恒速恒頻交流電源恒速傳動(dòng)裝置無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)晶體管電壓調(diào)節(jié)器并聯(lián)運(yùn)行控制保護(hù)恒速恒頻電源系統(tǒng)的構(gòu)成，基本特性恒速恒頻電源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)、控制與保護(hù)

恒速恒頻交流電源§

6—1

概述1. 構(gòu)成與指標(biāo)構(gòu)成：CSD+Gen+GCU恒裝+發(fā)電機(jī)+控制器TRUAPUGBAT

EPUG主電源二次電源輔助應(yīng)急指標(biāo)：三相四線、115/200V

、400Hz。20、30、60、90、120、150KVA。2．恒裝概況 CSD作用：將轉(zhuǎn)速變化的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出變成恒定轉(zhuǎn)速的輸出，傳動(dòng)交流發(fā)電機(jī)。輸出轉(zhuǎn)速：Pn=60fp=4 3 2 16000 8000 12000 24000rpm類型：液壓式、氣壓式、電磁式、機(jī)械式、機(jī)械液壓式（最廣泛使用）、空氣渦輪（APU、EPU）。70年代，

IDG組合傳動(dòng)發(fā)電機(jī)（integreted

drive

Generator）。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)換效率低，使用維護(hù)困難。成熟，最廣泛使用，民機(jī)、軍機(jī)如Su—27?！?/p>

6-2

齒輪差動(dòng)式液壓恒速傳動(dòng)裝置一、組成：基本部件：差動(dòng)游星齒輪、液壓泵-液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償組件（泵—馬達(dá)組件）其它：供油系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)。27341n3n9n15 6圖

6-2

齒

輪

差

動(dòng)

液

壓

恒

裝

方

塊

圖二、差動(dòng)游星齒輪的工作原理1

組成：游星架、游星輪（Z5、Z6）、補(bǔ)償齒輪（

Z4）和輸出齒輪（Z7）。Z4與Z5，Z5與Z6，Z6與Z7嚙合。游星輪可繞架旋轉(zhuǎn)。n7

2

n

2

n

4n7：發(fā)電機(jī)；n2：發(fā)動(dòng)機(jī)；n4：泵—馬達(dá)組件（n：順時(shí)針為正）z4z6z5z7n7圖6-3

差動(dòng)游星輪系傳動(dòng)示意圖2-游星架；Z5、Z6-游星輪；Z4-補(bǔ)償齒輪；Z7-輸出齒輪。2工作原理：補(bǔ)償齒輪Z4不動(dòng)，游星架順轉(zhuǎn)。Z5反轉(zhuǎn)→Z6順轉(zhuǎn)→Z7順轉(zhuǎn)。游星架不動(dòng)，Z4反轉(zhuǎn)→ →Z7順轉(zhuǎn)。Z4反轉(zhuǎn)，游星架順轉(zhuǎn)→ →Z7順轉(zhuǎn)。n

7

2

n

2

n

4游星架接發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸，輸出齒輪傳動(dòng)交發(fā)，補(bǔ)償齒輪由泵、馬達(dá)組件傳動(dòng)。當(dāng)n4

=0，

n7=

nN

，

n2

=

nN

/2

：

零差動(dòng)。n4

0，

n2

nN

/2：

Z4反轉(zhuǎn)，正差動(dòng)。n4

0，

n2

nN

/2：

Z4正轉(zhuǎn)，負(fù)差動(dòng)。（n：順時(shí)針為正）n7：發(fā)電機(jī)；n2：發(fā)動(dòng)機(jī)；n4：泵—馬達(dá)組件若零差動(dòng)

。負(fù)差動(dòng)。正差動(dòng)。=

12000

rpm例：

nN8000

>nE >

60004000

<

nE <

6000n

E =6000

rpmn7

2n2

n4n7=

nN二.

恒轉(zhuǎn)的基本原理轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)即補(bǔ)償齒輪的傳動(dòng)。通過(guò)調(diào)速器控制泵—馬達(dá)組件的工作，調(diào)節(jié)補(bǔ)償齒輪的轉(zhuǎn)速和方向，從而使輸出齒輪的轉(zhuǎn)速恒定。n7

2n2

n4n7：發(fā)電機(jī)；n2：發(fā)動(dòng)機(jī)；n4：泵—馬達(dá)組件三.

齒輪差動(dòng)式CSD的故障及其保護(hù)1.

故障現(xiàn)象油路系統(tǒng)堵塞和漏油機(jī)件摩擦過(guò)大或卡死恒裝輸出過(guò)速和欠速2. 保護(hù)裝置手動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)：恒裝輸入軸與輸入齒輪脫開(kāi),飛行員控制、可人工復(fù)位。自動(dòng)脫扣機(jī)構(gòu)：低熔點(diǎn)合金，感受滑油溫度。當(dāng)機(jī)件卡死、油路堵塞時(shí)熔化，自動(dòng)切除，返廠修理。調(diào)速機(jī)構(gòu)過(guò)速保護(hù)：脫扣，CSD與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)。低速壓力開(kāi)關(guān)欠速保護(hù)：CSD輸出欠速、發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)而減速時(shí)，使發(fā)電機(jī)退網(wǎng)單向離合器：輸出齒輪與輸出軸間，防止發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)恒裝，發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)過(guò)程；并聯(lián)系統(tǒng)，高轉(zhuǎn)速CSD使其它CSD傳動(dòng)的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高。剪切頸：

CSD輸入軸上一部分直徑最??；CSD運(yùn)動(dòng)部件卡死，剪切頸扭斷。四.

CSD的基本技術(shù)數(shù)據(jù)1. 額定功率正常環(huán)境條件下，長(zhǎng)期連續(xù)工作發(fā)出的功率。PN>

PG40KVA

Gen∵發(fā)電機(jī)效率47KW

恒裝。2. 過(guò)載能力與發(fā)電機(jī)過(guò)載要求相配合5min，150%。5s，200%。額定輸出轉(zhuǎn)速等于發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)速范圍nN=

nG最小和最大工作轉(zhuǎn)速，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍相適應(yīng)。輸出轉(zhuǎn)速精度決定發(fā)電機(jī)頻率精度。穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度：轉(zhuǎn)速和負(fù)載變化范圍內(nèi)，恒裝輸出轉(zhuǎn)速最大值或最小值與額定轉(zhuǎn)速差相對(duì)于額定轉(zhuǎn)速的百分比

數(shù)?！?%

nN

，400±4Hz。動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)最大偏差，轉(zhuǎn)速恢復(fù)時(shí)間。重量功率比IDG：0.7Kg/Kw其他：平均無(wú)故障間隔時(shí)間等?！?-3

飛機(jī)無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)一.

飛機(jī)無(wú)刷交發(fā)的結(jié)構(gòu)三級(jí)式構(gòu)成原理：電磁式無(wú)刷交流同步發(fā)電機(jī)+整流濾二級(jí)式構(gòu)成原理：自勵(lì)式發(fā)電三級(jí)式與二級(jí)式的區(qū)別：PMG獨(dú)立的勵(lì)磁與控制電源，與主發(fā)電機(jī)和飛機(jī)電網(wǎng)無(wú)關(guān)，可靠性高。二.

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的特性與基本參數(shù)作為一個(gè)整體。特性：空載:nN下，IL=0，

If與U的關(guān)系曲線、I

N負(fù)載：nN 時(shí)，U與

I

L

的關(guān)系。外特性：nN

=const，U與

I

f 間的關(guān)系。短路特性，U=0，I

f

與

IL

的關(guān)系。調(diào)節(jié)特性：

I

f ，保證

U

U

n

，

與

的關(guān)系基本參數(shù)：Xd

、XdB(sat)、X

q、X

。、

、'dXXq

、'' X

'dZZTT

'T

''z、

o

，d 、d

、d

?？蛰d:

nN下，IL=0，

勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流If與空載電勢(shì)U的關(guān)系曲線00.

2 0.

40.

6 0.

8 1.

01

.

6勵(lì)磁電

流1.

2 1.

4(A

)18

016

014

012

010

080

60

40

20

空

載

電

勢(shì)

(V)圖6-15

30KVA飛機(jī)無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)空載特性短路特性：nNU=0，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流

I

f

與短路電流IL的關(guān)系。同一

I

f

下，三相對(duì)稱、線—線、單相短3:

3路電流之比

1

:60

40

20

80

100

00

.10.20.30.4 0.50.6勵(lì)

磁電流(A

)短

路

電

流

(A)123圖6-16

30KVA無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)短路特性曲線1-三相對(duì)稱短路，2-線-線間短路；3-相-地間短路。N負(fù)載特性：nN、I 時(shí)，U與

I

f 的關(guān)系。圖6-17

30KVA無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)負(fù)載特性00.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.240201801601401201008060發(fā)

電

機(jī)

電

壓(A)勵(lì)磁電流

(A)外特性：I

f

=const，n=const，

U與I

L間的關(guān)系。圖6-1830KVA無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)外特性1-電阻性負(fù)載外特性；2-電感性負(fù)載（cos

0.75）外特性發(fā)

電

機(jī)

電

壓

(V)21負(fù)

載

電

流

(A)調(diào)節(jié)特性：nN ，保證的關(guān)系nU

U

，0204060

801000.10.20.50.40.30.60.70.8負(fù)

載

電

流

(A)勵(lì)

磁

電

流

(A)12圖6-19

30KVA無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性1-電阻性負(fù)載；2-電感性負(fù)載（cos

0.75

）。L與

I三.

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器1.

三相半波整流理想：

6

eebeceaUFowt

p0wt0IFiaIFwt0

6

圖6-20

三相半波整流電路的電壓和電流波形U

zpo

1.17

E

jzpojrUI

jI13I

jpI13I

1.

三相半波整流理想：整流電壓平均二極管電流平均主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流平均勵(lì)磁機(jī)相電流有效E勵(lì)磁機(jī)相電勢(shì)有效實(shí)際：換向重疊，有換相重疊后

PF、I

j

↑、Uzpo↓勵(lì)磁機(jī)電樞繞組電感= 0.

6751

.

17

33×

1=jzpoU I3

E I整流功率關(guān)系：電機(jī)的功率因數(shù)較0tUeA

e

B2eA

e

C2AeBeCet0iAiC圖6-21

有換相重疊的三相半波整流電路波形（a）整流電壓瞬時(shí)值波形；（c）C相（虛線）和A相（實(shí)線）電流iC、iA；2.

三相橋式整2.

三相橋式整流理想：整流電壓平均勵(lì)磁機(jī)的利用率比三相半波整流高實(shí)際：換向重疊zpoU

2.34E

j2

I3I

0.

953I

E

U IPjzpof勵(lì)磁機(jī)相電流有效整流功率關(guān)系：三.

交流勵(lì)磁機(jī)的工作特點(diǎn)1. 電樞電流非正弦波→諧波電樞反應(yīng)。三相半波：直流分量，直流磁化；

二次諧波電流大，諧波電樞反應(yīng)大；偶次，無(wú)3n次和奇次。三相全波：5.7次諧波電流，奇次，無(wú)偶次和3n次。諧波電樞反應(yīng)：諧波電樞磁場(chǎng)引起附加損耗。諧波電樞反應(yīng)電勢(shì)。（在勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組中）→勵(lì)磁電流中有脈動(dòng)分量。2.

諧波電樞反應(yīng)的利用旋轉(zhuǎn)整流器故障診斷正常：正常諧波電樞反應(yīng)，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流脈動(dòng)小。故障：諧波電樞反應(yīng)大，頻率變化→勵(lì)磁電流脈動(dòng)大。通過(guò)檢測(cè)勵(lì)磁電流中的交流分量大小。A

IfV圖6-24

旋轉(zhuǎn)整流器無(wú)故障時(shí)的諧波電樞反應(yīng)s

400 1t0us24001t0ifAt0if故障t0if正常圖6-25

旋轉(zhuǎn)整流器有故障時(shí)的波形圖

§

6-4

無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng) 一.

系統(tǒng)的組成，功能及要求1

組成：調(diào)節(jié)對(duì)象：無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)。調(diào)節(jié)器：調(diào)壓器。5 64 3 2 1UAUBUC主發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)整流器；勵(lì)磁機(jī)；永磁副勵(lì)磁機(jī)；三相整流橋；電壓調(diào)節(jié)器。圖6-26

三級(jí)式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊2調(diào)壓器的調(diào)節(jié)功能：同DC系統(tǒng)，電壓調(diào)整及并聯(lián)時(shí)的負(fù)載均分。（1）穩(wěn)定電壓。

0～100%

IN，

115V±1.5V100～200%

IN，115V±2.5V短路強(qiáng)勵(lì)，使電機(jī)能輸出足夠的短路電流3

IN

，5s （直發(fā)不需要？）輸出電流限制：并聯(lián)時(shí)負(fù)載均分（無(wú)功負(fù)載的均分）。其他：高相限制，軟啟動(dòng)，保護(hù)（過(guò)壓、過(guò)勵(lì)磁）要求：穩(wěn)態(tài)精度高（誤差?。﹦?dòng)態(tài)品質(zhì)好（超調(diào)小，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短）足夠的電壓調(diào)節(jié)范圍及強(qiáng)勵(lì)能力（±5%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）工作可靠、性能穩(wěn)定二.

調(diào)壓器的基本電路和工作原理1. 基本結(jié)構(gòu)：檢測(cè)、基準(zhǔn)、比較、放大、執(zhí)行。其它：穩(wěn)定環(huán)節(jié)（反饋校正、前饋校正）補(bǔ)償環(huán)節(jié)（提高穩(wěn)態(tài)精度）無(wú)功均衡環(huán)節(jié)3 4 5 12UF圖6-27

電壓調(diào)節(jié)器的方塊圖1-無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)；2-檢測(cè)電路；3-比較電路；4-放大電路；5-執(zhí)行電路。2.

電壓檢測(cè)方式調(diào)節(jié)點(diǎn)：檢測(cè)電路輸入端，一般接在發(fā)電機(jī)饋電線靠主匯流條處。調(diào)定電壓：調(diào)節(jié)點(diǎn)的電壓值，調(diào)節(jié)器保持。四種調(diào)壓檢測(cè)方式。（1）固定相（或線）調(diào)節(jié)：檢測(cè)單相或線的電壓。交流經(jīng)整流、濾波得到。問(wèn)題：該相短路或檢測(cè)線斷路→過(guò)壓。不能保證其他兩相（線）電壓穩(wěn)定2UABsin

wtuAB

uBC

2UBCsin[wt

(

B)]uCA

2UCAsin[wt

(

A)]（2）三相平均電壓調(diào)節(jié)：三相電壓整流得到全波：三相線電全波整流（0～

）u

uBC0

wt

AA

wt

c

AA

c

wt

uAB

ABBCAd2U sin

wtdwt0

A

A

C2U sin(wt

B)dwt

U

1

[

A

C

2U

CA

sin(

wt

A)dwt

]

CA(cos

A

cosC)](cos

B

cos

A)

UABBC

2

[U (cos

B

cosC)

U

cosA)]ABcosC

UBCcosC)

(UCAcosB

UABcosA)

(UCAcosB

UBC

2

[(U

CABCABU )U

2

(U

Ud恒定不代表每相恒AB BC CAd

U

]2

[U

UU

2

半波（3）最高相電壓調(diào)節(jié)三個(gè)單相分別檢測(cè)，整流濾波后相與，輸出高相值。（4）正序電壓檢測(cè)檢測(cè)三相電壓中的正序分量+1?2+ UCA

)???U

1 =3

(UU

BCAB31???????CABCe

j

30 ]+

Ue

-j30=

-

[U2-

1)

U ]CAU

1 =

3

[( -1)UBC+

(3=e

j120???CABCABU +

U +

U =

0?60°，I2 超前

UCA

30°U

滯后使得

I1超前

UBC

U30°，U

超前

U 30°

c1BCR2CA????3]=-1.5

U1+UCA

e= 2[UBC

e? ?=

U

ec

+

U

cfU

efj

30

?-

j

30

?33=

-?j30

?-j30

??[U

BC e +

U

CA e ]正序過(guò)濾器：U

1?四種調(diào)壓方式比較：電路：固定相、平均值簡(jiǎn)單，正序最復(fù)雜。調(diào)壓效果：正常情況（對(duì)稱）：有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系→無(wú)差別不對(duì)稱運(yùn)行有區(qū)別，差別大小在于負(fù)載和發(fā)電機(jī)的逆、零序阻抗參數(shù)。飛機(jī)供電系統(tǒng)電壓不平衡度不大→差別不大。適用：平均值：短路時(shí)非短路相輸出電壓↑

（用于正常）+高相：輸出最高電壓受限。

（用于故障）習(xí)題

6—14、6—15。原理圖

晶調(diào)3.

脈寬調(diào)制型調(diào)壓器的線路和原理（1）檢測(cè)比較電路：電路組成：降壓變壓器：降壓、隔離整流濾波：得到電壓平均值。R5：調(diào)節(jié)電阻，保證電壓有一定調(diào)節(jié)范圍。檢測(cè)電路輸入：發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)點(diǎn)電檢測(cè)電路輸出：

U

dzmud

U

dD2E2(sin

2

sin

1)

nsUF

122-sin

)F2E

(sin

ud

nsUuab

uabzm

U

abD的作用：脈沖調(diào)制作用，形成PWM信號(hào)，控制晶體管通斷。的作用：控制作用，調(diào)定

大小。比較電路輸出：uabzm

U

dzm（

R5=0）uabD

推導(dǎo)：等效：（a）DW

ED（c）戴維南RgI

gEDUDI

D+（b）忽略

Rg_Rg+ED

_UD圖6-33

穩(wěn)壓管特性（a）及其等效電路（b）Rab

R//R

//

RS

R

RS (R

2RS)SS21U

dD

1

U

dD2 R

2RR

1

RI

SEDEDRRSR

RSR

I

R

R

//R2S SED RRS/

R3

R

R

//

R R

RI

忽略

R1則uabD

EabSSU

dD(R

2R

)R

2ED(R

RS

)R

2R

SSab(

R

+

2

R

)R-2ED(R+RS

)U

dDR+2

RE =RsREDUdDU

abDEDRabR1E

ab

R

ab

R

1U

ab

Dab調(diào)定電壓：經(jīng)調(diào)節(jié)后若無(wú)差，u

abD

0（PI）FSD

n

UU

2

E (R

RS

)R2

EnDSF(1

RS

)RU

∴

dDD（1）U

F

由

E

（參考電壓）確定。（2）調(diào)Rs

可調(diào)UF

。uabD

EabR

2ED(R

RS

)S SU

dDR

2

R

(

R

2

R

)

F dD FCKdU

U

U

dU

abD

U

abD

U

dDsR

n

5R

2R檢測(cè)電路的放大系數(shù)：（2）晶體調(diào)壓器原理及特性末級(jí)功率管的工作方式：開(kāi)關(guān)。（a）脈沖調(diào)寬原理0

輸出低電平u

ab

0

輸出高電平u

abuab

中的紋波分量即實(shí)現(xiàn)了脈寬調(diào)制。調(diào)制頻率：紋波分量頻率，決定于整流方式，半波3

fo

，全波6

fo

。uabD

與輸出脈寬的關(guān)系：直流分量uabD↑，則脈寬↓。abzMCUTD=

0.5

-

U

abD=

ton（b）勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流平均值（c）調(diào)制、放大電路的工作特性jjjjrI

Ec

DcabzMCUTD=

0.5

-

U

abD=

ton有差調(diào)節(jié)dzMabDDU

1

U

DC

脈沖調(diào)寬電路的放大系數(shù)：K誤差大小決定于Uabzm，減小Uabzm。abzMCU=0.5-U

abDT=

tonDjj

Ec

DcjjrI-2ED(R+RS

)S(

R

+

2

R

)c FuabD=k

U（d）調(diào)壓器工作特性定義：輸入與輸出之間的關(guān)系↓ ↓I

jj

f(UF

)放大倍數(shù)：電流Fjj abDFdIK

U

abDdU r

U

U

Ec

Dc

dI

jjc jjabzME rUKc=FNdzMabzMcdzMFdEcu UnsUFNuns

EcUKcdUdUi=E

==K =電壓abzMCUTD=0.5-U

abD=

tonjjjjrE

c

D

cI

Sc F(R+2R

)-2ED(R+RS

)uabD=k

UUEDCIjjUabD圖6-37

電壓調(diào)節(jié)器工作特性IjjMN3411'1"IjjM021存在最大值、最小值高于一定值后，

調(diào)壓器全關(guān)斷。I

jjuFIjj

0rjj低于一定值后，調(diào)壓器全導(dǎo)通

。

I

jj

Ec工作特性曲線：（3）調(diào)壓系統(tǒng)的靜態(tài)偏差

U

CT

U

F

1

U

F

0（原理性誤差：決定于調(diào)壓器工作特性與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁特性。如何減小，決定于Kd 調(diào)壓器）和KF（發(fā)電機(jī)）：（4）調(diào)壓系統(tǒng)的溫度誤不可計(jì)算，盡量消偏差分析靜差，溫差，使用誤差四.

發(fā)電機(jī)輸出電流的限制原因：防止電機(jī)過(guò)熱，絕緣老化。防止恒裝傳輸過(guò)大的力矩，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損壞。實(shí)現(xiàn)

：限制勵(lì)磁繞組電流，反饋發(fā)電機(jī)負(fù)載電流。習(xí)題

6-§6—5

飛機(jī)交流電源系統(tǒng)的并聯(lián)運(yùn)行并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)：總電氣負(fù)載均分，前提：自動(dòng)均衡電路。供電可靠性，一旦故障，不致供電停止。過(guò)載能力提高，有效利用安裝容量，滿足大的起動(dòng)及峰值電流要求。負(fù)載配置簡(jiǎn)便，增加負(fù)載時(shí)不必重新調(diào)整負(fù)載配置。供電品質(zhì)提高，∵容量大，通斷負(fù)載電壓和頻率波動(dòng)??；

無(wú)拍頻效應(yīng)（二臺(tái)電源間頻率有差。影響自動(dòng)駕駛等系統(tǒng)工作）。反延時(shí)過(guò)流保護(hù)裝置動(dòng)作迅速。并聯(lián)的缺點(diǎn)：需要有復(fù)雜的調(diào)節(jié)、控制與保護(hù)設(shè)備，影響可靠性與維護(hù)性。不并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需自動(dòng)均衡電路，電路簡(jiǎn)單。擾動(dòng)影響范圍小，限于對(duì)應(yīng)通道。無(wú)均流問(wèn)題，單發(fā)容量可充分利用。調(diào)控、保護(hù)、配電簡(jiǎn)單。不并聯(lián)的問(wèn)題：不中斷供電轉(zhuǎn)換＜50ms。同步，消除拍頻干擾。并聯(lián)運(yùn)行的基本問(wèn)題：并聯(lián)條件及投入并聯(lián)的自動(dòng)控制。負(fù)載自動(dòng)均分。1.并聯(lián)條件：五個(gè)。波形：相同，正弦性，諧波，否則會(huì)有高頻電流。THD＜5%，波峰系數(shù)

1.41±0.10。相序：一致，對(duì)應(yīng)端相聯(lián)。電機(jī)轉(zhuǎn)向和排線，更換后按線柱的連接。f：由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速確定，要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路，△f＜1%。電壓值：有調(diào)壓器，偏差不會(huì)太大。電壓相位。（投入瞬時(shí)）

差滿足要求一、交流發(fā)電機(jī)并聯(lián)條件及其并網(wǎng)控制（3）f：由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速確定，要有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路（a）調(diào)節(jié)無(wú)靜差，f1=f2

。最后頻率由大的確定，原低

f

的變?yōu)殡妱?dòng)（空載）∵單向離合器，不能反傳功率?！巴诫妱?dòng)機(jī)空載”高

f

承擔(dān)全部功率，不能正常工作，需要有控制。同步發(fā)電機(jī)“自整步作用”ff01f020P圖6-55

轉(zhuǎn)速無(wú)靜差的交流發(fā)電系統(tǒng)特性f0Pf0圖6-56

轉(zhuǎn)速有靜差交流系統(tǒng)特性ff01f02fc120P

P1

P2 P3圖6-57

兩臺(tái)調(diào)定頻率不同靜差也不同的發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)后有功分配關(guān)系（b）調(diào)節(jié)有靜差由二者共同確定，牽入同步，有功負(fù)載均分有差：頻率調(diào)定差和頻率負(fù)載特性。（4）電壓值：有調(diào)壓器，偏差不會(huì)太大。只要電壓有差，即產(chǎn)生電流偏差，電流偏差導(dǎo)致無(wú)功負(fù)載有差別。? ? ?Uo1-I1Z1=U

oZ

Z

Z21? ? ?Uo2-I2Z2=

Uo? ?? ?Uo1-U

o2ZI1-

I

2 =12Z1

Z2A1A2I1I2U01IUcU02JF1JF2圖

6-58

帶調(diào)壓器的兩臺(tái)交流發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行單相等值電路1、2-調(diào)壓器。（5）電壓相位（投入瞬時(shí)）則沖擊電流大。

大，2sin

<X

''dI''=

Uo2<''U =U

cosodsin

<2

X

''2P''=3U''I''=

3Uo< =沖擊電流最大。沖擊功率最大。< = /

2JF1U01JF2

U02I

dX

dX

圖6-59

并聯(lián)發(fā)電機(jī)單相等值電路（a）和并聯(lián)投入矢量圖U˙01jI˙

X

d

u˙

jI˙

X

d

U˙022<''U =U

coso< =沖擊電流最大。< = /

22X

''dI''=

Uo

sin

<sin

<2

X=''d23Uo''沖擊功率最大。P''

=

3U

''

IU00

U0 XdI

I

u

u

0P

2

圖6-60

不同相位差投入并聯(lián)時(shí)的電流電壓和功率沖擊沖擊電流大的影響：造成電壓、頻率擾動(dòng)，影響用電設(shè)備正工作，影響保護(hù)裝置誤動(dòng)作。類似短路瞬變狀態(tài)，發(fā)電機(jī)受損。并網(wǎng)必須控制相位差。自動(dòng)并網(wǎng)控制（解決了并網(wǎng)瞬間的沖擊問(wèn)題自動(dòng)并聯(lián)裝置檢測(cè)

f

、

、

，決定并網(wǎng)動(dòng)作時(shí)刻。當(dāng)在允許范圍時(shí)，自動(dòng)并網(wǎng)考慮因素：

1）沖擊電壓、電流允許值；電壓、頻率調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)精度；控制設(shè)備動(dòng)作時(shí)間誤差。要求：：0.5%～1.0%

fN（1.25ms)

f

U：5～10%

U

N

90?上：判斷電網(wǎng)有無(wú)電壓；下：自動(dòng)并網(wǎng)條件檢測(cè)，V1線形工作。二.

交流發(fā)電機(jī)無(wú)功功率調(diào)節(jié)原理及其自動(dòng)均衡交流發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)：總?cè)萘亢艽?。有功功率由原?dòng)機(jī)確定。端電壓一定，調(diào)節(jié)勵(lì)磁可以改變其輸出無(wú)功功率的大小。飛機(jī)上交流發(fā)電機(jī)并聯(lián)：總?cè)萘坑邢蓿覟榇_定值。當(dāng)調(diào)節(jié)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的負(fù)載時(shí)，要保持電壓、

f

不變，必須調(diào)節(jié)其他發(fā)電機(jī)輸出。二臺(tái)并聯(lián)：必須↑，↓Q1Q2Q1+Q2=

QN1．無(wú)功功率調(diào)節(jié)原理.. .. . .X

q

I

raXd

jI

qEo

Uo

jI

dxq

0ra

0. . .Eo =Uc+jIX

d隱極以二臺(tái)為例，容量、參數(shù)相同，隱極式發(fā)電機(jī)凸極（1）

增加JF1的勵(lì)磁相應(yīng)減小JF2的勵(lì)磁↓，

↑。（2）同時(shí)發(fā)電機(jī)輸出有功功率不變1E↑，但P不變，

I

cos 不變2E2

1 1E

sin

const

E

↑，

↓。P

mUI

JF1的I1↑，cos ↓，1↑，I1sin

↑1JF2的I2↓，cos↑，

2↓，I2sin↓。2。

無(wú)功增無(wú)功減JF1：全部無(wú)功、一半有功JF2：一半有功21E˙

E˙F

2 dF1 djI˙

X

jI˙

XU˙cI˙F

1F

2I˙C˙

˙21

˙F2F1I

I

IIC˙12E˙E˙F2

djI˙

XF1

djI˙

XF

2I˙

I˙F

1CI˙cU˙圖

6-69

兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行無(wú)功功率調(diào)節(jié)矢量圖（a）無(wú)功有功均分；（b）調(diào)節(jié)無(wú)功（1）增加JF1的勵(lì)磁E1↑，但P不變，I

cos 不變相應(yīng)減小JF2的勵(lì)磁E2 ↓，

2 ↑。（2）同時(shí)發(fā)電機(jī)輸出有功功率不變

P

mUIJF1的I1↑，cos ↓，1JF2的I2↓，cos ↑，2E1↑，

1

↓?！?，I1

sin↓，I2

sin1↑。無(wú)功增↓2 。無(wú)功減

Esin

const

可見(jiàn)：調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流可以改變無(wú)功分配狀況。為保證U不變，在增加一臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁時(shí)，必須減小另外一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。2.

無(wú)功電流自動(dòng)均衡的基本方法目的：均衡無(wú)功，充分發(fā)揮電機(jī)的容量。方法：調(diào)節(jié)勵(lì)磁，無(wú)功少的發(fā)電機(jī)增加勵(lì)磁，同時(shí)減小無(wú)功負(fù)載多的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。同調(diào)壓器一起實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)原理：調(diào)壓器除敏感電壓信號(hào)外，還敏感電機(jī)的無(wú)功電流偏差信號(hào)。信號(hào)綜合：偏差信號(hào)有極性。

IQ為正的電機(jī)，無(wú)功敏感信號(hào)應(yīng)與調(diào)節(jié)點(diǎn)電壓疊加，以減小I

f

。（3）原理示意圖00UU011

I

I

I1U0U01UCU021

圖6-70按無(wú)功電流偏差調(diào)節(jié)電壓的原理示意圖0U0U01UCU02

I1

I1

1

2□21

3.無(wú)功電流均衡典型線路工作原理疊加：二種方法，交流測(cè)，直流測(cè)（調(diào)壓器）。（1）原理電路電流互感器

LH1

、LH2

：差動(dòng)連接。均衡互感器

JH1

、JH2

：原邊電流為L(zhǎng)H1、LH2

副邊電流之差。副邊電流與該差值電流成比例，且有一定的相位關(guān)系。該電壓分別作用于調(diào)壓器檢測(cè)電路的整流橋上，改變整流橋的輸出電壓，從而調(diào)

I

f

。。電路對(duì)稱，I

j1

I

j

2 ∴差動(dòng)連接，JF1

和JF2

原邊電壓大小相等，相位. .相反。→

I

j1

和I

j

2

反相位。. .I

j1

I

j

2（a）電流偏差信號(hào)的產(chǎn)生. . . . .I

IL1

Ij1

IL2

Ij

21. . .I

(IL1

IL2)2)=1

(

1 112.1. .. ..B

2j1I

B

1

-

K I2 KI =(IL1-I)=2(IL1-I

L2)2 1.2 K Kj

2.I

1(I

B

2

IB1

)I

j1

和

I

j

2為負(fù)載電流的偏差信號(hào)，偏差電流中包含有功、無(wú)功分量，如何得出無(wú)功分量

IQ

。？（b）信號(hào)轉(zhuǎn)換：由均衡互感器轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。JH1

、JH2的性質(zhì)。副邊負(fù)載阻抗很大，相當(dāng)于開(kāi)路。→磁化電感。副邊電壓大小、方向取決于原邊電流。1. .. .I(

I

B1

I

B

2

)Uj1

jX

Ij1

jX

2

KIK1

K2

K. .I12

K.Uj

2(

I

B

2

I

B1

)

jX

（C）

電壓信號(hào)綜合使無(wú)功起作用，有功電流偏差不起作用。. . .1

U

BKUb1

Ub

2. .（1）I

B1、IB

2

均為無(wú)功電流，電流為原相位，幅值改變U˙

J

1B

1I˙B

2I˙(I˙B1

I˙B

2

)U˙

B U˙

BU˙

b1b

2U˙B

2I˙B

1I˙j

2UB2

B1(I˙

I˙

)圖6-73

純無(wú)功電流偏差時(shí)U˙

j1、U˙j2

與

U˙

、U˙

的矢量關(guān)系b1 b2（2）I、I均為有功電流，電壓產(chǎn)生相位差，幅值基本不變。.B1.B

2B

2(I˙B1

I˙

)U

J3˙˙

˙(IB2

IU˙

J

4I˙B

2U˙

b

2B

1I˙U˙

BI˙B1I˙B

2I

B)B1、U˙b

2間關(guān)系b1U˙圖6-74

純有功電流偏差時(shí)

U˙

j

3、U˙

j

4與整流橋輸入和輸出電壓：ab和bc線電壓均↑ ab↓，bc↑整流橋輸出為平均值：產(chǎn)生變化。

變化不大，可忽略。0U˙

aU˙bcU˙a1c1b1b1

a2c2Ua Uc˙U˙b˙

0b2

b

2aU˙bU˙cU˙01bb1

a1c

10a2c2b

2b

2

˙U˙

acU˙圖6-75

均衡互感器輸出電壓相位對(duì)調(diào)壓器輸入電壓三角形的影響習(xí)題：6—226.

無(wú)功電流分配靈敏度。（1）絕對(duì)靈敏度平均無(wú)功負(fù)載的能力。→變化率（起作用時(shí)，無(wú)功偏差使調(diào)壓器電壓檢測(cè)整流橋輸出電壓的變化量）偏差（未起作用時(shí)，電源之間的無(wú)功負(fù)載偏差）→實(shí)質(zhì)定義：電路的放大倍數(shù)。qS

'

用來(lái)衡量無(wú)功電流均衡電路控制發(fā)電機(jī)承擔(dān)qS

'

Uz

IqqS

'

越大，調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。FNZqIIFN<Iq<UFUZN=

UFN<Iq<US

=（2）相對(duì)靈敏度：（3）Sq

的設(shè)計(jì)值確定：根據(jù)調(diào)定電壓偏差

UF

和允許無(wú)功電流偏差< 確定。Sq

大，實(shí)要<Iq

小，

但太大調(diào)節(jié)容易不穩(wěn)定。qNS<I=

<UFq

minIFNUFN（4）Sq

在工程計(jì)算中的應(yīng)用①計(jì)算并聯(lián)系統(tǒng)電網(wǎng)電壓Uo1、Uo

2

、…

Uon

，求UFC∴q1)

IFNFNIUUFC

Uo1

UF1

Uo1

Sq(UFC

Uon

IFNSq

(

FN

)

IqnUono

2o1FCU

1

(U

U

U )nqi

I

0i

1②計(jì)算發(fā)電機(jī)的平均電流偏差Fc已知調(diào)定電壓和

U ，求

Iqi1< =三.

交流發(fā)電機(jī)有功功率調(diào)節(jié)及均衡1. 有功功率調(diào)節(jié)原理改變發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)有功功率。（CSCF：調(diào)CSD輸出轉(zhuǎn)矩）。并聯(lián)系統(tǒng)同時(shí)調(diào)，改變JF1軸上轉(zhuǎn)矩，應(yīng)相應(yīng)改變JF2轉(zhuǎn)矩，以保證總有功不變。調(diào)節(jié)有功功率時(shí)，要同時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁，以調(diào)節(jié)無(wú)功分配。（1）發(fā)電機(jī)輸出有功改變、無(wú)功不變↓，I

cos2↑，I

cosI

sin =

constI1↑，I2↓，=

constJF1的JF2的E

cos↑有，功增 全部有功↓，有功減1U不變、Q不增加JF1的勵(lì)磁

E1↑

1

↑減小JF2的勵(lì)磁

E2

↑，

2

↓。JF1：全部有功、一半無(wú)功;JF2：一半無(wú)功并聯(lián)系統(tǒng)同時(shí)調(diào)，以保證總有功不變。同時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁，以調(diào)節(jié)無(wú)功分配。JF1：全部無(wú)功、一半有功JF2：一半有功cU˙E˙

1

E˙

2

I˙

cdF

2j

I˙

XdF

2I˙

I˙

F

1jIF1

X˙

圖

6-80

有功功率調(diào)節(jié)原理，圖中JF2僅承擔(dān)無(wú)功電流2.有功電流自動(dòng)均衡的基本方法及線路（1）方法調(diào)原動(dòng)機(jī)輸出（CSD）

。給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器附加有功電流偏差信號(hào)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器中有有功均衡電路。調(diào)壓器應(yīng)有無(wú)功均衡電路。（2）線路信號(hào)獲取正確，極性連接無(wú)誤，工作邏輯正常。RUcoo

I

1K'原理：差動(dòng)連

U

1

Uc1

Uoo

'

U

2

U

c

2

-

U

oo

'U

z

0.45(U1-U2

)

0.9

Ic

RKU

z

0（純無(wú)功）（有功）

'1ooc

1coo??<

I

R1KU ='該電壓與有功偏差電流大小和方向成正比。1-U2

)z

Ic

RK

0.9

0.45

2

UU

0.45

(Uoo

'oo2 c

2U

U

UU

U -

U1U˙c1U˙c2U˙U˙2o

˙ao

1U˙2U˙c2U˙c1U˙cU˙圖

6-82

有功電流均衡線路電壓位形圖（a）純無(wú)功電流偏差；（b）純有功電流偏差3.

有功電流分配相對(duì)靈敏度已知各電源調(diào)定頻率和并網(wǎng)頻率時(shí)，求出有功電流差p FNp

I

I

f f

NS

on并聯(lián)系統(tǒng)：

c o1nf

1

(

f

f )p N FNpif

oiS f /

I1

f

c

I

提高

Sp

可減

I

p衡量有功電流均衡電路控制發(fā)電機(jī)承擔(dān)平均有功負(fù)載的能力。§6-6

飛機(jī)交流電源的控制一.

控制部件和裝置GCR：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制繼電器GCB：發(fā)電機(jī)斷路器BTB：并聯(lián)斷路器/匯流條連接斷路器XPC：外電源接觸器APB：輔助電源斷路器BPCU匯流條功控制單元GCU發(fā)電機(jī)控（入網(wǎng)）GCR：發(fā)電機(jī)建GCB：發(fā)電機(jī)入網(wǎng)控制器要求：基本性能，安全可靠，易于維修，數(shù)字化，綜合化，智能化。二、控制邏輯1

GCR(BTB.S)GCR.S

閉GCR(BTB)閉

斷合

開(kāi)或GCR.S

斷(BTB.S)故障信號(hào)圖

6-89

并聯(lián)電源GCR或BTB的動(dòng)作邏輯圖

6-87

發(fā)電機(jī)接觸器GCB動(dòng)作邏輯合GCB的前提是GCR通。斷開(kāi)GCR必須同時(shí)斷開(kāi)GCB，不并聯(lián)系統(tǒng)：帶載勵(lì)磁，起動(dòng)時(shí)影響設(shè)備工作。并聯(lián)系統(tǒng)：欠勵(lì)電機(jī)吸取無(wú)功功率。2 GCBGCB.S位于通外電源已切斷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速正常GCR已通與GCB通斷或GCB.S位于斷GCR斷外電源通或

故障信號(hào)3

BTB滿足并聯(lián)條件和BTB.S接通才通，不并聯(lián)系統(tǒng)中有發(fā)電機(jī)故障，且故障電機(jī)已退出并聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)閉合，不并聯(lián)系統(tǒng)故障時(shí)啟用斷開(kāi)：有故障發(fā)生時(shí)，無(wú)功和有功偏差過(guò)大，BTB.S斷開(kāi)。有一臺(tái)飛機(jī)發(fā)電機(jī)接于電網(wǎng)，外電源就不能接入外電源接入時(shí)，機(jī)上電源先斷電，再接入。外電源已投入，則機(jī)上電源不允許工作。任一飛機(jī)電源欲接入，需斷開(kāi)外電源。發(fā)電機(jī)全部斷開(kāi)外電源相序正確XPC.S置接入與XPC閉

斷合