Aviacionnyj-sinhronnyj-generator-princip-dejstviya-i-podderzhanie-chastoty

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
условиях:
Переменная скорость
Его назначение:
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
возбуждения
Содержит
Создаёт
трёхфазную
магнитное поле,
обмотку, где
питается
Чаще
индуцируется
постоянным
бесщёточная
напряжение
током
для надёжности
115/200 В, 400 Гц.
возбуждения.
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 дв игателя
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
частотой вращения (CSD)
Интегрированный
привод-генератор (IDG)
Генераторы переменной
частоты (VFG)
Единый блок CSD + генератор.
Механическое устройство,
Компактный, лёгкий, с
Генератор выдаёт переменную
преобразующее переменную
автоматическим управлением.
частоту, которая затем
скорость двигателя в
Используется на большинстве
выпрямляется и инвертируется
постоянную для генератора.
современных самолётов.
для формирования стабильных
Использует гидромеханический
параметров. Отказ от сложных
регулятор.
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.

Сов ременны е 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.