Типовые структуры систем электроснабжения

Под структурой электроснабжения ВС подразумевается совокупность и взаимосвязь различных систем электроснабжения, установленных на ВС.

Для функционирования большинства комплексов и систем бортового оборудования современных ВС требуется электрическая энергия как постоянного, так и переменного тока различных уровней напряжения. Поэтому на ВС устанавливаются несколько источников электроэнергии. Для передачи электроэнергии от источников к приемникам она вначале подводится к шинам соответствующих центральных распределительных устройств (ЦРУ), а далее от шин ЦРУ энергия распределяется непосредственно к приемникам или поступает к шинам промежуточных распределительных устройств (РУ), от которых производится ее дальнейшее распределение.

Выбор той или иной структуры электроснабжения ВС (рис. 1.4) обусловлен многими факторами: назначением ВС, требованиями по надежности, требованиями к качеству электроэнергии, удобством эксплуатации, стоимостью и т.д.

Системы электроснабжения ВС исходя из высоких требований к надежности электроснабжения приемников, должны состоять не менее чем из двух независимых каналов (подсистем). Их аппараты защиты и управления осуществляют в случае отказа одного из каналов автоматическое переключение его приемников к шинам ЦРУ исправного канала (подсистемы).

Рисунок 1.4 ‒ Типовые структуры электроснабжения

Известно много структур систем электроснабжения, в которых предусматривается взаимное резервирование как первичных, так и вторичных источников электроэнергии. В случае отказа одного из каналов его приемники, например, включенные к шинам распределительного устройства постоянного тока РУ, будут получать питание от шин РУ исправного канала переменного тока через выпрямительное устройство. Схема коммутации аварийных шин постоянного тока предусматривает возможность питания приемников постоянного тока 1-й категории как от первичных, так и от вторичных и аварийных источников электроэнергии.

Питание приемников переменного тока 1-й категории, включенных к аварийным шинам, осуществляется в случае отказа канала переменного тока от преобразователя электроэнергии постоянного тока в переменный.

Рассмотрим используемые в настоящее время типовые системы электроснабжения (смотри рис. 1.4).

СЭС постоянного тока (рис. 1.5). В системе электроснабжения постоянного тока в качестве основного источника электрической энергии используется генератор постоянного тока, приводимый во вращение непосредственно от двигателя. Выходное напряжение генератора равно 28,5 В.

Рисунок 1.5 ‒ СЭС постоянного тока

Переменный ток стабильной частоты f = 400 Гц различных уровней напряжения получается преобразованием постоянного тока в переменный с помощью статических или электромашинных преобразователей. Аварийным источником является аккумуляторная батарея.

СЭС переменного тока стабильной частоты (рис. 1.6). В этой системе для получения стабильной частоты тока, генератор приводится во вращение через специальное промежуточное устройство – привод постоянной скорости вращения (ППС), выходной вал которого вращается с постоянной частотой независимо от частоты вращения вала двигателя. Постоянный ток 28,5 В вырабатывается выпрямительным устройством, подключаемым к сети переменного тока.

Рисунок 1.6 ‒ СЭС переменного тока стабильной частоты

Преобразователь и аккумулятор являются аварийными источниками электроэнергии в случае отказа основного генератора или привода постоянной скорости.

СЭС смешанного типа (переменный ток стабильной частоты) (рис. 1.7). Источниками являются генератор постоянного тока низкого напряжения и генератор переменного тока стабильной частоты, приводимый во вращение через ППС.

Рисунок 1.7 ‒ С ЭС смешанного типа (переменный ток стабильной частоты)

Такая схема СЭС является наиболее распространенной в настоящее время. При отказе генератора постоянного тока нагрузку берет на себя генератор переменного тока, выдавая постоянное напряжение через аварийные выпрямители. При отказе генератора переменного тока вступает в работу электромашинный или статический преобразователь переменного тока в постоянный. При отказе всех генераторов или при останове авиационного двигателя аварийным источником являются аккумуляторные батареи и преобразователи.

СЭС смешанного типа (переменный ток нестабильной частоты) (рис. 1.8). Смешанные системы включают в себя СЭС 1-го типа и системы переменного тока напряжением 208/120 В нестабильной частоты f =400…900 Гц.

Рисунок 1.8 ‒ СЭС смешанного типа (переменный ток нестабильной частоты)

Переменный ток нестабильной частоты используется для питания приемников, не требовательных к частоте тока. Источником является генератор переменного тока нестабильной частоты.

СЭС переменного тока типа «переменная скорость постоянная частота» (ПСПЧ). Системы электроснабжения типа ПСПЧ по принципу преобразования электроэнергии разделяются на две группы:

– системы с промежуточным звеном постоянного тока, в которых энергия генератора сначала преобразуется в постоянный ток, а далее инвертируется в переменный ток постоянной частоты (рис. 1.9);

– системы с непосредственной связью, в которых имеет место однократное преобразование энергии генератора в переменный ток постоянной частоты (рис. 1.10).

В системе электроснабжения типа ПСПЧ с промежуточным выпрямлением электроэнергии (см. рис. 9) электроэнергия переменного тока переменной частоты f = var, вырабатываемая генератором переменного тока, сначала с помощью выпрямительного устройства ВУ преобразуется в постоянный ток, который далее с помощью инвертора (И) преобразуется в переменный ток постоянной частоты f = const. К недостаткам систем ПСПЧ такого типа относят двукратность преобразования электроэнергии и, как следствие, невысокий КПД.

Лучшие энергетические и массовые характеристики имеют системы ПСПЧ с однократным преобразованием электроэнергии (см. рис. 1.10).

Рисунок 1.10 ‒ СЭС переменного тока типа «переменная скорость постоянная частота»

Масса статического преобразователя переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты СП, получившего название циклоконвертора, в значительной степени зависит от значений частоты, величины тока и числа фаз питающего генератора.

Дата добавления: 2017-01-13