости от назначения электростанции оборудования, смонтированных на транспортном средстве или шасси, приспособленном для транспортирования.

Электростанции и агрегаты электропитания характеризуются следующими выходными параметрами: мощностью, напряжением, родом и частотой тока.

Диапазон мощностей электростанций и агрегатов электропитания, используемых для питания СРЛ РТВ - от 10 до 400 кВт.

Выходное напряжение электростанций и агрегатов электропитания переменного тока частотой 50 или 400 Гц, трехфазное или однофазное, величиной 230 В или 400 В.

К агрегатам электропитания СРЛ предъявляются следующие требования:

1. Мощность агрегата электропитания должна соответствовать мощности, потребляемой СРЛ.

2. Работоспособность агрегата электропитания с сохранением номинальных параметров электроэнергии вырабатываемой им, не должна нарушаться при температуре окружающей среды от -40 до +50 С и относительной влажности воздуха до 98%.

3. При колебаниях нагрузки от 0 до номинальной требуемое значение напряжения и частоты сохранять с определенной степенью точности.

4. Бесперебойное энергоснабжение потребителей обеспечивать на высотах над уровнем моря до 1000 м.

5. Обеспечивать надежную работу в различных метеоусловиях.

6. Обеспечивать быстроту развертывания и простоту обслуживания.

Агрегаты электропитания классифицируются:

1. По мощности:

малой мощности до 8 кВт;

средней мощности от 8 до 100 кВт;

большой мощности более 100 кВт.

2. По роду тока

переменного трехфазного тока промышленной частоты;

переменного трехфазного тока повышенной частоты;

переменного однофазного тока промышленной частоты;

переменного однофазного тока повышенной частоты;

постоянного тока.

По типу первичного двигателя:

дизельные; карбюраторные (бензиновые); газотурбинные.

По способу транспортирования:

переносные; передвижные; стационарные.

Промышленностью выпускаются агрегаты электропитания и электростанции, предусматривающие три степени автоматизации:

1-я - автоматическое поддерживание номинального режима работы, аварийная сигнализация и защита, время непрерывной работы до 24 часов без обслуживания, ручной пуск и включение на нагрузку.

2-я - первая степень и устройство для дистанционного и автоматического управления.

3-я - первая и вторая степени, а также автоматическая синхронизация включения на параллельную работу, оборудование для автоматизации вспомогательных устройств, время работы без обслуживающего персонала не менее 150 часов.

Агрегаты электропитания и электростанции принято обозначать сокращенно.

Например, сокращение АД-75-Т/400 означает:

АД - агрегат дизельный;

75 - мощность в кВт;

Т - трехфазный;

400 - вырабатываемое напряжение в вольтах.

Если больше обозначений нет, то частота тока - 50 Гц.

Сокращение АД- 30-Т/230 -ч/400 означает:

АД- агрегат дизельный;

30 - мощность в кВт;

Т - трехфазный;

230 - вырабатываемое напряжение в вольтах;

ч/400 -частота тока 400 Гц.

Сокращение ЭСД-50-Т/230.

ЭСД - электростанция дизельная

50 - мощность в кВт

Т -трехфазная

230 -вырабатываемое напряжение в вольтах, т.к. больше обозначений нет, то частота тока 50 Гц.

Сокращение ДГМ -100-Т/400

ДГМ - дизель - генератор маховичный

100 - мощность в кВт

Т - трехфазный

400 - вырабатываемое напряжение в вольтах, т.к. больше обозначений нет, то частота тока 50 Гц.

Для преобразования напряжения переменного тока промышленной частоты (50 Гц) в напряжение переменного тока повышенной частоты (400 Гц) используется преобразователи частоты (ПСЧ).

Преобразователи частоты принято обозначать сокращенно. Например, сокращение ПСЧ-100 означает:

П- преобразователь

С- синхронный

Ч -частоты

100- мощность в кВт

Если в одном транспортном средстве совместно смонтированы агрегат электропитания, преобразователь частоты и оборудование приема и распределения электроэнергии, то такая установка называется распределительно-преобразовательным устройством (РПУ).

Назначение, состав и обобщенная структурная схема системы первичного электропитания

Система первичного электропитания представляет собой автономную систему и предназначена для обеспечения потребителей электроэнергией с различными значениями параметров тока и напряжения.

В состав системы первичного электропитания входят: электростанции (ЭС); распределительно-преобразовательные устройства (РПУ); трансформаторные подстанции (ТП).

Обобщенная структурная схема системы первичного электропитания показана на рис. 1.

Рис. 1

Система первичного электропитания может работать от промышленной сети или от собственных источников электропитания

При работе системы первичного электропитания от промышленной сети, высоковольтное напряжение от ЛЭП подается на трансформаторную подстанцию (ТП), где оно преобразуется в напряжение 380 В 50 Гц, которое либо через электростанцию либо напрямую подается на распределительно-преобразовательное устройство (РПУ), которое служит для распределения по нужным направлениям (фидерам) напряжения 380 В 50 Гц, а также преобразование его в напряжение частоты 400 Гц и его распределения.

Напряжения частот 50 и 400 Гц по определенным фидерам поступают на СРЛ в блоки питания системы вторичного электропитания. В блоках вырабатывается переменные и постоянные напряжения различных номиналов (полярности, величины), которые поступают в блоки и системы РЛС для питания ламп, транзисторов, микросхем, реле и т.д.

С целью снижения весогабаритных характеристик блоки питания, как правило, питаются напряжением частоты 400 Гц. Напряжение частоты 50 Гц используется в основном в системах привода вращения антенн.

Очевиден достаточно сложный и длинный путь электроэнергии от источника (ТП, ЭС) до потребителя (лампа, транзистор, микросхема и т.д.) Одна из проблем совершенствования СЭП - сокращение номенклатуры используемых питающих напряжений, переход на питание РЛС напряжением одного номинала (50 или 400 Гц). Основной вариант питания РЛС при выполнении боевой задачи - от собственных электростанций.

При работе системы первичного электропитания от собственных источников напряжение 380 В 50 Гц вырабатывается электростанцией, которое подается на РПУ и далее следует также как при работе от сети.

Для обеспечения непрерывной работы СРЛ в состав системы первичного электропитания входят основная и резервная электростанции или основной и резервный агрегаты питания.

Трансформаторная подстанция входит в систему первичного электропитания (например 5085, 39Х6), а может и нет. Задачу преобразования напряжения частоты 50 Гц в напряжение частоты 400 Гц в РПУ решает преобразователь частоты (ПСЧ).

Одним из главных элементов системы первичного электропитания являются агрегаты электропитания, которые входят в состав электростанций. Обобщенная структурная схема типового агрегата питания показана на рис. 2.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) преобразует тепловую энергию топлива в механическую - энергию вращения вала генератора.

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Параметры электрической энергии определяются:

число фаз - количеством фазных обмоток генератора (обычно 3);

частота - скоростью вращения вала (числом оборотов в минуту) ДВС; Обычно частота равна 50 или 400 Гц при 1500 об/мин. ДВС и число пар полюсов генератора - 2 или 16 соответственно. Скорость вращения вала ДВС.

U

авт.

ручн. авт.

КН

частота

АВ 1 АВ 2 АВ 3

к потребителю

Рис. 2

регулироваться вручную или поддерживаться автоматически на заданном уровне. Регулируя обороты двигателя, добиваются требуемой скорости вращения вала генератора т. е. требуемой частоты напряжения.

напряжение - величиной тока в обмотке возбуждения генератора, который вырабатывается возбудителем В (маломощным генератором, размещенном на одном валу с генератором агрегата) и регулируется вручную или автоматически поддерживается на заданном уровне. Обычно напряжение равно 380 или 220 В.

Параметры электроэнергии, вырабатываемой генератором, могут контролироваться с помощью приборов. Часто используется один вольтметр и один частотомер, которые с помощью переключателя могут подключаться к любой паре фаз (1-2, 2-3, 3-1).

Контактор К, управляемый кнопкой, позволяет подавать напряжение потребителю (через распределительный щит РЩ и автоматические выключатели) после того как параметры электроэнергии отрегулированы в соответствии с требованиями.

Тепловое реле ТРВ срабатывает при большом потреблении тока в течении длительного времени, когда возможен выход ДВС из строя из-за перегрузки. При срабатывании ТРВ подача электроэнергии потребителям прекращается. В этом случае необходимо установить причину перегрузки (большое трение в системе привода вращения антенны, сильный ветер, наличие короткого замыкания в аппаратуре, потребление электроэнергии сторонними потребителями и др.) и вновь подать напряжение потребителям.

При коротких замыканиях защита обеспечивается с помощью АВ, которые срабатывают при протекании через них большого тока.

По схеме (рис. 2) собраны агрегаты питания всех СЭП РЛС с небольшими отличиями. Схема хорошо иллюстрирует действия расчета при запуске электростанции:

отрегулировать параметры напряжения, вырабатываемого генератором (частоту, величину напряжения);

проверить напряжение по фазам;

подать напряжение потребителям.

При неисправности (на потребитель не поступает напряжение): проверить напряжение на выходе генератора; при наличии напряжения - неисправность в контакторе, ТРВ, РЩ, АВ, или кабелях; при отсутствии напряжения - проверить наличие напряжения возбуждения и его соответствие требуемому. Если напряжение возбуждения в норме - неисправен генератор. При отсутствии напряжения возбуждения - неисправен возбудитель (заменить). Возможна неисправность в схемах РРН или АРН (проверить).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, системы первичного электропитания обеспечивают потребителей электроэнергией с различными величинами параметров тока и напряжения.

Задание на самостоятельную подготовку.

1. Повторить и закрепить учебный материал, изложенный на лекции.

Используя учебную литературу (инв. 1517. стр. 23...31) ознакомиться с особенностями построения и работы устройств, входящих в состав системы первичного электропитания.

Получить к следующему занятию литературу согласно списка.

Старший преподаватель кафедры № 13

подполковник В. Жуковский

Размещено на Allbest.ru