Интерактивная платформа для изучения методических материалов
с блоком контроля знаний
Airbus А320
Бортовые системы электроснабжения воздушного судна разделяют на первичные, вторичные. Система называется первичной, если генераторы приводятся во вращение авиационными двигателями к ним относится интегрированный приводной генератор (IDG) который приводит во вращение двигатель, а также генератор ВСУ, вторичной, если электрическая энергия получается в ней за счёт преобразования электрической энергии первичной системы к ним относится трансформаторный выпрямитель.
Кабина Airbus a320 ночью
Электрическая система самолета оснащена двумя генераторами (GEN 1 и GEN 2), с приводом от двигателей (по одному на каждый) регулируемыми по скорости встроенными приводами постоянных оборотов (СSD).
Характеристики генераторов двигателя: - 115/200 В, трехфазный, - 400 Гц, - 90 кВА.
ГЕНЕРАТОР ВСУ (APU GEN)
Третий генератор переменного тока, приводимый в действие ВСУ, может заменить один или оба генератора основного двигателя на протяжении всего полета.
Характеристики APU GEN: - 115/200 В, трехфазный,
- 400 Гц, - 90 кВА.
ВНЕШНЕЕ ПИТАНИЕ
Наземное электрическое питание позволяет подать питание в самолётные системы при техническом обслуживании самолёта на земле.
Внешние характеристики мощности: - 115/200 В, трехфазный, - 400 Гц, - минимум 90 кВА.
АВАРИЙНЫЙ ГЕНЕРАТОР
Аварийный генератор приводится в действие гидравлическим контуром аварийной авиационной турбины (RAT). Он автоматически обеспечивает аварийное питание в случае выхода из строя всех основных генераторов самолета. Характеристики аварийного генератора: - 115/200 вольт, трехфазный,- 400 Гц,- 5 кВА.
Система распределения переменного тока позволяет питать шины переменного тока любым генератором или внешним источником питания через контакторы (BTC) шины.
В систему распределения входят:
AC BUS 1/2 – шина переменного тока 1,2
AC ESS BUS – основная шина питания потребителей переменного тока
AC ESS SHED BUS – отключаемая основная шина питания потребителей переменного тока
Шина AC ESS SHED питается шиной AC ESS, и отключается в таких аварийных случаях, когда питание системы переменного тока производится только через инвертор от BAT 1.
Источники постоянного тока:
Генерация постоянного тока осуществляется с помощью трансформаторных выпрямителей (TR) 1 и 2.
Все характеристики TR: - максимальная выходная мощность 200 А, - 28 В постоянного тока.
Один основной TR блок заменяет неисправный главный TR для питания шины ESS постоянного тока.
В состав системы распределения постоянного тока входит:
DC BUS 1/2 - шины постоянного тока (шина DC 1 и шина DC 2 питаются соответствующими TR).
DC BAT BUS – шина аккумуляторов (Шина постоянного тока BATtery подается по шине DC 1 или по шине DC 2 в случае сбоя шины постоянного тока 1. Аккумуляторы также могут питать шину постоянного тока BAT)
DC ESS BUS – основная шина питания потребителей постоянного тока.
Две батареи могут быть подключены к шине постоянного тока BAT. Каждая батарея имеет собственную шину, HOT BUS 1 и HOT BUS 2. Они питаются постоянно. Емкость аккумулятора составляет 23 Ач при номинальном напряжении 24 В постоянного тока.
СТАТИЧЕСКИЙ ИНВЕРТОР
Только на батареях, статический инвертор, подключенный к батарее 1, подает AC STAT INV BUS. Характеристики статического преобразователя:
- 115 вольт, однофазный, - 400 Гц.
СЕРВИСНЫЕ ШИНЫ (земля/воздух)
Сервисные шины переменного и постоянного тока земля/воздух обычно питаются от сети воздушного судна, напрямую наземного источника питания выше по потоку от контактора генератора внешнего источника питания (EPC), а также без подачи питания на всю сеть воздушного судна в обход EPC.
Существует два идентичных генератора с приводом от двигателя, которые называются встроенными привод-генераторами (IDG).
Они используются в качестве основного источника питания для электрической сети кондиционера. IDG содержит в общем корпусе генератор (GEN) и привод с постоянными оборотами (CSD). CSD дает постоянную входную скорость для генератора, которая требуется для постоянной выходной частоты. Каждый генератор подает 115 В 400 Гц переменного тока на свою собственную шину:
- генератор 1 питает шину переменного тока 1,
- генератор 2 питает шину переменного тока 2.
Такое распределение энергии называется разделенным питание, что означает, что источники питания переменного тока никогда не подключаются параллельно.
Каждая шина переменного тока снабжает трансформатор-выпрямитель (TR):
- шина АС 1переменного тока питает TR 1,
- шина AC 2 питает TR 2.
Трансформаторный выпрямитель преобразует 115 В переменного тока в 28 В постоянного тока для питания связанных с ними шин постоянного тока (DC 1 и DC 2).
Шина DC 1 затем питает шину DC BAT. Шина DC BAT может заряжать батареи или получать питание от батарей в качестве резервного источника питания, если другие источники питания недоступны. Электрическая система также включает в себя две шины ESSential (ESS). Одна - это шина AC ESS, питаемая шиной 1 переменного тока, а другая - шина ESS постоянного тока, питаемая шиной 1 постоянного тока. Эти шины используются для питания наиболее критичных систем самолёта. Это основная электрическая система.
На земле электрическая сеть самолета может питаться от внешнего источника питания или генератора ВСУ. Любой из источников питания может питать всю электрическую сеть.
Поскольку в данном случае не допускается параллельное соединение (раздельная работа), мы должны отдавать предпочтение различным источникам питания при подаче его на шины. Шины AC 1 и AC 2 питаются в приоритетном порядке их собственным соответствующим генератором, затем внешним источником питания, затем генератором ВСУ и затем противоположным генератором.
Аварийный генератор.
Одним из источников аварийного электроэнергии является привод-генератор постоянной частоты вращения (CSM/G), состоящий из гидравлического привода, который вращает генератор. Гидравлический привод получает давление от голубой гидросистемы через встроенный электромагнитный клапан через электрический гидронасос или ветродвигателя. Скорость вращения регулируется серво-клапаном. Принцип работы генератора идентичен принципу работы основных генераторов на двигателях и вспомогательной силовой установке.
Ветродвигатель выпускается автоматически в случае отсутствия питания AC BUS 1,2. Аварийный генератор подключается на сеть если скорость воздушного судна больше 100 узлов и все параметры электроэнергии находятся допуске.
Во время старта блок управления привод-генератора постоянной частоты вращения (CSM/GСU) получает питание от аккумулятора 2 для создания магнитного поля второго каскада.
Как только параметры аварийного генератора переменного тока выходят на номинальный уровень, на контактор аварийного генератора подаётся питание от блока управления привод-генератора постоянной частоты вращения. Основные шины питания потребителей первой категории по переменному току имеют приоритет при подаче энергии от аварийного генератора переменного тока.
Ротор высокого давления двигатель приводит в действие свой встроенный генератор- привод (IDG) через вспомогательную коробку приводов. Скорость движения зависит от номинальной мощности двигателя. Внутренняя передача IDG преобразует переменную частоту редуктора в стабильные 400 Гц. IDG обеспечивает 115 В переменного тока, 3-фазный и 400 Гц переменного тока.
IDG состоит из привода с постоянных оборотов (CSD) и генератора переменного тока, установленных бок о бок в одном корпусе. Компоненты CSD преобразуют переменную скорость на входе в постоянную скорость на выходе. CSD часть IDG представляет собой гидромеханическое устройство, которое добавляет или вычитает из переменной входной скорости вращения коробки приводов двигателя. CSD выполняет эту операцию с помощью управляемого дифференциального воздействия, чтобы поддерживать постоянную выходную скорость, необходимую для привода генератора. IDG охлаждается и смазывается системой циркуляции масла. Масло охлаждается установленным снаружи масляным радиатором IDG.
Управление выходной скоростью осуществляется блока управления генератора (GCU). Генератор с постоянными магнитами (PMG) обеспечивает электропитание GCU. Затем GCU отправляет сигнал возбуждения поля, чтобы управлять выходом генератора. Этот генератор предназначен для использования с внешним стабилизатором напряжения, входящим в состав GCU. GCU выпрямляет выходной сигнал подвозбудителя и регулирует ток возбуждения в основной обмотке возбуждения.
PMG (Генератор с пост. магнитами) (первый каскад генерирования) состоит из 12-полюсного ротора с постоянными магнитами и трехобмоточного статора. Когда двигатель работает, ротор PMG создает напряжение переменного тока в обмотках статора PMG. При нормальной скорости работы выходной сигнал от PMG составляет: - 3 фазы, - 1.200 Гц. Выходной сигнал PMG подается на блок управления генератором (GCU), который использует его для следующих функций: - GCU преобразует и выпрямляет напряжение через трансформаторный выпрямитель (TR) до 28 В постоянного тока для внутреннего источника питания, - GCU передает напряжение PMG через реле управления генератором (GCR) в цепь напряжения и регулирования, где оно выпрямляется и подается в поле подвозбудителя для регулирования напряжения.
Ступень возбудителя (второй каскад генерирования) генератора состоит из трехфазного обмоточного ротора, который расположен на валу ротора основного генератора. Обмотки статора и двухполупериодный мостовой выпрямитель (вращающийся диодный выпрямитель) также расположены на роторе. Когда он вращается внутри статора, второй каскад преобразует постоянное напряжение поля, подаваемое GCU на статор второго каскада, в переменное напряжение в обмотках ротора. Индуцированное переменное напряжение выпрямляется вращающимся диодным выпрямителем и подается на обмотки ротора основного генератора.
ОСНОВНОЙ ГЕНЕРАТОР
Главный генератор (3 каскад генерирования) состоит из 2-полюсного ротора и трехфазного обмоточного статора. Когда ротор вращается, поле постоянного тока индуцирует переменное напряжение в обмотках статора.
РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ
GCU контролирует точку регулирования (POR), чтобы поддерживать напряжение на номинальном значении (115 В переменного тока) в этой точке. Принцип действия регулятора напряжения заключается в модуляции напряжения через поле подвозбудителя. Выход PMG подключен через реле управления генератором (GCR) к модулю управления возбуждением и регулированием, где он преобразуется в напряжение постоянного тока и подается на поле возбудителя. Модуль регулирования частоты напряжения измеряет среднее значение трех фаз в POR и сравнивает его с опорным напряжением. Если разница существует, регулятор напряжения регулирует ток поля возбудителя по мере необходимости, чтобы поддерживать постоянное напряжение на POR.
Если какой-либо параметр электроэнергии внешнего источника неверен, индикаторы
не загораются. Внешнее питание не может быть подключено на сеть самолёта. Обнаружение неисправности GPCU приводит к открытию EPC.
Предусмотрено автоматическое переключение в случае выхода из строя ТR1 или ТR 2, чтобы гарантировать подачу питания на все задействованные шины постоянного тока.
TR 1, запитанный от шины переменного тока AC BUS 1, питает шины постоянного тока DC BUS 1 и шины постоянного тока BAT BUS. TR2, питаемый от шины переменного тока 2, питает шину постоянного тока 2. ESS TR питается либо от шины AC ESS, либо от аварийного генератора.
При необходимости он может питать шину ESS постоянного тока и шину ESS с возможностью отключения постоянного тока.
Две батареи подключены к шине DC BAT BUS. BAT 1 также может питать статический инвертор, а BAT 2 может питать шину DC ESS.
Для перезагрузки TR используется нажимной переключатель 15PU TR ReSeT P/BSW. Ток TR, напряжение, а также индикация положения TR контактора передаются в систему ECAM через концентратор сбора системных данных (SDAC) 1 и 2.
При устранении неисправности, TR остается деактивированным. Для повторной активации TR необходимо выполнить перезагрузку агрегата. Сброс защиты TR возможен либо от Многозадачный блок управления и индикации MCDU через CFDIU, либо от тумблера, расположенного в отсеке авионики.
Номинальная емкость каждой батареи составляет 23 А· ч. BAT 1 и BAT 2 заряжаются от BAT BUS постоянного тока через контакторы. Эти контакторы управляются ограничителями заряда батареи (BCLs). Каждый BCL управляет своим контактором батареи. Оба компонента BCL идентичны и взаимозаменяемы.
Контакторы батареи управляются для того, чтобы:
- обеспечить автоматическое подключение аккумулятора для зарядки,
- защитить батарею от теплового разгона и короткого замыкания,
- предотвратить полную разрядку, когда самолет находится на земле.
Две аккумуляторные батареи являются идентичными и взаимозаменяемыми. Каждая батарея вентилируется двумя воздуховодами. Перепад давления между салоном и снаружи используется для обеспечения вентиляции аккумуляторов. Каждый аккумулятор имеет 20 никель-кадмиевых элементов в корпусе из нержавеющей стали. Каждый аккумулятор имеет номинальное напряжение 24V постоянного тока и номинальную емкость 23 А/ч.
Параметры батареи, такие как напряжение и ток, сообщения об отказе отображаются на ECAM. Вольтметры, расположенные на потолочной панели, выдают индикацию напряжения батареи (по шине HOT BUS) даже при обесточенном воздушном судне. BCL контролируют заряд батарей. В случае теплового разгона аккумулятора или внутреннего короткого замыкания аккумулятор отключается, загорается желтый индикатор FAULT и включается система ECAM. Отказы системы и данные передаются в централизованную систему отображения отказов (CFDS).
Характеристики STAT INV следующие:
- номинальная мощность 1 кВА,
- 115 В переменного тока, 400 Гц, однофазный.
Данный агрегат используется в следующих случаях:
- Запуск ВСУ (питание топливного насоса),
- Выпуск ветродвигателя (RAT),
- запуск двигателя от аккумулятора (зажигание),
- аварийная ситуация.
Аварийная ситуация возникает, когда отсутствует питание шин AC BUS 1,2 полёта воздушного судна. В момент скорости ВС от 50 до 100 узлов аварийный генератор не подключен к сети воздушного судна. Шина AC ESS питается от STAT INV BUS, который питается от аккумулятора 1. Шина DC ESS питается непосредственно от батареи 2. Шина AC STAT INV также запитывается статическим инвертором. Эта шина используется для питания топливного насоса ВСУ. Подключаемые основные шины AC ESS SHED BUS и DC ESS SHED BUS больше не получают электропитание.
Нормальный полёт
Во время нормального полёта электрическая сеть самолета нормально запитана, а AC ESS BUS напрямую подключена к AC BUS 1.
