Робота твб на повітряних суднах

Трансформаторно-випрямні блоки на повітряних суднах отримують живлення від основної мережі змінного струму. При незмінному вхідному напруженні величина вихідного напруження струму залежить тільки від величини навантаження. Якщо розглядати лінію із зосередженим навантаженням на кінці, що живиться від випрямлювача, то напруга на навантаженні буде змінюватися пропорційно струму і відхиленню змінної напруги від номінального значення (рис. 7.6). Таким чином, величина напруги (у споживача) визначається, при даному струмі навантаження, величиною внутрішнього опору випрямлювача і опором лінії.

Саме мале значення навантаження U_мін буде відповідати мінімальній напрузі мережі змінного струму і номінальному струму навантаження.

Початкова дільниця навантажувальної характеристики випрямного блоку має складний закон зміни, але цього можна уникнути, включаючи незначне навантаження (порядку 0,05 ... 0,1 від І_ном). У практичних розрахунках початкову дільницю характеристики виключають шляхом лінеарізації всієї характеристики, як це виконано на рис. 7.6.

На повітряних суднах поки отримали практичне застосування ТВБ без системи регулювання напруги, оскільки вони мають найбільш просту конструкцію, відносно, то при визначенні сумарно допустимого навантаження необхідно враховувати не тільки загальну потужність блоків, але їх кількість, місця підключення, а також розподіл навантаження по шинах розподільних пристроїв. З метою виключення можливості перевантаження окремих ТВБ необхідно для кожного з них будувати індивідуальні графіки навантажень для нормального і аварійного режимів роботи, враховуючи характер зміни навантажень по шинах.

Рис. 7.6. Графіки залежності напруги від зміни струму.

Оскільки можливий вихід з ладу окремих ТВБ, тому необхідно мати резервну потужність постійного струму на літаку. По величині потужність резервування в цьому випадку може не перевищувати 50% через досить високу надійність статичних перетворювачів.

Робота ТВБ на зосереджене навантаження (рис. 7.7) аналогічна роботі первинної енергосистеми постійного струму з централізованим розподілом електроенергії. Приймаючи навантажувальні характеристики ТВБ і вхідні напруги ідентичні (рис. 7.7), переконуємося в рівномірності завантаження блоків. При цьому максимально допустимий струм рівний подвійному номінальному струму І_н=І_1ном + І_2ном.

При різній напрузі живлення сумарний допустимий струм навантаження знімається пропорціонально різниці вхідних напругу і не повинен перевищувати гранично допустимої величини І_доп. Якщо прийняти у І-го блоку вхідну напругу максимальною (характеристика 1), у ІІ-го - мінімальною (характеристика 2), то при номінальному струмі першого, другий бере на себе навантаження, що залишилося І₂ (рис. 7.7).

Із зменшенням різниці вхідних напруг зростає рівномірність завантаження перетворюючих блоків і збільшується сумарний допустимий струм навантаження. На нахил навантажувальних характеристик ТВБ впливає опір фідера. Якщо їх опори різні, то їх вплив на рівномірність розподілу навантажень, при паралельній роботі блоків, потрібно враховувати.

Рис. 7.7. Робота ТВБ на зосереджене навантаження.

Ефективність використання ТВБ при змінній роботі характеризується коефіцієнтом використання, який визначається відношенням допустимого струму навантаження до загального сумарного номінального струму ТВБ

.

Для розглянутого випадку при наявності двох блоків

.

При збільшенні числа паралельно працюючих ТВБ і розбалансі напруг живлення знижується коефіцієнт використання.

Паралельна робота ТВБ на рознесене навантаження (рис. 7.8) аналогічна паралельній роботі генераторів постійного струму, підключених на рознесені розподільні пристрої.

Рис. 7.8. Паралельна робота ТВБ на рознесене навантаження.

У цьому випадку ускладнення виходить тільки в тому, якщо будуть відрізнятися первинні напруги ТВБ. Виходячи із схеми (рис. 7.8) можливі два характерних випадки включення навантаження:

1) І_а = 0; І_б = 0; 2) І_а  0; І_б  0.

У першому випадку, навіть при рівних первинних напругах ТВБ, точка А отримує живлення з двох сторін. При цьому величина опору буде відчутно впливати на величину струмів перетворювачів. Тільки при R = 0, І₁ = І₂ (вважаємо r₁ = r₂).

У другому випадку через опір R потече струм, якщо будуть відрізнятися і первинні напруги ТВБ, а отже, і вторинні, при цьому один з блоків буде перевантажуватися.

При номінальному навантаженні І-го блоку у ІІ-го буде автоматичне недовантаження. Негативно позначиться на розподілі струмів і нерівність опору в смугових проводах ТВБ r₁ і r₂.

Схема паралельної роботи ТВБ на рознесене навантаження представляє лінію з двостороннім живленням, в якій струми, що віддаються випрямним пристроям, визначаються виразами:

;

,

де U₁ і U₂ - напруження ТВБ при мінімально необхідному навантаженні (0,1 І_ном).

З формул виходить, що навіть U₁ = U₂ випрямлювачі навантажуються нерівномірно і навантаження ТВБ вирівнюються при r₁ = r₂, І_а = І_б.