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.

Параметры	Типы преобразователей
	ПО-500 2-й серии	ПО-500А	ПО-750А	ПО-1500
Напряжение питания, В	27В±10%	27В±10%	27В±10%	27В±10%
Потребляемый ток, А, не более	115	115±4,6	115±4,6	115±4,6
Отдаваемая мощность, ВА	500	500	750	1500
Отдаваемый ток, А	4,35	4,35	6,51	13
Частота, Гц	400±20	400±20	400±28	400±20
Частота вращения ротора, Гц	12000	12000	12000	8000
Частота вращения ротора, при которой происходит отключение преобразователя, об/мин	14000+400-600	14000+400-600	14000+400-600	14000+400-600
Масса преобразователя с регулятором напряжения, кг	12,5	12,5	14,8	23,5
Регулятор напряжения, кг	–	–	–	–
Коробка переключения	КПР–1 АПП–1	КПР–1 АПП–1	КПР–1 ААП–1	КПР–1 АПП–1
Выносное сопротивление	–	–	–	РС–4
Нажатие на щётки, гс: двигателя генератора	340–420 280–340	340–420 280–340	460–550 280–340	650–700 400–500
Минимальная высота щёток, мм: двигателя генератора	16 8	16 8	16 8	16 14

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

Параметры	Типы преобразователей
	ПО-1500ВТ-2И	ПО-3000	ПО-4500	ПО-6000
Напряжение питания, В	27В±10%	27В±10%	27В±10%	27В±10%
Потребляемый ток, А, не более	115±4,6	115±4,6	115±4,6	115±4,6
Отдаваемая мощность, ВА	1500	3000	4500	6000
Отдаваемый ток, А	13	26,1	39	52,1
Частота, Гц	400±20	400±8	400+28–20	400+28–20
Частота вращения ротора, Гц	8000	8000	8000	8000
Частота вращения ротора, при которой происходит отключение преобразователя, об/мин	9100–10000	9100–10000	9400±300	9600±500
Масса преобразователя с регулятором напряжения, кг	30	37,1	47	60
Регулятор напряжения, кг	–	Р–25В	Р–25В	Р–25В
Коробка переключения	КПР–1 КУ-1500ВТ	КПР–1 АПП–1	КПР–1 АПП–1	КПР–1 АПП–1
Выносное сопротивление	РС–4	РС–4	РС–4	РС–4
Нажатие на щётки, гс: двигателя генератора	650–700 400–500	650–700 400–500	600–700 750–800	920–1040 750–800
Минимальная высота щёток, мм: двигателя генератора	16 14	16 14	16 14	16 14

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.

Параметры	Типы преобразователей
	ПАГ–1Ф	ПТ–70Ц	ПТ–125Ц	ПТ–200Ц	ПТ–500Ц
Напряжение питания, В	27В±10%	27В±10%	27В±10%	27В±10%	27В±10%
Потребляемый ток, А, не более	3,5	5,4	8	14	37
Выходное напряжение (линейное), В	36±4	36±3%	36±3%	36±3%	36±3%
Отдаваемая мощность, ВА	40,5	70	125	200	500
Коэффициент мощности (индуктивный)	0,65	0,65	0,6	0,6	0,8
Отдаваемый ток (фазный), А	0,32–0,65	1,12	2	3,2	8
Частота, Гц	400±10%	400+2%–3%	400±2%	400±2%	400±2%
Частота вращения ротора, об/мин	8000	12000	12000	8000	12000
Высотность работы, м	20000	20000	20000	18000	20000
Коэффициент полезного действия, %	30	30	34	31	40
Масса преобразователя, кг	-	4,2	5,2	8,5	15
Режим работы	Длительный	Длительный	Длительный	Длительный	Длительный
Сила давления щётки на коллектор, гс	225±25	120+40	120+40	190+10	410+40
Сила давления щётки на контактные кольца, гс	200–225	–	–	240	–
Минимальная высота, мм двигателя генератора	10 –	12,5 –	12 –	14 –	13 –

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

Параметры	Типы преобразователей
	ПТ–1000Ц	ПТ–1500Ц	ПТ–3000Ц	ПТ–6000Б
Напряжение питания, В	27В±10%	27В±10%	27В±10%	27В±10%
Потребляемый ток, А, не более	60,5	87	180	350
Выходное напряжение (линейное), В	36±3%	36±1,5	208	208
Отдаваемая мощность, ВА	1000	1500	3000	5300
Коэффициент мощности (индуктивный)	0,8	0,85	0,85	0,9
Отдаваемый ток (фазный), А	16,1	23,4	8,4	14,7
Частота, Гц	400±2%	400±2%	400±2%	400±2%
Частота вращения ротора, об/мин	12000	800	800	800
Высотность работы, м	18000	-	-	-
Коэффициент полезного действия, %	49	52,5	52,5	51
Масса преобразователя, кг	20	27	43	53
Режим работы	Длительный	Длительный	Длительный	Длительный
Сила давления щётки на коллектор, гс	500+50–40	650+50	450+30	425±25
Сила давления щётки на контактные кольца, гс	540+50–40	200+30	350+30	650±50
Минимальная высота, мм двигателя генератора	16 –	17 13	16,5 10,5	16 14

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.

Параметры	Типы преобразователей
	МА-100М	МА-250М	МА-500М	МА-750М	МА-1000М	М-1500КМ	МА-2500М
Напряжение питание, В	27	27	27	27	27	27	27
Потребляемый ток, А не более	11	20	35	56,2	70	98	160
Выходное напряжение, В	115±3,5	115±3,5	115±3,5	115±3,5	115±3,5	115±3,5	115±3,5
Отдаваемая мощность, ВА	100	250	500	750	1000	1500	2500
Ток нагузки, А	0,87	2,17	4,35	6,5	8,7	13	21,7
Частота, Гц	380-440	380-440	380-440	380-440	380-440	380-440	380-440
Частота вращения якоря, об/мин	7600-8800	7600-8800	7600-8800	7600-8800	7600-8800	7600-8800	7600-8800
Коэффициент мощности	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
Коэффициент полезного действия	0,28	0,38	0,46	0,445	0,475	0,51	0,52
Масса преобразователя, кг	7,2	10	12,5	18	20,5	25	34,5
Коробка управления	КСУ-100М	КСУ-250М	КСУ-500М	КСУ-750М	КСУ-1000М	КСУ-1500М	КСУ-2500М

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.

Параметры	Тип преобразователя
	ПТС-25М	ПТС-250	ПТС-500А	ПТС-800А(АМ)	ПТС-800Б	ПТС-800БМ
Напряжение питания, В	27	27	27	27	27	27
Потребляемый ток, А не более	1,5	9,5	22,7	34	34	34
Выходное напряжение, В	33,0-37,5	36±1,8	36±1,5	36±0,9	115±3	115±3
Отдаваемая мощность, ВА	25	250	500	800	800	800
Частота, Гц	400±6	400±8	400±6	400±6	400±6	400±6
Коэффициент мощности	0,7	0,6	0,8	-00,8	0,8	0,8
Коэффициент модуляции выходного напряжения, %	1	1	1	-	-	-
Коэффициент нелинейных искажений, % не более	40	8	-	8	-	8
Коэффициент полезного действия	0,55	0,6	0,65	0,7	0,7	0,7
Время выхода на режим, с не более	1	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Масса, кг	1,9	8,5	17	14	19,3	14

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.

Наименование	Тип электроагрегата
	АПА-2МП	АПА-4	АПА-5	АПА-35-2В	АПА-50М	ЭГУ-50/210-131
Шасси автомобиля	ЗИЛ-150	Урал-375	Урал-375Б	ЗИЛ-131	ЗИЛ-131	ЗИЛ-131
Полная масса, кг	6350	10430	10650	11370	10950	10630
Привод генераторов силовой установки	Ходовым двигателем автомобиля через раздаточную коробку			Дизель ЯАЗ-М204Г	Дизель У1Д6-2С через раздаточную коробку	5Д-20-240 через раздаточную коробку
Мощность двигателя, л.с.	70	180	180	60	200	240
Режим работы электроагатов, В	24; 24/48; 70	24; 24/48; 70	24; 24/48; 70	24; 24/48; 70	24; 24/48; 70	24; 24/48; 70
Система постоянного тока:
тип генератора	ПР-600х1	ПР-600х2	ПР-600х2	ПР-600х2	ГАО-36	ГАО-36
напряжение, В	28,5	28,5	28,5	28,5	28,5	28,5
номинальный ток, А	600	1200	1200	1200	835	835
мощность, кВт	17	34	34	34	25	25
тип батареи	12-АО-50х4	12-АСА-145х2	12-АСА-145х2	12-АСА-145х3	12-АСА-145х2	12-АСА-145
емкость, А*ч	200	290	290	435	290	145
Система трёхфазного переменного тока:
тип генератора	-	-	ГТ-40ПЧ6	-	ГТ-60ПЧ48АТВ*	ГТ-40П46
напряжение, В	-	-	208	-	208/36	208
мощность, кВ*А	-	-	40	-	50	40
частота, Гц	-	-	400	-	400	400
Система однофазного переменного тока:
тип генератора (преобразователя)	ПО-4500	СГО-8	СГО-8	ПО-6000	СГО-30У	СГО-12
мощность, кВ*А	4,5	8	8	6	30	12
напряжение, В	115	120	120	115	208	120
частота, Гц	400	400-900	400-900	400	400	400-600
* Фазные обмотки генератора соединины в звезду с выведенной силовой нейтралью