Aviacionnyj-sinhronnyj-generator-princip-dejstviya-i-podderzhanie-chastoty (1)

1.

Авиационный синхронный
генератор: принцип
действия и поддержание
частоты
Современный самолёт — это сложная энергетическая система, где
электроэнергия критически важна для полёта, навигации, связи и
авионики. Ключевым источником является авиационный
синхронный генератор.

2.

Особенности и назначение
авиационного генератора
Авиационный генератор
работает в экстремальных
Его назначение:
условиях:
Переменная скорость
переменного тока
двигателя
Резкие изменения нагрузки
Вибрации и перепады
температур
Ограниченные масса и
габариты
Выработка трёхфазного
Поддержание стабильного
напряжения
Обеспечение стабильной
частоты (400 Гц)
Питание бортовой сети
самолёта

3.

Почему 400 Гц в авиации?
Стандартная частота авиационных сетей — 400 Гц, а не 50 Гц. Это обусловлено:
Уменьшением размеров трансформаторов
Снижением массы оборудования
Уменьшением габаритов магнитопроводов
Повышением удельной мощности
Чем выше частота, тем меньше требуются магнитный поток и размеры машины,
что критично для авиации.

4.

Устройство и принцип действия генератора
Статор
Ротор
Система
Содержит
Создаёт
возбуждения
трёхфазную
магнитное поле,
обмотку, где
питается
индуцируется
постоянным
напряжение
током
115/200 В, 400 Гц.
возбуждения.
Чаще
бесщёточная
для надёжности
и отсутствия
искрения.
Работа основана на законе электромагнитной индукции: вращение ротора создаёт магнитное поле, индуцирующее
ЭДС в статоре, генерируя трёхфазный ток 400 Гц.

5.

Проблема: переменная
скорость двигателя
Авиационный двигатель работает в разных режимах: холостой ход,
взлёт, набор высоты, крейсерский режим, снижение. Скорость
вращения постоянно меняется, но частота бортовой сети должна
оставаться строго 400 Гц.
При 400 Гц и 2 полюсах, скорость вращения генератора составляет
12000 об/мин, что требует специальных конструкций роторов.

6.

Методы поддержания частоты вращения
1
2
3
Генераторы с постоянной
Интегрированный
Генераторы переменной
частотой вращения (CSD)
привод-генератор (IDG)
частоты (VFG)
Механическое устройство,
Единый блок CSD + генератор.
Генератор выдаёт переменную
преобразующее переменную
Компактный, лёгкий, с
частоту, которая затем
скорость двигателя в
автоматическим управлением.
выпрямляется и инвертируется
постоянную для генератора.
Используется на большинстве
для формирования стабильных
Использует гидромеханический
современных самолётов.
параметров. Отказ от сложных
регулятор. Система
автоматически изменяет
передаточное число
механических приводов.

7.

Регулирование напряжения и нагрузки
Регулирование напряжения
Напряжение регулируется током
возбуждения. Автоматический регулятор
измеряет выходное напряжение и
изменяет ток возбуждения для
поддержания стабильных 115/200 В.
Нагрузки генератора
Нагрузка самолёта включает
электродвигатели, системы управления,
освещение, противообледенительные
системы, радиолокацию, авионику.
Генератор должен мгновенно реагировать
на резкие изменения нагрузки.

8.

Переходные и аварийные режимы
Переходные процессы
Перегрузка
При резком подключении нагрузки падает
При превышении допустимого тока происходит
напряжение, увеличивается ток. Система управления
автоматическое отключение.
стабилизирует режим за доли секунды.
Короткое замыкание
Потеря возбуждения
Включается автомат защиты, предотвращая
Генератор автоматически отключается от сети.
повреждения.

9.

Резервные источники питания и охлаждение
Резервные источники
Вспомогательный генератор
Генератор ВСУ (вспомогательная
силовая установка)
Аккумуляторы
Аварийная турбина (RAT),
выдвигающаяся в поток воздуха
Для охлаждения используются воздушное и масляное системы, строго контролирующие температуру.

10.

Современные тенденции и
заключение
Современная авиация движется к полностью электрическим
системам, отказу от гидравлики и увеличению мощности бортовой
сети. Концепция "More Electric Aircraft" — яркий пример.
Авиационный синхронный генератор — ключевой элемент
бортовой энергетической системы, обеспечивающий безопасность
полёта благодаря высокой частоте, надёжности и способности
работать в любых условиях.