CC BY
43
УДК 621.313.1
АВИАЦИОННЫЕ АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ.
ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Н. В. Юрковец, М. А. Михайлов*, Г. В. Шилин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярскийрабочий», 31
*E-mail: [email protected]
Проанализирован перечень специальных машин, применяемых в авиации, а также изучены их технические характеристики и проведен обзор опыта эксплуатации данных типов машин на воздушных судах гражданской авиации.
Ключевые слова: асинхронный двигатель, эксплуатация, частота, статор. AIR INDUCTION MACHINES FOR SPECIAL APPLICATIONS. OPERATING EXPERIENCE
N. V. Yurkovets, M. A. Mikhaylov*, G. V. Shilin
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: [email protected]
Analyzed a list of the special machines used in aviation, as well as their characteristics and given the experience of operating the above types of machines.
Keywords: asynchronous motor, operation, frequency, the stator.
Асинхронной машиной называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, у которой одна обмотка (первичная) получает питание от электрической цепи сети с постоянной частотой f1, а вторая обмотка (вторичная) замыкается накоротко или на электрические сопротивления. Наибольшее распространение получили асинхронные машины с трехфазной симметричной разноименнополюсной обмоткой на статоре, питаемой от сети переменного тока, и с трехфазной или многофазной симметричной разноименнополюсной обмоткой на роторе. Машины такого исполнения называют просто «асинхронными машинами», в то время как асинхронные машины иных исполнений относятся к «специальным асинхронным машинам». К специальным асинхронным машинам относят: автономные асинхронные генераторы, асинхронные преобразователи частоты, однофазные и двухфазные асинхронные двигатели, асинхронные двигатели с экранированными (расщепленными) полюсами, асинхронные тахогенераторы, сельсины, вращающиеся трансформаторы и другие - применяемые в схемах управления и автоматики. Специальные машины работают на более высоких частотах переменного тока (200, 400 Гц и более).[1]
В самолетах и вертолетах гражданской авиации применяются главным образом трех - и двухфазные асинхронные электродвигатели. Двухфазные асинхронные электродвигатели, именуемые также двухфазные индуктивные двигатели (ДИД),с короткозамкнутым ротором имеют две обмотки возбуждения, расположенные под углом 90 градусов друг к другу. Для того, чтобы напряжения на обмотках были сдвинуты по фазе на 90 градусов, последовательно с одной из обмоток подключается конденсатор. При таком положении обмоток и сдвиге их фаз образуется вращающееся магнитное поле, скорость которого пропорциональна частоте питающей цепи.[2]
Поворотные трансформаторы применяются в различных устройствах авиационного оборудования, радиооборудования, для преобразования угловых положений элементов в электриче-
Секция «Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
ские сигналы. Они представляют собой индукционные машины переменного тока и имеют статор и ротор, в пазы которых уложены однофазные или двухфазные обмотки, причем обмотка статора '^присоединяется к сети переменного тока и является обмоткой возбуждения. К обмотке ротора '2 подключается нагрузка. В зависимости от положения ротора изменяется коэффициент взаимоиндукции между обмотками, соответственно э.д.с. во вторичной обмотке, также изменяется по определенному закону. Поворотные трансформаторы различают в соответствии этим законам: синусные, косинусные, линейные. Важными техническими характеристиками поворотных трансформаторов являются погрешность отображения синусной зависимости, асимметрией нулевых положений ротора, остаточная эдс, погрешность отображения линейной зависимости, полное входное сопротивление холостого хода, коэффициент трансформации, номинальное на-пряжение.[3]
Сельсин - это электрическая машина, предназначенная для осуществления углового перемещения вала какого - либо механизма, в соответствии с перемещением вала другого механизма, причем перемещением происходит без механического контакта, с помощью магнитного потока. Сельсин представляет собой поворотный трансформатор: он состоит из статора с трехфазной обмоткой, которая называется обмоткой синхронизации, и ротора с однофазной обмоткой - обмоткой возбуждения. При эксплуатации, одна из этих машин соединяется с ведущей осью и называется датчиком, а другой с ведомой осью и называется приемником. [2] Технически, сельсины характеризуются такими параметрами как: напряжение питания, частота питающей сети, потребляемая мощность, максимальное напряжение синхронизации, асимметрия нулевых точек сельсинов датчиков.[2]
Тахогенератор - измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты вращения вала в пропорциональный электрический сигнал. Асинхронные тахогенераторы переменного тока
По конструкции подобны асинхронным электродвигателям с полым короткозамкнутым ротором. На статоре такого тахогенератора расположены под углом 90° две обмотки, одна из которых (обмотка возбуждения) питается переменным током постоянной частоты и постоянного напряжения, а вторая является выходной, и к ней может быть подсоединён измерительный прибор (вольтметр, отградуированный, например, в об/мин). Так как частота выходного напряжения не зависит от частоты вращения ротора и равна частоте напряжения в катушке возбуждения, такой тип тахогенератора и называется асинхронным. А благодаря двум независимым катушкам АТГ может не только отображать скорость вращения, но и определять направление вращения изменением фазы выходного сигнала на 180° при изменении направления вращения. [3]
Эксплуатация специальных асинхронных машин в гражданской авиации находит себя в различных системах работы летательного аппарата. Сельсины могут применяться в устройстве указателя положения закрылков, предназначенного для дистанционного измерения и индикации углов отклонения закрылков самолета. Примером такого самолета является ЯК - 40.[4] Двухфазные индукционные двигатели благодаря удобству регулирования скорости вращения, легкости осуществления реверса, малому моменту трения и т.д. нашли широкое применение в следящих электроприводах авиационного оборудования. В авиации асинхронные тахогенераторы используют как датчики угловой скорости, частоты вращения и ускорений. В последнем случае обмотка возбуждения асинхронного тахогенератора подключается к источнику постоянного тока.[2]
Достоинства асинхронных тахогенераторов - надежность, малая инерционность. Недостатки - наличие на выходе остаточной э.д.с. при неподвижном роторе, относительно большие габа-риты.[3]
На основе приведенных данных, можно сделать вывод о том, что благодаря возможности работы на более высоких частотах переменного тока, а также разнообразию и особенностям конструкции, асинхронные машины специального применения используются во многих электросистемах самолета: электроприводы, указатели положения закрылков, датчики угловой скорости и т.д. Таким образом, изучена и обоснована необходимость их использования на суднах гражданской авиации.
Библиографические ссылки
1. Р. А. Акзигитов А.В., КацураН.В., Юрковец Н.В. Специальные электрические машины. Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. - Красноярск, 2016. С. 47-49.
2. Гамулин, Софронов - Специальное оборудование самолетов и вертолетов ГА Изд.2 1972. С. 76-77.
3. Кузьмичев С.П., Ященков Л.Н. Авиационное и радиоэлектронное оборудование. 1971. С.
34.
4. Харин В. И. Авиационные приборы самолета Як-40: Учеб.пособие. - М.: МГА, 1971. С.
170.
© Юрковец Н. В., Михайлов М. А., Шилин Г. В., 2017
