X5043AP有足夠的電壓調(diào)節(jié)范圍及“強(qiáng)行勵(lì)磁”能力,并且反應(yīng)迅速,對(duì)于“強(qiáng)行勵(lì)磁”能力,一般要求同步發(fā)電機(jī)在三相短路時(shí)輸出的短路電流值能達(dá)到額定電流的3倍,并于0.07s內(nèi)建立穩(wěn)態(tài)短路電流。

飛機(jī)調(diào)壓器的發(fā)展概況,飛機(jī)調(diào)壓器隨著飛機(jī)供電系統(tǒng)的演變與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。

早期,小功率的低壓直流電源系統(tǒng)曾使用振動(dòng)式調(diào)壓器,在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電路內(nèi)串聯(lián)一個(gè)電阻,振動(dòng)式觸點(diǎn)與電阻并聯(lián),隨著觸點(diǎn)的通、斷,勵(lì)磁電流將相應(yīng)變化。通過改變觸點(diǎn)的接通與斷開時(shí)間比,可以改變勵(lì)磁電流的平均值而達(dá)到調(diào)壓的目的。這種調(diào)壓器只適用于勵(lì)磁電流小于2A的發(fā)電機(jī)使用,且觸點(diǎn)易損壞,觸點(diǎn)通、斷產(chǎn)生火花會(huì)造成較強(qiáng)的電磁干擾。但其控制原理為現(xiàn)代晶體管式調(diào)壓器所采用。

后來,功率較大的低壓直流電源系統(tǒng)(3~18kW)采用了炭片式調(diào)壓器,所控制的勵(lì)磁電流可達(dá)10~15A。炭片式調(diào)壓器的主要缺點(diǎn)是:消耗的功率大,炭片易磨損,抗沖擊與抗振動(dòng)的性能差及準(zhǔn)確度低。目前仍有一些飛機(jī)的低壓直流電源系統(tǒng)沿用炭片式調(diào)壓器,采取了一些措施使性能有所改進(jìn),但上述缺點(diǎn)仍然存在,沒有根本的變化。

20世紀(jì)40年代至50年代初期,飛機(jī)交流電源系統(tǒng)曾采用磁放大器式調(diào)壓器,但在50年代后期大功率硅晶體管出現(xiàn)后即被晶體管式調(diào)壓器所取代。晶體管式調(diào)壓器重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、調(diào)壓精度高,反應(yīng)迅速,動(dòng)態(tài)性能好,便于維護(hù)。現(xiàn)在飛機(jī)交、直流供電系統(tǒng)均已廣泛使用晶體管式調(diào)壓器。

目前,調(diào)壓器趨向于集成化、組合化方向發(fā)展�？刂撇糠钟眉呻娐�,將頻率調(diào)節(jié)器或控制保護(hù)器與調(diào)壓器組合為一體的新設(shè)各已在新型飛機(jī)上使用。

本章主要以晶體管式調(diào)壓器為例,討論調(diào)壓系統(tǒng)的工作原理、誤差及有關(guān)設(shè)計(jì)問題,并對(duì)調(diào)壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性進(jìn)行分析。

飛機(jī)記壓系統(tǒng)的組成與調(diào)壓方式,飛機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成,飛機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由電壓調(diào)節(jié)器與發(fā)電機(jī)組成閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng),圖5-1所示為飛機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

電壓調(diào)節(jié)器通常由四個(gè)環(huán)節(jié)組成,即檢測(cè)環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、放大環(huán)節(jié)與執(zhí)行(操縱、控制)環(huán)節(jié)。

檢測(cè)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)檢測(cè)被調(diào)節(jié)量―電源系統(tǒng)電壓tu,并輸出至比較環(huán)節(jié)。當(dāng)u由于某種原因偏離調(diào)定值時(shí),比較環(huán)節(jié)輸出偏差信號(hào),此偏差信號(hào)經(jīng)放大環(huán)節(jié)放大后,使執(zhí)行環(huán)節(jié)改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流,從而使被調(diào)量h變化,以減小或消除偏差。

除以上基本環(huán)節(jié)外,有時(shí)還需要增加某些附加環(huán)節(jié)。如:為了增加系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性增加穩(wěn)定環(huán)節(jié)(校正環(huán)節(jié));為了減小穩(wěn)態(tài)誤差增加補(bǔ)償環(huán)節(jié);并聯(lián)供電系統(tǒng)中為了使功率(直流供電系統(tǒng))或無功功率(交流供電系統(tǒng))均勻分配,要增加均衡環(huán)節(jié)等。

關(guān)系證明圖5-2(b)所檢測(cè)電壓與三個(gè)線電壓的算術(shù)平均值成正比。

圖5-3 三相交流線電壓相量三角形及整流電壓波形,(a)線電壓相量圖 (b)整流電壓波形圖

設(shè)圖5-2(b)中變壓器的變比為1,三個(gè)線電壓的瞬時(shí)值可表示為:

fn=tU+sin ωt

yu=Uc sin[ωt-(π-B)]

tα=√2 Uα sin[ωt+(π-A)]

式中:Ul、uc、UG4―三個(gè)線電壓的有效值;

A、B、C一線電壓三角形的三個(gè)內(nèi)角,如圖5-3(a)所示。三相全波整流后的電壓瞬時(shí)值,在區(qū)間[0,π]可表示為:

uv=csin(a+B)

√sin ωt

0≤ωt≤A

A≤ωt≤(A+C)

(A+C)≤ωt≤π

ucA sin(u,t-A)

因?yàn)檎骱箅妷核矔r(shí)值仍的波形在區(qū)間[π,2π]與區(qū)間[0,π]是對(duì)稱的,所以在計(jì)算整流后的電壓平均值%時(shí)由區(qū)間[0,π]積分求平均值即可。

rA+CJA√・21J・A:sin ωtd(u)

√Σ ucA sin(ut,u-A)d(u)

將式(5-3)加以整理,并根據(jù)線電壓三角形的幾何關(guān)系可得:

k=h[Ur(cosC+cosB)+UA(cos B+cosA)+uα(cosc+∞sA)]

(Ut+Uc+uα)=0

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