民航飞机电气系统知识点

民航飞机电气系统知识点

2010 年版教材

民航飞机电气系统（2010 年版教材）

一、工作原理

1.炭片调压器的工作原理（P134,图5-3）当发电机转速上升或负载减小时，发电机电压会升高而超过其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即增大, 作用在衔铁上的电磁力会随之增大,衔铁向电磁铁方向移动, 炭片之间的压力便减小, 炭柱电阻逐渐增大, 发电机励磁电流逐渐减小, 发电机电压逐渐下降。当炭柱电阻的改变所引起的电压变化量, 恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时, 发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后, 作用在衔铁上的三个力又重新平衡,衔铁停在新的平衡位置, 调压器又处于新的平衡状态。

当发电机转速下降或负载增加时, 电压调节器的工作过程与上述相反。即：

当发电机转速下降或负载增加时, 发电机电压会下降而低于其额定值。此时电磁铁线圈中的电流会立即减小, 作用在衔铁上的电磁力会随之减小,衔铁向炭柱方向移动, 炭片之间的压力便增大,炭柱电阻逐渐减小, 发电机励磁电流逐渐增大,发电机电压逐渐上升。当炭柱电阻的改变

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所引起的电压变化量，恰好抵消了由于转速和负载改变所引起的电压变化量时，发电机电压就恢复至额定值。经过这一变化后，作用在衔铁上的三个力又重新平衡，衔铁停在新的平衡位置，调压器又处于新的平衡状态。

2.负载均衡电路的工作原理（P139,图5-6 ）如果负载分配不均衡，设I A 2,则A B两点电位不相等，

①A<①B,于是有电流自B点经过W和W流向A点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势页工作线圈磁势方向相同，使调压器铁芯合成磁势增强，调节点电压U1 降低；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使铁芯合成磁势减弱，调节点电压U2升高。

结果原来输出电流大的发电机电流I 1减小，输出电流小的发电机电流I 2 增大，使负载趋于均衡。

如果I 1①B,于是有电流自A点经过W和W流向B 点，产生相应的磁势。在输出电流大的发电机调压器中，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相反，使调压器铁芯合成磁势减弱，

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调节点电压U升高；输出电流小的发电机调压器，均衡线圈磁势与工作线圈磁势方向相同，使铁芯合成磁势增强，调节点电压U2降低。结果原来输出电流小的发电机电流11增大，输出电流小的发电机电流I 2减小，使负载趋于均衡。

3.差动保护电路工作原理（P191-192,图6-40，图

6-41）

当发电机内部或电流互感器之间的馈电线发生相与相或相与地短路时，如短路点a对地发生短路，则将流过一短路电流，于是短路点两侧的电流的大小和相位一般都不相等，于是，讥将不再等于逼，m为一个较大的值。

当短路电流达到一定数值时，△ I临电阻R2上的压降经二极管D整流，电容C滤波，再经分压后在电

阻R上产生电压U.8，当 5大于鉴压值U（U W为稳压管DW勺击穿电压）时，将发出差动保护故障信号，经过GCR故障信号放大器去断开GCR然后断开GB从而将故障发电机励磁电路和输出电路迅速断开。

若短路故障发生在保护区以外的b点，则差动保护电路不会输出故障信号。

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4.过压保护电路工作原理（P192-193,图6-42 ）

发生持续过电压时，U大于Uv i, D wi被击穿，向反延时电路输入一信号电压，经R向C2充电。当充电电压达到DW的击穿值U w2时，DW被击穿，而输出一故障信号到GCR 故障信号放大器，使GCR断开，从而断开发电机励磁回路。同时GB

也断开，使被保护的发电机退出电网。过电压越高，对电容器C2的充电电流就越大，C2的电压达到击穿DW的时间就越短，因而该电路具有反延时特性。

对于瞬时过电压，由于时间很短，G上的电压还不足以达到DW的击穿值，过电压就已消失，故DW不能被击穿，该电路也就不会输出故障信号。C2上的积累电荷，可通过D、R释放掉。

在发电机正常供电（即U=U）时，经变压整流滤波分压后的电压Uk低于鉴压值Uv i（稳压管DW 的击穿电压），DW不能击穿，电路无信号输出。

二、简要原理、方法

5. 直流发电机的工作原理（P69-70）

电枢线圈切割磁力线，电枢线圈中的感应电

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动势是一个交流电动势。

换向器和电刷起着整流的作用，因此，俗称 "整流子”。

只有一个线圈时，电刷A、B之间获得直流电动势较小，而且脉动很大。实际上直流发电机的电枢铁心表面均匀分布了许多线圈，而每个线圈的出线端分别连接两个换向片，这样在电刷A、B之间就可获得较大且平稳直流电动势。

该电动势称为电枢电动势，以E,表示。其大小可由下式表示：

E

n

a = Ce」

6.并励直流发电机自励发电的条件（P148）

（1）电机必须有剩磁。必要时，可用其它电源对其激励一次，以获得剩磁。有的发电机是在其定子铁心片中嵌放永久磁铁片，来增加剩磁；

（2）励磁绕组连接极性正确，即励磁磁势与剩磁方向一致；

（3）励磁电路电阻不能过大，必须小于该转速下的临界电阻；

（4）转速不能过低。

7.三级式无刷同步发电机的组成及各部分电机的结构特点（P156,图6-6,6-7）

它主要由主发电机、旋转整流器、主励磁机

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和副励磁机四部分组成。其中，主发电机和副励 磁机为旋转磁极式，主励磁机为旋转电枢式，旋 转整流器安装在转子上，随转子转动。

8. （三相）异步电动机的工作原理及工作状态

（转差率s 与工作状态的对应关系）（P88） 当异步电机与旋转磁场转向相同，转速在 Os>0。这时，电机处 于电动状态。

当异步电机与旋转磁场转向相同，转速n>n °

时，s<0。这时，电机处于发电状态。

当异步电机与旋转磁场转向相反，转速 n<0，

s>1。这时，电机处于电磁制动状态。 8A.三相异步电动机的调速（P89）

根据公式：n=（1-s ）空可知：调速方法有三种： p

（1）变极调速；（2）变频调速；（3）变转差率 调速。

9. 晶体管控制励磁电流的原理（P 仃3）

通时间，叫晶体管的导通比或占空比。

在功率管的控制下，励磁电流的平均值是和 功

率管的导通比成正比，改变功率管的导通比，

即可改变励磁电流，以调节发电机电压。

t on t on t off 是功率管在一个周期里的相对导

通过脉冲电压调节励磁电流通常采用两种方法：一种是保持脉冲宽度不变，仅调节脉冲的频率，叫做脉冲调频式；另一种是脉冲频率保持不变，仅调节脉冲的宽度，叫做脉冲调宽式。

注意：增加脉冲宽度就可以增加导通比的说法是错误的。保持脉冲频率（周期）不变时，增加脉冲宽度可以增加导通比。

10.磁电机的工作原理（磁电机产生高压电的原理）（P206）

磁电机产生高压电是分两步进行的。第一步是产生低压电，即改变穿过初级线圈的磁通而使初级线圈感应出低压电；第二步是把低压电变成高压电，即在适当的时机断开低压电路，使初级线圈的感应电流和伴随感应电流而产生的感应电磁场迅速消失，

使铁芯磁通发生剧烈的变化，从而使次级线圈感应而产生高压电。

11.涡桨发动机电力起动设备（直流电动机）的

增速方法（P216）

要使其增速，可以采取三种措施：①增大起动电源电压，实行电压调速；②减小电动机磁通，即减小电动机的励磁电流，实行磁通调速；③在电枢电路内串联附加电阻而后短接，也可使电动机增速。12.运7飞机上WJ5A发动机的五级起动