Авиационные генераторы переменного тока

Применение на летательных аппаратах переменного тока вместо постоянного дает возможность повысить напряжение в системе электроснабжения до 200-400В и тем самым снизить передаваемые токи, а следовательно, и массу бортовой сети; применить безколлекторные генераторы и электродвигатели, которые более надежны, чем коллекторные машины; получить постоянный ток с помощью трансформаторно-выпрямительных блоков, имеющих высокий КПД. Поэтому на современных самолетах применение переменного тока вместо постоянного, находит широкое распространение.

Однако применение только переменного тока на самолетах связано с рядом трудностей:

для многих потребителей требуется ток стабильной частоты поскольку скорость вращения авиадвигателя переменная, то для получения стабильной частоты генератора требуется редуктор с плавно изменяющимся передаточным отношением

сложность осуществления параллельной работы генераторов переменного тока

малые пусковые моменты электродвигателей переменного тока

сложность регулирования скорости вращения мощных электродвигателей переменного тока.

Генераторы переменного тока. Основными типами являются генераторы СГ, СГК, СГО, СГС, ГТ и ГО. Буквы в условных обозначениях расшифровываются следующим образом:

С	самолётный
Г	генератор
К	комбинированный
О	однофазный
С (вторая)	синхронный
Т	трёхфазный

 

Цифры обозначают номинальную мощность генератора.

Синхронные генераторы имеют закрытое исполнение, фланцевое крепление и охлаждаются воздухом, продуваемым через полость генератора. Частота тока жестко связана со скоростью вращения. Поэтому в системах переменного тока стабильной частоты применяются специальные приводы постоянной частоты вращения, в качестве которых используются гидравлические, дифференциальные, гидромеханические, воздушно-турбинные, турбомеханические и электромашинные приводы.

Генераторы переменного тока бывают контактные и бесконтактные. В последнее время все более широкое распространение начинают находить бесконтактные безщеточные генераторы (ГТ-30П46, ГТ-30П48, ГТ-40П48, ГТ-60П48, ГТ-120ПЧ6, СГК-11/1,5 КИС, СГК-30/1,5).

Стабилизация напряжения генераторов переменного тока независимо от частоты вращения и величины нагрузки осуществляется так же, как и у генераторов постоянного тока, путем изменения тока возбуждения. Для регулирования напряжения синхронных генераторов используются угольные, транзисторные, тиристорные регуляторы и регуляторы на магнитных усилителях.

Для защиты сети от перенапряжения применяют автоматы защиты сети переменного тока АЗП1-3СД (для трехфазного), АЗП1-1СД, АЗП1-1СДТ (для однофазного).

В системах защиты по частоте в качестве чувствительных элементов используются резонансные контуры или дроссели насыщения, реагирующие на частоту и управляющие работой генераторов с помощью мостовой схемы или магнитного усилителя.

Включение синхронного генератора в сеть производится автоматически с помощью синхронизатора, состоящего из выпрямительного моста, конденсатора и ряда реле. Схема подключает генератор к сети, когда выполняются все перечисленные выше условия.

После включения генераторов на параллельную работу необходимо обеспечить автоматическое распределение между ними активных и реактивных мощностей (нагрузок).

Активной называется мощность, которая отбирается генераторами от привода и преобразуется в потребителях электрической энергии. Равномерное распределение активных мощностей достигается воздействием на привод через регуляторы скорости вращения.

Реактивной называется мощность, которая в течение одного полупериода отдается генератором в сеть, накапливается в магнитных полях индуктивных катушек (или емкостях), а в течение другого полупериода возвращается в генератор. Среднее значение мощности за период оказывается равным нулю. Равномерное распределение реактивных мощностей между генераторами достигается воздействием на возбуждение параллельно работающих генераторов через регуляторы напряжения. Для уравнивания токов возбуждения параллельно работающих генераторов в регуляторах напряжения имеются корректирующие обмотки.

Комбинированные устройства. В последнее время находят все большее применение комбинированные устройства, обеспечивающие включение генераторов в сеть, регулирование их напряжения, защиту от коротких замыканий и обрывов в цепи генератора, а также сигнализацию отключения генератора от бортсети. К ним относятся коробки типа КВР-1М, КВР-3-2Ф, КВР-11. Кроме гого, в системе защиты и регулирования напряжения генераторов переменного гока применяются программные механизмы (ПМК-14, ПМК-1113А), предназначенные для автоматического отключения генераторов от сети при коротких замыканиях внутри генераторов и на участках сети.

Особенности параллельной работы генераторов переменного тока. По сравнению с параллельной работой генераторов постоянного тока параллельная работа синхронных генераторов имеет ряд особенностей: при включении генератора переменного тока порядок следования фаз и ЭДС генератора должны соответствовать порядку следования фаз сети; ЭДС и частота по величине должны быть примерно равны напряжению и частоте сети; фазы ЭДС должны совпадать с фазой напряжения сети.

Основные ТТД синхронных генераторов типа СГК

Показатель	Тип генератора
	СГК-11/1,5КИС		СГК-30/1,5
	однофазный	трехфазный	однофазный	трехфазный
Способ соединения обмотки	-	звезда	звезда	-
Напряжение линейное, В	120	37	208	120
Мощность при режиме, кВА продолжительность кратковременно (до 5 мин)	11 -	1,5 -	17 24,5	1,5 1,5
Ток нагрузки, А	92	23	47,4	12,5
Частота, Гц	400		400
Коэффициент мощности	0,8		0,85
Частота вращения, об/мин	8000		8000
Масса генератора, кг	36		37,5
Коммутационная, защитная аппаратура	КЗУ-11/1,5; РНМ-154К		КЗУ-30/1,5; БР-204К; РНУ-204К; ППЗ-43-100; ППЗ-43-33

Основные ТТД синхронных генераторов типа ГО и ГТ

Показатель	Тип генератора
	ГО-16ПЧ8	ГТ-16ПЧ8	ГТ-40ПЧ8	ГТ-60ПЧ8АТВ	ГТ-120ПЧ6
Способ соединения обмоток	звезда	звезда	звезда	звезда	звезда
Напряжение линейное, В	208	208	208	208	208
Мощность, кВА	16	16	40	60	208
Ток нагрузки (фазы), А	133	44,5	111	167	333
Коэффициент мощности	0,85	0,85	0,8	0,8	0,8
Рабочая частота, Гц	396-404	400	392-408	400	400
Частота вращения, об/мин	7920-8080	8000	7840-8160	8000	6000
Напряжение возбуждения, В	26-30	42	26-30	-	43-49
Ток возбуждения, А	25	2	самовозбуждение	2,5	2,9
Масса генератора, кг	27,5	16	47	59	85
Комутационная, защитная и регулирующая аппаратура	РН-600, КВР-2, КОЧ-1А, АЗП1-1СД, ВС-33	-	БРН-62, БРЧ-62, БТТ-62,БЗУ-62	БРН-208МТА, БЗУ-376СП, БТТ-40Б	БРЗУ-115/ВА, БТТ-120

Основные ТТД синхронных генераторов типа СГС, СГО, СГК

Показатель	Тип генератора
	СГС-7, 5Б	СГО-8 2с	СГО-12, СГО-12МО	СГК-30М	СГО-30У
Способ соединения обмоток	звезда	треугольник	треугольник	звезда	звезда
Напряжение линейное, В	120	115	120	115	208
Мощность (длительно), кВА	7,5	8	12	14	30
Ток нагрузки (фазы), А	36	69,5	100	40,6	144
Коэффициент мощности	0,85	0,85	0,8	0,85	0,9
Диапазон рабочих частот, Гц	400-900	400-900	380-910	-	398-428,5
Диапазон частоты вращения вала, об/мин	4000-9000	4000-9000	3800-9100	7760-8240	7800-8750
Напряжение возбуждения, В	28	26-30	26-30	-	26-30
Ток возбуждения, А	28	28	28,5	29	29
Масса генератора, кг	16,1	31	33	25,5	29,8
Сила нажатия на коллектор, Н	8,5-9,5	8,5-9,5	-	13,5-15	8,5-9,5
Коммутационная, защитная и регулирующая аппаратура	РН-600, КРЛ-31, ВС-30Б	РН-600, КРП-31, АЗП-1СД, ВС-33	БРЗУ-30М, СП-20ТА	РН-600 2с, КРН-0 2с, ПМК-14, КВП-1А 2с, АЗП1-1СД, ВС-30Б	РН-600, КРЛ-26П, ВС-30Б, КПРГ-30Т

(продолжение)

Показатель	Тип генератора
	СГС-30Т	СГС-30-8	СГС-40У	СГС-90	СГ-90/360 2с
Способ соединения обмоток	треугольник	звезда	звезда	звезда	треугольник
Напряжение линейное, В	208	208	208	360	306
Мощность (длительно), кВА	30	30	40	75	75
Ток нагрузки (фазы), А	83,4	83,5	111	120	120
Коэффициент мощности	0,85	0,85	0,9	0,9	0,9
Диапазон рабочих частот, Гц	225-450	368-580	378,5-417,5	375-450	375-450
Диапазон частоты вращения вала, об/мин	4500-9000	5500-8700	7750-8350	7500-9000	7500-9000
Напряжение возбуждения, В	26-30	26-30	26-30	-	50
Ток возбуждения, А	55	40	29	-	3,5
Масса генератора, кг	30,5	42	39,8	62	62
Сила нажатия на коллектор, Н	8,5-9,5	13,5-15	5,2-6,2	5,2-6,2	5,2-6,2
Коммутационная, защитная и регулирующая аппаратура	РН-600, КВР-3-2, КОЧ-1А, ВС-33А	РН-600, КРН-0, КВП-1А, ВС-30Б	РН-600, КРЛ-33А, ПМК-14, ВС-34, ТТ-33	РН-600, КПР-33А, ТГ-33, ТТИ-360, ПМК-14	РН-600, КРП-33А, ТГ-33, ТТИ-360, ПМК-14, ВС-34