飞机电源系统过压保护的实现方式研究

马小军+张琦

摘 要：由于飞机电源系统设计相对较为复杂，变频电源系统具有结构简单、体积较小、重量轻、可靠性高的优点，在对飞机运用的时候，需要对电源过压的情况进行保护，有效地提高飞机的质量。为了能够更好地保护电源系统，对发电机输出的电压进行有效调节，提高设计的准确性，对电压进行保护。文章通过对飞机电源系统进行调节，有效地保护电源电压过高的情况，对飞机电压进行调节，并提出飞机电源系统过压保护架构的设计。

关键词：变频电源；调压；过压保护

在飞机电源系统上，其主要就是运用的400Hz的恒定频率的交换电源，经过恒定转速保证发动机转速的恒定，对发电机出现的超频率现象进行有效的控制，对于这类电源使用效率相对较低，可以适应很多的发电系统不能有效启动的发电机。对于变频电源系统可以很好地消除这种影响，对于发电机齿轮之间的运动，在对飞机电源进行有效传输的时候，保证电流在360～800Hz的交换电。交换的电源系统为了更好的提高使用的效果，需具有設置简单、重量较轻、体积比较小、能量转换效率高、功率输出高、可靠性高的优势，关于发动机的使用效率，在实际运用的时候要对飞机电源系统进行全面的分析，对变频系统在转速应用中提高使用效率，同时要具备电压回升速度快和电压较高的特点，是在控制变频发电机输出电压的设计中主要作用，在生产中出现的高压问题也就可以得到有效的控制，及时有效地保护使用装置，成为变频电源系统中有效的优势。

1 飞机电源系统工作原理

1.1 发电机的结构

目前对于飞机电源系统的设计相对十分重视，在对电源系统中出现的过压问题需要进行有效的解决，保证电源的整体的稳定性。其中发电机在不断的发展的过程中，需要对飞机电源系统进行设计保护，内部结构也要进行充分的分析，保证内部结构的整体效果。在飞机主体发生变化的时候，需要对电机频率进行有效的控制，当电机运转时要对磁场进行分析，在产生交流电的时候分析电源系统的使用可行性，对于三相交流电通过在磁场条件小放大，在经过旋转电流器进行分析，保证发电机定子上产生的三相交流电，有效地为飞机提供电源。

1.2 飞机电压的调压和保护原理

在飞机电源系统出现失常的情况下，需要对发电机进行全面的供电设备，也就需要准备备用电源，通过变压调节电流为直流供电设备，对于使用的同步发电机在调节电源系统中起到很好的效果，可以有效控制电源系统。对于APU系统不断检测发电机的输出电压，通过对内部电压进行有效的调节保证电流的输出情况，对发电机的磁场进行改变，对电压进行调节控制。当出现磁场同时为APU系统供电，应对发电机输出电压进行检测，保证电压的极限输出效果，可以检测过压问题，这个时候就可以对磁场供电出现的问题进行及时的处理，断开发电机的接收器，及时把发电机和飞机电源系统断开，对出现的故障进行处理。

2 飞机电源系统的电压极限和安全性要求

由于变频发电系统就是通过对电源系统的同步发电进行的，转速具有较高的控制性，对于每一台发电系统来说，其转速规模都可以达到10800～24000rpm。因此，对于变频电源系统可以有效的回升电压的特点，必须有效控制变频发电系统输出的电压，保证在使用的范围中；同时发电过程中必须对出现故障及时的处理，才能更好的保障供电设备不受损坏，变频发电机的输入电压极限和故障处理的安全性要求在相关规范要求和航天要求中有所规定，具体介绍如下：

2.1 规范要求

MIL-STD-704F规定了正常工作情况下变频发电机输出电压的稳态和瞬态的特性参数。对于一些正常工作中主要包括电设备的使用，以及发电机的转速的变化，通过对电压的调节，更好地保证电源的同步和联系，以及对外部电源的提供。在转换电压的时候要对供电系统进行分析调节，同时需要对工作进行正常的维持，保证原来工作的准确性要求。在使用正常的条件下，变频发电机要保持电压在规定的范围，保证发电机在飞机系统中正常的运用。

2.2 适航要求

对于中国航天飞机电源系统故障处理中要保证飞机的安全使用，具体的要求如下：飞机电源系统要进行先关的设计，在保证使用效果的同时提高电源系统的稳定性，必须符合以下规定：（1）发生任何妨碍飞机安全效果的都不能进行设置；（2）飞机在降低飞机能力的时候保证飞机效率，保证飞行过程的机组处理能力，保证设备装置的安全使用效果；发电体系中的保护和控制装置的筹划，必须能充分迅速的断电，并将错误电源和输电设备与其相联系干系的汇流条断开，防止出现危险的过压和其余错误。

3 飞机电源系统的过压保护

3.1 过压故障的失效等级

对于发电机输出的电压超过工作的使用频率的时候，也要通过对装置的限制进行处理，根据对使用功率的大小进行分析，提高电源输出系统的准确性。根据对发电机通过的电流进行分析，在发电机输出电压上升速率非常高的时候，也就要对电源体系对大功率的设备结束供电，减少出现错误的电源信息。在电源系统处于饱和的状态的时候，将会引起发电机输出电压迅速上升，也就会伤害后面的用电设备。根据飞机使用的安全性分析，飞机电源系统很多情况下高压会导致供电失效，就会妨碍飞机的正常工作，出现安全事故，导致大部分的乘员死亡和飞机的损坏。

3.2 传统过压保护方案

对于传统的飞机发电系统对高压的情况进行保护设置的时候，也就实现了APU体系，对于这种系统检测发电机输出电压超过工作的瞬间极限，就会对电压进行保护，切断电机的供电系统。但是由于这种系统保护的时间具有一定的期限，需要对电流回来和发电机电压变革的效率很高，将使得发电机输出的电压断开发生严重的过压，不能满足使用的效果。

3.3 提高冗余过压保护的必要性

出于提高航行的安全性的要求考虑，对变频电源体系增长在APU体系采取独立使用，更好的提高系统的使用效果，与APU体系共同实现系统过压保护。冗余过压保护装配的筹划完全由硬件电路实现，其响应速度更快、举动时间更短。在生产迅速上升的过压错误的时候，要对系统进行及时的保护，同时，增长的冗余过压保护装配作为一个独立的设备与APU体系共同进行过压保护，使得飞机电源体系过压保护功能的失效概率能够满足CCAR第25.1309条的要求。

4 结束语

本文通过对飞机电源系统对发电机进行有效的分析，保证电源系统的有效供电，对飞机电源系统转速变化的范围，电压上升速率快提高发电电压的特点，保证能够更好的满足安全性的要求，指出飞机电源系统的保护装置的必要性，提出飞机电源系统保护装置的设计。

参考文献

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