Авиационные преобразователи электрической энергии

На летательных аппаратах, где основной системой электроснабжения является система постоянного тока, для получения переменного тока стабильной частоты применяются электромашинные преобразователи типа ПО, ПТ, МА и ПАГ. Обычно к центральному распределительному устройству подключаются два преобразователя — основной и резервный. В случае отказа основного преобразователя обеспечивается автоматическое (коробки КПР-7, КПР-9) или ручное включение резервного преобразователя.

Наиболее широкое распространение получили однофазные преобразователи типа ПО, имеющие на выходе напряжение 115В, и ПТ, имеющие на выходе напряжение 36 В и частоту 400 Гц.

Преобразователи однофазные типа ПО изготавливаются мощ­ностью от 500 до 6000 ВА. Преобразователи типа ПО представляют собой двигатель-генераторные агрегаты, состоящие из электродвигателя постоянного тока и однофазного синхронного генератора, которые имеют общий корпус и вал. На корпусе преобразователя устанавливается коробка управления, пред­назначенная для дистанционного запуска преобразователя, стабилизации его выходного напряжения и частоты, с также понижения уровня радиопомех, соз­даваемых им при работе, и отключения преобразователя при увеличении ско­рости вращения выше допустимой.

Трехфазные преобразователи типа ПТ (табл. 1.7) изготавливаются мощно­стью: от 70 до 6000ВА. Эти преобразователи представляют собой двигатель-генераторные агрегаты, состоящие из электродвигателя постоянного тока и рас­положенного с ним на одном валу трехфазного синхронного генератора. На корпусе преобразователя расположена коробка управления, предназначенная для дистанционного запуска преобразователя, стабилизации выходного напря­жения и частоты (для преобразователей типа ПТ мощностью 500Вт и более), уменьшения уровня радиопомех и отключения преобразователя при увеличении скорости вращения выше допустимой. Преобразователи типа ПТ мощностью до 200ВА имеют возбуждение генераторов от постоянных магнитов.

Трехфазные преобразователи типа ПАГ (ПАГ-1Ф, ПАГ-1ФП и др.) по принципу действия и устройства аналогичны преобразователям типа ПТ малой мощности (например, ПТ-125Ц) регулирование напряжения не осуществляется, так как они рассчитаны на постоянную нагрузку. Стабилизация частоты вращения ротора преобразователей осуществляется или с помощью центробежного регулятора или с помощью напряжения, подаваемого на обмотку управления двигателя.

Автоматическое включение резервного преобразователя типа ПТ осущест­вляется с помощью специальных устройств. К ним относятся коробки переключающих реле типа КПР-7, КПР-9 и др., а также автомат АПП-1.

Преобразователи типа МА (мотор-альтернатор, т. е. двигатель-генератор) предназначены для преобразования постоянного тока бортовой сети в переменный ток напряжением 115 В, частотой 400 Гц.

Преобразователи типа-МА состоят из двух электромашин,, размещенных в одном корпусе: электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения и без коллекторного однофазного синхронного генератора переменного тока индукторного типа ротором генератора является индикатор, выполненный из листовой электротехнической стали, имеющий полюсные выступы). Сверху корпуса преобразователя размещена коробка управления, предназначенная для регулирования напряжения генератора, дистанционного включения преобразователя, регулирования режима работы преобразователя.

Статические преобразователи типа СПО (СПО-4) предназначены для преобразования постоянного тока в переменный. Применяются для питания отдельных приборов (например, манометров типа ДИМ.

Радиоумформеры предназначены для преобразования постоянного тока низкого напряжения (27 В) в постоянный ток высокого напряжения (115 В). Применяются для питания анодных цепей радиоустройств.

Преобразователь трехфазный статический ПТС-250.

Предназначен для преобразования электрической энергии постоян­ного тока напряжением 27В в электрическую энергию трехфазно­го переменного тока напряжением 36 В частотой 400 Гц.

Расшифровка обозначения: П-преобразователь, Т-трех­фазный, С-статический, 250-выходная мощность (ВА).

На летательных аппаратах, где основной системой электроснабжения является система постоянного тока, для получения переменного тока стабильной частоты применяются преобразователи. Если первичной системой электроснабжения является система переменного тока, то преобразователи служат аварийными источниками энергии.

По принципу действия преобразователи подразделяют на электромашинные и статические, по виду выходного напряжения - на однофазные, трехфазные и комбинированные.

Электромашинные преобразователи представляют собой комбинированный агрегат постоянного тока с регулятором частоты вращения и генератора переменного тока со стабилизацией выходного напряжения. Вследствие двойного преобразования энергии имеют низкий коэффициент полезного действия - 0,45-0,5.

Статические преобразователи не имеют подвижных частей, у них больше срок службы, более высокое качество переходных процессов, значительно меньшее время выхода на рабочий режим (в 5-10 раз), более простое техническое обслуживание. Коэффициент полезного действия - 0,55-0,7.

Наиболее широкое распространение получили преобразователи: однофазные (ПО, МА), трехфазные (ПТ, ПАГ), трехфазно-однофазные (ПТО) и статические (ПТС, СПО).

Преобразователи однофазные типа ПО изготавливаются мощностью от 500 до 6000 ВА. Преобразователи представляют собой двигатель-генераторные агрегаты, состоящие из электродвигателя постоянного тока и однофазного синхронного генератора, которые имеют общий корпус и вал. На корпусе преобразователя устанавливается коробка управления, предназначенная для дистанционного запуска преобразователя, стабилизации его выходного напряжения и частоты, а так же понижения уровня радиопомех, создаваемых им при работе, и отключения преобразователя при увеличения скорости вращения выше допустимой.

Таблица 1. Основные тактико-технические данные однофазных преобразователей типа ПО

Таблица 1. Основные тактико-технические данные однофазных преобразователей типа ПО (продолжение)

Трёхфазные преобразователи типа ПТ изготавливаются мощностью от 70 до 6000 ВА. Преобразователи представляют собой двигатель-генераторные агрегаты, состоящие из электродвигателя постоянного тока и расположенного с ним на одном валу трёхфазного синхронного генератора. На корпусе преобразователя расположена коробка управления, предназначенная для дистанционного запуска преобразователя, стабилизации его выходного напряжения и частоты, а так же понижения уровня радиопомех и отключения преобразователя при увеличения скорости вращения выше допустимой. Преобразователи типа ПТ мощностью до 200 ВА имеют возбуждение генераторов от постоянных магнитов.

Таблица 2. Основные тактико-технические данные трёхфазных преобразователей типа ПТ

Таблица 2. Основные тактико-технические данные однофазных преобразователей типа ПТ (продолжение)

Трёхфазные преобразователи типа ПАГ (ПАГ–1Ф, ПАГ–1ФП и др.) и по принципу действия и устройства аналогичны преобразователям типа ПТ малой мощности. У преобразователей серий ПАГ и ПТ малой мощности (например, ПТ-125Ц) регулирование напряжения не осуществляется, так как они рассчитаны на постоянную нагрузку. Стабилизация частоты вращения ротора преобразователей осуществляется или с помощью центробежного регулятора (ПТ-70) или с помощью напряжения, подаваемого на обмотку управления двигателя.

Автоматическое включение резервного преобразователя типа ПТ осуществляется с помощью специальных устройств. К ним относятся коробки переключающих реле типа КПР–7, КПР–9 и др., а также автомат АПП–1.

Электрическая схема этих устройств обеспечивает переключение преобразователей при межфазных коротких замыканиях, обрывах фаз, коротких замыканиях или обрывах плюсовой цепи питания преобразователей.

Электрическая схема коробок типа КПР выполнена в виде трёхфазного магнитного усилителя, работающего в релейном режиме и управляемого от фильтра напряжений обратной последовательности. При отказе работающего преобразователя прекращается питание переменным током магнитного усилителя, что приводит к срабатыванию реле с определённой выдержкой времени (0,15–0,7 с). Срабатывание этих реле приводит к отключению контактора пуска основного преобразователя и включению контактора резервного преобразователя.

Основным эксплуатационным недостатком преобразователей типа ПАГ и ПТ с возбуждением от постоянных магнитов является размагничивание магнитов при возникновении коротких замыканий в сети.

Трёхфазно-однофазные преобразователи типа ПТО (ПТО-400/750М, ПТО-500/3000, ПТО-1000/1500М и др.) предназначены для преобразования постоянного тока напряжением 27 В в переменный однофазный ток напряжением 115 В и переменный трёхфазный ток напряжением 36 В, частотой 400 Гц. Преобразователь состоит из следующих узлов: пускового устройства, регуляторов частоты, напряжения однофазного и трехфазного генераторов, устройства контроля выходного напряжения, фильтров защиты от радиопомех. Как правило, основные узлы преобразователя располагают в пусковой коробке, которую устанавливают на преобразователь.

Преобразователи типа МА (мотор-альтернатор, т.е. двигатель-генератор) предназначены для преобразования постоянного тока бортовой сети в переменный ток напряжением 115 В, частотой 400 Гц. Преобразователи типа МА состоят из двух электромашин, размещённых в одном корпусе: электродвигателя постоянного тока смешанного возбуждения и безколлекторного однофазного синхронного генератора переменного тока индукторного типа (ротором генератора является индикатор, выполненный из листов электротехнический стали, имеющей полюсные выступы). Сверху корпуса преобразователя размещена коробка управления, предназначенная для регулирования напряжения генератора, дистанционного включения преобразователя, регулирования режима работы.

Таблица 3. Основные тактико-технические данные однофазных преобразователей типа МА

Статические преобразователи типа СПО (СПО-4) предназначены для преобразования постоянного тока в переменный. Применяются для питания отдельных приборов (например, манометров типа ДИМ).

Трехфазные статические преобразователи типа ПТС предназначены для преобразования постоянного тока в трехфазный переменный напряжением 36 и 115 В, частотой 400 Гц, мощностью 25-800ВА. Они используются на ЛА в качестве вторичных источников электропитания. Преобразователь устанавливают на амортизационную раму. Основные элементы преобразователя - блоки управления и питания, стабилизатор напряжения, задающий генератор, инверторы, трансформаторно-фильтрующее устройство, электровентилятор, фильтры радиопомех.

Форма кривой выходного напряжения - синусоидальная. Преобразователи выдерживают кратковременную (до 5 мин.) перегрузку по току, равную 25% номинального значения. Преобразователи имеют защиту от коротких замыканий в цепи нагрузки. После окончания короткого замыкания преобразователи восстанавливают свои выходные параметры.

Таблица 4. Основные тактико-технические данные однофазных преобразователей типа ПТС

Радиоумформеры предназначены для преобразования постоянного тока низкого напряжения (115 В). Применяются для питания анодных цепей радиоустройств.

Аэродромные средства электроснабжения самолётных потребителей

Для целей электоснабжения бортовых потребителей электрической энергией во время наземного обслуживания оборудования летательных аппаратов применяют передвижные аэродромные электрические агрегаты типа АПА и ЭГУ.