CC BY
434
Секция ««Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
УДК 621.314.5
СЕРИИ АВИАЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОМАШИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
И ОБЛАСТЬ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
Е. С. Панкеев, А. А. Парпуц Научный руководитель - Н. В. Юрковец
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Любая система летательного аппарата требует электроэнергии для питания различных потребителей обеспечивающих полет воздушного судна. Именно поэтому преобразователи являются неотъемлемой частью ЛА. Эти комбинированные агрегаты должны обладать надежностью и безотказной работой.
Ключевые слова: система летательного аппарата, преобразователи, потребители воздушного
судна.
SERIES OF AVIATION ELECTROMACHINE CONVERTERS AND AREA
OF THEIR USAGE
E. S. Pankeev, A. A. Parputs Scientific Supervisor - N. V. Yurkovets
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]
Any system of the aircraft demands the electric power for granting various equipment provides flight of the aircraft. For this reason converters are an integral part of aircraft. These combined units have to possess reliability and work fault-free.
Keywords: system of the aircraft, converters, equipment of the aircraft.
Все современные воздушные судна, где основной системой электроснабжения служит система постоянного тока для получения переменного тока постоянной частоты содержат преобразователи.
Авиационные преобразователи электрической энергии служат источниками питания вторичных и аварийных систем электроснабжения. Вторичные системы электроснабжения обеспечивают энергией приемники электроэнергии, для которых или род тока, или напряжение, или допустимые отклонения частот или напряжений являются иными, чем в основной системе электроснабжения [2]. Так, например, системы автоматического управления, пилотажно-навигационные приборы требуют высокой точности стабилизации частоты (примерно ±1-2%). Инерциальные системы навигации, астронавигационные системы, бортовые вычислительные устройства требуют прецизионной точности стабилизации частоты источника питания (±0,005-0,05%). Анодные цепи ламп радиоэлектронного оборудования работают при напряжении постоянного тока, во много раз большем напряжения первичной системы электроснабжения.
В зависимости от выполняемых функций преобразователи электроэнергии подразделяются на следующие три группы:
- преобразователи рода тока;
- преобразователи уровня напряжения;
- преобразователи частоты.
Наиболее распространены преобразователи рода тока и преобразователи уровня напряжения. Часто преобразователи рода тока одновременно выполняют и функции преобразователей уровня напряжения.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
Преобразователи электроэнергии можно разделить на электромашинные (ПТО-1000/1500М) и статические (ПТС-800БМ).
Преобразователи частоты используются главным образом для регулируемого привода переменного тока. В отдельную группу можно выделить статические преобразователи нестабильной частоты в стабильную частоту 400 Гц [1].
В качестве генераторов в преобразователях электрической энергии на ВС в ГА применяются однофазные генераторы с возбуждением постоянным током ПО (однофазные на 115 В), ПТ (трехфазные на 200/115 В или 36 В) и ПТО (комбинированные). При коэффициенте полезного действия (КПД) в пределах 50-60 % мощность электромашинного преобразователя может быть от 125 ВА (ПТ-125Ц) до 6 кВА(ПО-6000). Питаются преобразователи постоянным током от бортовой сети с напряжением обычно 27±2,5 В и на выходе дают переменный ток при однофазном напряжении обычно 115 В или трехфазном - 36 или 208/120 В и частоте 400 Гц.
Преобразователи чаще всего выполняются как двигатель-генераторные агрегаты. Агрегат состоит из двигателя постоянного тока и генератора (или генераторов) переменного тока, размещенных в одном корпусе на общем валу. Двигатель преобразователя имеет последовательное или смешанное возбуждение. Генераторы возбуждаются от бортовой сети постоянного тока. Исполнение преобразователей - защищенное. Устройства управления и регулирования монтируются в отдельных блоках, устанавливаемых на агрегат или вблизи него. Охлаждение блоков - естественное или принудительное, двигатель-генераторный агрегат в наземных условиях охлаждается вентилятором, устанавливаемым на валу агрегата. На некоторых сериях преобразователей(ПТО-1000/1500М) в полете осуществляется принудительное охлаждение всех блоков забортным воздухом с помощью коробки управле-ния(КУ-1000/1500М) [5].
Электромашинные преобразователи в свою очередь подразделяются на ряд типов:
1) двигатель-генераторные;
2) каскадные;
3) одноякорные;
4) одномашинные индукторные.
Наибольшее распространение на ВС получили преобразователи первого типа [3].
Сети переменного тока на Ту-134 запитываются от электромашинных преобразователей тока типа ПО-4500, ПО-500А, ПТ-1000Ц, ПТ-1500Ц, ПТ-200Ц, на Ил-76 от преобразователей типа ПТ-125Ц и ПО-750А.
В качестве многообразия серий преобразователей рассмотрим преобразователи ПО-500А, ПО-500 2-я серия, ПО-750А и ПО-750 2-я серия, разработанные на базе выпускавшихся ранее преобразователей ПО-500 и ПО-750, предназначены для преобразования постоянного тока напряжением 27 В в переменный однофазный ток напряжением 115 В частотой 400 ГЦ и используются на самолетах ГА(Ан-24, Ан-26, а также серии ИЛ) для питания потребителей переменного тока.
В электрической схеме преобразователей ПО-500 и ПО-750 был применен ламповый стабилизатор напряжения типа СГ-ЗС и СГ-ЗСР.
В эксплуатации имели место случаи самопроизвольного отключения преобразователей центробежным отключателем из-за повышения напряжения потенциала зажигания стабиловольта при малой же освещенности. Данный дефект устранен в преобразователях ПО-500А, ПО-500 2-серия, ПО-750А и ПО-750 2-я серия применением электромагнитного стабилизатора вместо лампового. Преобразователи с электромагнитным стабилизатором обеспечивают надежную работу в течение длительной эксплуатации.
Кроме того, в схеме преобразователей ПО-500 и ПО-750 не была предусмотрена корректировка выходного напряжения по частоте с помощью последовательного резонансного контура; шунтовая обмотка возбуждения генератора подключалась к сети постоянного тока.
Преобразователи ПО-500А и ПО-500 2-я серия отличаются от ПО-750А и ПО-750
2-я серия мощностью и габаритно-установочными размерами, способом их запуска и остановки.
Для приведения радиопомех, создаваемых преобразователями при работе, к допустимым пределам в электрической схеме со стороны постоянного тока предусмотрен фильтр, состоящий из последовательно включенной индуктивности (роль которой выполняет сериесная обмотка генератора), двух параллельно включенных конденсаторов и одного (ПО-500А, ПО-500 2-я серия) или двух (ПО-750А, ПО-750 2-я серия) проходных конденсаторов.
Преобразователи ПО-500А и ПО-750А отличаются от ПО-500 2-я серия и ПО-750 2-я серия применением в якоре и роторе теплостойких электротехнических материалов, а в коробке управления - теплостойких конденсаторов и монтажных проводов [4].
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
Основными недостатками электромашинных преобразователей являются:
• наличие контактных колец и коллекторного узла, снижающих надежность;
• низкий коэффициент полезного действия - не более 0,55;
• большая масса - 10 кг/кВ-А и более;
• небольшой срок службы - 250.. .500 ч.
Таким образом, рассмотрев электромашинные преобразователи, применяемые на ВС в ГА, стоит отметить, что тенденция замены основной питающей сети постоянного тока, сетью переменного тока и перевод его потребителей на питание переменным током, в скором времени приведет к отказу от электромашинных преобразователей, и ВС переведут на статические преобразователи, так как сравнивая статические преобразователи с электромашинными можно заметить, что статические преобразователи гораздо выгоднее в своей эксплуатации и надежнее, чем электромашинные. Сегодня мы можем наблюдать применение статических преобразователей типа ПОС-1000Б, ПТС-250БМ, ПТС-2500 на таких самолётах, как Ту-204, Ту-204-300, Ту-154М.
Библиографические ссылки
1. URL: http://enciklopediya-tehniki.ru/promyshlennost-na-a/aviacionnye-preobrazovateli-elektricheskoy-energii.html (дата обращения: 30.03.2016).
2. Коптев А. Н. Авиационное и радиоэлектронное оборудование воздушных судов гражданской авиации. Самара : Изд-во СГАУ, 2011
3. Шабалов П. Г., Галкин Е. Ф. Авиационные преобразователи электрической энергии : учеб. пособие. Самара : Изд-во СГАУ, 2004.
4. URL: http://professionaltranslation.ru/EM_DCCONV.htm (дата обращения: 30.03.2016).
5. URL: http://alyos.ru/enciklopediya/specialnoe_oborudovanie_samoletov_i_vertoletov_grazhdanskoj_ aviacii/tlektromashinnie_preobrazovateli_postoyannogo_toka_v_peremennij_obshie_svedeniya_principialnie_she mi_preobrazovatelej.html (дата обращения: 30.03.2016).
© Панкеев Е. С., Парпуц А. А, 2016
