ZB6PD1-960图2-20 晶体管调压器的均衡电路

直流电源的控制与保护,直流发电机的输出控制与反流保护,飞机电源系统的控制和保护装置是实现电源正常供电的重要设备,用以保证发电机与电源汇流条可靠地接通、断开或转换。当电源系统发生故障时,将故障部分与电网隔离。低压直流电源系统的保护项目主要有发电机反流保护、过电压与过励磁保护、过载保护及短路保护等。控制保护装置有电磁继电器型、晶体管型及采用微处理器的智能控制器等几种。

电网断开这就是反发电机与电网的通断控制装置通常采用断路器αB。当发电机极性正确、电压略高于电网电压时,GCB将自动闭合,发电机向电网输出电能;若发电机反极性或发生反流,αB应跳开。除此之外,GCB的通断还应满足规定的逻辑关系。

早期的飞机上多采用电磁继电器式反流保护装置。发电机断路器GCB是保护器的执行机构,通常两者组合在一起。

图2-21所示为一种电磁型反流保护器的原理结构图。图中GCB为发电机断路器。DR为差动极化继电器,它是反流保护器的核心。它根据发电机电压与电网电压的差值及反流的大小动作。当发电机极性正确、电压j高于电网电压LJ一定值时,使GCB接通;反流rr达到一定值时,使GCB断开。图中的RL1和RL2为辅助继电器。

图2-22所示为极化继电器的原理示意图。其主要部件是三根圆柱形永久磁铁和两对极靴,衔铁片位于两对极靴之间,可绕支点转动。衔铁片上绕有两组线圈W1和W2。W1匝数较多,电阻较大,称为压差线圈。W2只有1~2匝,导线粗,电阻小,称为反流线圈。如果线圈Wl和W2中没有电流,衔铁可以处于任一位置。若衔铁处于图示的左上右下偏转,使触点Κ闭合,GCB线圈通电吸合,将发电机接入电网。

发电机工作期间,当U时将有反流流过线圈W2。当反流rr达到15~35A时,衔铁顺时针方向偏转,触点K断开,GCB断电释放,将发电机与电网断开。

若电网上没有其他电源,即饥=0,只要电网上接有少量负载,发电机电压达到14~18V,RL1即吸合,W1中流过电流,使衔铁逆向偏转,GCB线圈通电吸合,将发电机接人电网。这里的RL2可以防止在发电机反极性情况下W1中长期流过大电流而受损坏。

直流发电机的励磁控制与过电压保护,电压超过规定的稳态电压,由于产生过电压的具体原因和条件不同,过电压的数值和持续时间也不同。为了针对不同情况采取相应的保护措施,一般将过电压分为以下两种。

在突卸大功率感性负载时,会产生尖峰和浪涌电压,这种电压会超过稳态电压的极限值,但持续时间很短,称为瞬时过电压。瞬时过电压对于一般用电设各没有危害,但对于晶体管设备,一般需要在设备内部的供电电路上设置抑制电路加以保护。因此,对于瞬时过电压不必采取保护措施。

由发电机励磁电路或调压器的故障而造成的过电压,持续时间长,称为持续过电压。如果不及时进行保护,会对用电设备造成危害。因此必须采取有效措施,迅速切断发电机的磁场,并将发生过电压的发电机与电网断开。

在两台以上发电机并联供电系统中,若某台发电机发生持续过电压,则大部分负载将转移到这台发电机上,其电压将降低。若过电压保护装置只检测电网电压,它可能不会动作。若过电压保护器同时检测电网电压和发电机励磁线圈电压或电流信号,就能实现过载或过励磁保护。

在实际保护电路中,一般通过设置延时来区分两种不同的过电压,使保护电路在瞬时过电压时不动作,而在持续过电压时输出故障信号,使故障发电机与电网脱离,同时断开发电机的励磁电路。

图2-23所示为一种采用运算放大器的过电压保护电路原理图,该保护器还具有发电机过载保护功能,过电压保护器原理图.

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