wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu

advertisement
Andrzej GĘBURA
Tomasz TOKARSKI
PRACE NAUKOWE ITWL
Zeszyt 36, s. 87÷108, 2015 r.
Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych
10.1515/afit-2015-0017
WYBRANE PROBLEMY STEROWANIA
POKŁADOWYMI SYSTEMAMI PRĄDU STAŁEGO
I PRZEMIENNEGO
Artykuł ujmuje kompleksowo problem współpracy pokładowych źródeł energii elektrycznej
statku powietrznego z elektryczną siecią pokładową. Szczególną uwagę autorzy przywiązali do uwarunkowań związanych z poprawnym załączaniem pokładowych źródeł energii
elektrycznej. Omówiono strukturalne zabezpieczenia źródeł energii elektrycznej przed
szkodliwym oddziaływaniem odbiorników, jak i niepoprawnie działających źródeł na odbiorniki oraz niektóre sposoby przeciwdziałania tym zjawiskom. Poznanie tych relacji
umożliwi podjęcie przez użytkownika działań, które mogą wpłynąć na zmniejszanie awaryjności pokładowej sieci elektroenergetycznej i zapewnienie zasilania odbiorników energii
elektrycznej we wszystkich warunkach lotu. Od poprawności ich działania zależy poprawność funkcjonowania pokładowej sieci elektroenergetycznej. Autorzy starali się ujmować
wszystkie problemy w sposób możliwie uniwersalny, aby rozważania tu zawarte mogły
służyć pomocą podczas analizy defektów na różnych statkach powietrznych.
Słowa kluczowe: przekaźnik różnicowo-zwrotny, pokładowa sieć elektryczna, warunek
amplitudy, warunek fazy, węzeł elektroenergetyczny, prąd zwrotny, sterowanie prądnicą.
1. Wstęp
Rozwój lotnictwa, w szczególności nacisk na wykonywanie lotów w każdych
warunkach atmosferycznych, wymusił rozbudowanie urządzeń nawigacyjnych
oraz automatyki sterowania. Zdecydowana większość tych urządzeń wymaga,
przynajmniej częściowo, zasilania energią elektryczną. Olbrzymie zalety zastosowania tej energii, jak:
• mała masa odbiorników elektrycznych,
• duża szybkość przesyłu (równa prędkości światła) informacji lub energii,
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
88
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
• możliwość łatwej przemiany w dowolny inny rodzaj energii, np. świetlną,
cieplną, dźwiękową, mechaniczną,
powodują systematyczne zwiększanie łącznej mocy pokładowych odbiorników
energii elektrycznej. W związku z tym musi być także zwiększona łączna moc
źródeł energii elektrycznej. Zapotrzebowanie odbiorników na energię elektryczną
ulega znacznym zmianom w różnych fazach i warunkach lotu. Najwyższe zapotrzebowanie na energię elektryczną panuje w nocy, w trudnych warunkach atmosferycznych w czasie oblodzenia. Wówczas muszą być przyłączone do sieci odbiorników wszystkie pokładowe źródła energii elektrycznej. W pozostałych warunkach lotu część źródeł jest odłączana lub jest tylko częściowo obciążana. Rozkład
obciążeń musi się odbywać zgodnie z pewnymi zasadami. Tak więc rozkład obciążeń pomiędzy prądnicami pracującymi w danym węźle elektroenergetycznym
musi być równomierny – przy dużych dysproporcjach mogłoby dojść do zróżnicowania punktów pracy na charakterystykach zewnętrznych tych prądnic. Zróżnicowanie punktów pracy dla różnych prądnic pracujących równolegle mogłoby zakłócić stabilność pracy poszczególnych źródeł, zwłaszcza w stanach przejściowych
(podczas załączania i wyłączania odbiorników dużej mocy). Tak więc istnieje
konieczność doboru punktów pracy wszystkich źródeł energii elektrycznej danego
węzła elektroenergetycznego.
Pojęcie węzła elektroenergetycznego w elektrotechnice definiowane jest jako
dowolny punkt w sieci elektroenergetycznej stanowiący rozgałęzienie drogi prądowej [5, 12]. Najczęściej jest to zacisk na szynie rozdzielczej, zacisk transformatora oraz zaciski odbiorników. W środowisku lotniczym węzeł elektroenergetyczny
definiuje się jako źródła energii elektrycznej (pierwotne lub wtórne), aparaturę
regulacyjno-zabezpieczającą, w tym układy sterowania, układ przesyłoworozdzielczy, w tym kable przesyłowe, szyny rozdzielcze [2]. W niniejszej pracy
stosuje się tę drugą definicję.
Historycznie pierwsze węzły elektroenergetyczne w lotnictwie były oparte
na źródłach energii elektrycznej prądu stałego. Z czasem coraz bardziej rozbudowywana sieć oraz zwiększające się długości pokładowych sieci przesyłowych
wymuszały zwiększanie napięcia źródeł pokładowych: w 1919 r. – 8 V, 1923 r. –
12 V, 1932 r. – 24 V, 1937 r. – 27 V [15, s. 6]. Dzięki temu wzrost nominalnej
mocy odbiorników nie pociągał za sobą konieczności zwiększania średnicy
przewodów elektrycznych. Przez zwiększanie napięcia źródeł zmniejszano masę sieci przesyłowej. Okazało się jednak, że wartości napięcia nie można
zwiększać bez końca, ponieważ pojawia się zagrożenie porażeniem prądem
elektrycznym. Jak wiadomo, prąd stały jest dla człowieka bardziej niebezpieczny od przemiennego z uwagi na wywoływanie elektrolizy krwi. Szkodliwe substraty tej elektrolizy mogą doprowadzić do zatrucia organizmu. W związku z tym
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
89
cała inicjatywa konstruktorów systemów elektroenergetycznych już w latach 50.
XX wieku skupiła się na wprowadzeniu na pokłady statków powietrznych źródeł
prądu przemiennego. W 1956 r. na Tu-104 zastosowano trójfazową sieć elektroenergetyczną, zaś w końcu lat 50. upowszechniło się w lotnictwie zasilanie
trójfazowe 208/120 V o zmiennej częstotliwości [15].
Prąd przemienny charakteryzuje się również prostą, łatwą i praktycznie
bezstratną zmianą wartości napięcia poprzez transformowanie. Nie powoduje
on erozji elektrolitycznej na połączeniach przewodów elektrycznych z konstrukcją płatowca. Instalacje prądu przemiennego, np. ogrzewania szyby, nie powodują błędów wskazań pokładowych układów nawigacyjnych opartych na magnetyzmie ziemskim. Jednakże projektowanie sieci prądu przemiennego wymaga
znacznie większej wiedzy technicznej oraz wyższych standardów technologicznych niż przy konstruowaniu sieci prądu stałego. Dotyczy to m.in. załączania
źródeł energii elektrycznej prądu przemiennego do szyny odbiorników. Te dodatkowe (względem źródeł prądu stałego) uwarunkowania można ująć w trzech
punktach:
1) Oprócz warunku zrównania amplitudy (wystarczającego do załączania źródła
prądu stałego) pojawia się warunek fazy – wszystkie dołączone do szyny odbiorników źródła prądu przemiennego muszą mieć jednakową wartość częstotliwości. Niezachowanie tego warunku skutkuje znacznymi stratami energetycznymi, a nawet zwarciami.
2) Załączanie i wyłączanie odbiorników lub źródeł prądu przemiennego powinno
się odbywać w stanie beznapięciowym (w momencie przejścia przez poziom
zero). Przełączenie w innym miejscu może skutkować indukowaniem się
w sieci elektroenergetycznej impulsów szpilkowych o krótkich czasach trwania
(o czasie trwania znacznie krótszym niż wartość znamionowa okresu), ale
często znacznych wartościach napięcia. Tego rodzaju impulsy mogą doprowadzić do różnego rodzaju zakłóceń, a nawet do uszkodzenia (przebicia) izolacji elektrycznej.
3) Podczas przesyłu energii elektrycznej pojawia się zjawisko modulacji częstotliwościowej. Niekiedy składowa modulująca powoduje znaczną wartość dewiacji (np. podczas zmiany prędkości obrotowej zespołu napędowego albo
przy uszkodzeniu niektórych jego podzespołów mechanicznych), co podnosi
poziom zakłóceń pogarszających poprawność funkcjonowania urządzeń radiowych i radionawigacyjnych.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
90
2. Systemy elektroenergetyczne prądu stałego – budowa
i sterowanie
Przykładowy węzeł prądu stałego przedstawiono na rys. 1. Składa się on
z kilku (1÷4) podstawowych źródeł prądu stałego, odbiorników energii elektrycznej oraz rezerwowego źródła zasilania, jakim jest zwykle pokładowa bateria akumulatorowa. Odbiorniki prądu stałego zazwyczaj są przyłączone do:
a) szyny (szyn) podwójnego zasilania,
b) szyny awaryjnej.
G=1
Przekaźnik
różnicowo-zwrotny
nr 1
Przekaźnik
różnicowo-zwrotny
nr 3
Blok
transformatorowoprostowniczy
Szyna odbiorników prądu stałego podwójnego zasilania
G=2
Przekaźnik
różnicowo-zwrotny
nr 2
Odbiorniki
energii prądu
stałego
G~1
Szyna awaryjna prądu stałego podwójnego zasilania
Odbiorniki energii
prądu stałego
niezbędne dla
bezpieczeństwa lotu
Blok
zabezpieczenia
akumulatora
Pokładowa bateria
akumulatorowa
Rys. 1. Przykładowy system sterowania sieci prądu stałego złożony z dwóch prądnic
komutatorowych prądu stałego i jednej prądnicy prądu przemiennego z blokiem
transformatorowo-prostowniczym oraz z baterii akumulatorowej
Do szyny awaryjnej podłączone powinny być tylko odbiorniki niezbędne do
bezpiecznego kontynuowania lotu (np. w czasie awarii podstawowego systemu
elektroenergetycznego) i do bezpiecznego powrotu na lotnisko. Do zasilania wy-
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
91
korzystywane jest wówczas rezerwowe źródło zasilania. Do tej szyny przyłączone
mogą być tylko najbardziej niezbędne w czasie lotu awaryjnego odbiorniki:
• podstawowe układy nawigacyjne,
• instalacja przeciwpożarowa,
• układy kontroli silnika (silników),
• systemy oświetlenia awaryjnego,
• układ automatycznej rejestracji parametrów lotu,
• systemy łączności.
Zabronione jest przyłączanie nadmiernej liczby odbiorników z uwagi na pojemność pokładowej baterii akumulatorowej – powinna ona zapewnić 30-minutowy lot [11] w nocy w trudnych warunkach atmosferycznych. Niestety w czasie
remontów często na tej właśnie szynie montuje się dodatkowe odbiorniki energii
elektrycznej, co narusza tę zasadę.
Źródłami podstawowymi prądu stałego mogą być komutatorowe prądnice
prądu stałego lub blok transformatorowo-prostowniczy.
Podczas załączania i wyłączania źródeł prądu stałego od/do szyny odbiorników [1–5, 7, 8] muszą być spełnione warunki:
1) Warunek amplitudy – wartość napięcia przyłączanego źródła nie może być
mniejsza niż napięcie innych źródeł przyłączonych wcześniej na szynie odbiorników. Jeżeli dana prądnica będzie miała niższą wartość napięcia, to zamieni się w odbiornik, gdyż popłynie wówczas prąd zwrotny. Jeżeli natomiast
dana prądnica będzie miała zbyt wysoką wartość napięcia, to może to spowodować uszkodzenie odbiorników. W praktyce jest przyjęte, że układy automatyki załączają źródło prądu stałego, jeżeli wartość jego napięcia wyjściowego
jest o 0,3÷0,7 V wyższa niż napięcia na szynie odbiorników.
2) Niedopuszczalne jest pojawianie się na szynie odbiorników impulsów napięciowych o amplitudzie powyżej 31 V i czasie trwania powyżej 1,2 s. Wyższe
wartości impulsów mają jeszcze bardziej restrykcyjne czasy trwania, np. przy
50 V czas max 0,04 s [15].
3) Prądnica prądu stałego musi być odłączona od sieci, jeżeli wartość prądu
zwrotnego (płynącego z szyny odbiorników do prądnicy) osiągnie poziom
5÷15% prądu znamionowego danej prądnicy. Płynący prąd zwrotny świadczy
o tym, że prądnica pokładowa prądu stałego pracuje jako silnik. Prądnica w takim stanie energetycznym nie tylko nie dostarcza energii elektrycznej, ale staje
się dodatkowym odbiornikiem. Zazwyczaj moc mechanicznego zespołu napędowego jest zbyt duża, aby prądnica zamieniona w silnik zmieniła (przyhamowała) jego prędkość obrotową, niemniej zmniejsza wymiernie jego moc i po-
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
92
woduje wydatne zwiększenie temperatury swoich uzwojeń, przyspieszając
proces starzeniowy ich izolacji.
Rys. 2. Przekaźnik różnicowo-zwrotny DMR-400T z samolotu Su-22
Aby odciążyć załogę pokładową od czynności związanych ze sterowaniem
źródłami prądu stałego, konstruktorzy montują odpowiednie układy automatyki.
Do podstawowych należy przekaźnik różnicowo-zwrotny (rys. 1 i 2), który pełni
funkcje [15]:
a) załącza prądnicę do sieci, jeżeli wartość jej napięcia jest wyższa niż 0,3÷0,7 V,
b) odłącza prądnicę od sieci, jeżeli prąd zwrotny osiągnie poziom 15÷35 A,
c) zabezpiecza przed podłączeniem źródła z odwrotną biegunowością,
d) realizuje zdalne (odległościowe) załączanie i wyłączanie obwodu zewnętrznego prądnicy do sieci elektrycznej,
e) rozłącza obwód siłowy prądnicy w przypadku przerwania przewodu siłowego.
W przekaźniku różnicowo-zwrotnym czujnikiem służącym do określania kierunku i pomiaru wartości natężenia prądu jest tzw. przekaźnik spolaryzowany.
Składa się on z magnesu trwałego, kotwicy ferromagnetycznej z zespołem ruchomych styków elektrycznych oraz dwóch cewek (nawiniętych na kotwicy):
a) szeregowej,
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
93
b) równoległej.
Konstrukcja ta umożliwia określenie kierunku i wartości przepływającego
prądu pomiędzy prądnicą a szyną podwójnego zasilania odbiorników. Z chwilą
gdy prąd zwrotny przekroczy dopuszczalną wartość, następuje przerwanie obwodu prądowego źródła prądu stałego. Z kolei w przypadku poprawnego kierunku
przepływu prądu, dociskane są ruchome styki elektryczne kotwicy ferromagnetycznej do styków nieruchomych.
Cewka szeregowa to kilka uzwojeń wykonanych z płaskownika o znacznym
przekroju poprzecznym. Jest ona podłączona do obwodu pomiędzy źródłem prądu stałego a siecią pokładową szeregowo, z chwilą gdy załączone zostają styki
główne stycznika K (rys. 2 i 3). Cewka równoległa nawinięta jest znacznie cieńszym drutem i jest podłączona niezależnie od styków stycznika głównego K. Jej
obwód jest załączany przy poziomie napięcia wyjściowego źródła napięcia stałego 12÷14 V przez dodatkowy przekaźnik P1 (rys. 3). Cewka równoległa przekaźnika spolaryzowanego stanowi czujnik przewyższenia napięcia źródła prądu stałego (prądnicy albo bloku transformatorowo-prostowniczego). Aby cewka ta nie
uległa przegrzaniu przy znacznych różnicach napięć (ponad 12÷18 V), inny przekaźnik pomocniczy (normalnie zwarty) rozrywa obwód prądowy cewki równoległej
przekaźnika spolaryzowanego [15]. Cewka elektromagnetyczna tego przekaźnika
pomocniczego jest włączona pomiędzy zacisk źródła „GEN” a zacisk sieci „BAT”.
Przekaźnik zaczyna działać przy pewnym prądzie Izadz. Jeżeli napięcie prądnicy
UGEN będzie zbyt niskie, aby wywołać taką wartość prądu, to styki przekaźnika nie
zostaną rozwarte. Wówczas tworzy się na odbiornikach prądu stałego przyłączonych do szyny podwójnego zasilania dzielnik napięciowy złożony z szeregowo
połączonych rezystancji:
a) odbiorników prądu stałego przyłączonych do szyny podwójnego zasilania Rodb,
b) cewki równoległej przekaźnika spolaryzowanego Rrow,
c) cewki szeregowej przekaźnika spolaryzowanego Rszer oraz w szereg z nim
przyłączonej cewki elektromagnetycznej przekaźnika dodatkowego nr 2 –
Rcprzek2,
d) normalnie zwartych styków elektrycznych Rstyk2 przekaźnika dodatkowego
nr 2.
Jeżeli iloraz wartości napięcia źródła i rezystancji łącznej (sumy rezystancji
a÷c) będzie mniejszy niż Izadz, to na odbiornikach przyłączonych do szyny podwójnego zasilania pojawi się wartość obniżona do poziomu 10÷14 V napięcia
wyrażona wzorem:
Uodb = 𝑈𝑈𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺
𝑅𝑅𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑅𝑅
𝑅𝑅
𝑅𝑅𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 +𝑅𝑅𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐2 + 𝑅𝑅𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2
𝑅𝑅𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟 +𝑅𝑅𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟𝑟
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
(1)
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
94
GEN
K
PP
Rsprzek
Rrow
N
B
P1
S
usz
W
+
P2
BAT
Szyna prądu stałego podwójnego zasilania
Rodb
Rys. 3. Uproszczony schemat przekaźnika różnicowo-prądowego DMR-400D:
K – stycznik główny, PP – przekaźnik spolaryzowany (N-S – magnes trwały przekaźnika spolaryzowanego, usz – uzwojenie równoległe o rezystancji Rrow),
P2 – przekaźnik nr 2 zabezpieczający cewkę przekaźnika spolaryzowanego przed
przegrzaniem (Rsprzek2 – rezystancja normalnie zwartych styków), Rodb – rezystancja odbiorników energii elektrycznej przyłączonych do szyny podwójnego zasilania, GEN – zacisk prądowy (siłowy) przekaźnika różnicowo-prądowego od strony
źródła zasilania, BAT – zacisk prądowy (siłowy) przekaźnika różnicowoprądowego od strony sieci elektrycznej statku powietrznego, P1 – przekaźnik załączający obwód sterowania obwodem zasilania stycznika K oraz sterowania
przekaźnikiem P2 – P2 załączany jest przy UGEN=12÷14 V
Zatem dopóki napięcie źródła nie zwiększy się do odpowiedniego poziomu
zapewniającego poziom zadziałana przekaźnika dodatkowego nr 2, lub zmniejszy
się wartość rezystancji odbiornika Rodb, to odbiorniki podłączone do szyny podwójnego zasilania będą pod obniżonym napięciem zasilania (obniżonym do
poziomu 10÷14 V). Rozwiązaniem byłoby zastosowanie dodatkowego obciążenia
przyłączonego od strony szyny podwójnego zasilania (do zacisku „BAT” przekaźnika różnicowo-zwrotnego) zapewniającego poziom zadziałania Izadz cewki elektromagnetycznej przekaźnika dodatkowego nr 2.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
95
W praktyce eksploatacyjnej w odbiornikach przyłączonych do szyny podwójnego zasilania dosyć rzadko powstają wartości napięcia 10÷14 V. Dochodzi do
tego tylko w przypadku odbiorników o wysokich wartościach rezystancji wewnętrznej, podłączonych do szyny podwójnego zasilania w czasie zwiększania
prędkości obrotowej silników. Wystarczy włączyć jakiś dodatkowy odbiornik energii elektrycznej, a natychmiast zadziała przekaźnik P2 (rys. 3) i napięcie na szynie
podwójnego zasilania zaniknie. Wystarczy także zwiększyć napięcie prądnicy –
samorzutnie dochodzi do tego po uzyskaniu przez zespół napędowy znamionowej wartości prędkości obrotowej – wówczas zadziała stycznik główny K (rys. 3)
i na szynę podwójnego zasilania zostaje załączone napięcie zgodnie z normą
[9, 11]. Stan obniżonego napięcia na szynie odbiorników trwa maksymalnie 1 s.
Takie obniżone napięcie byłoby groźne dla silników elektrycznych, np. wentylatora klimatyzacji, lecz te zazwyczaj mają znaczne wartości prądu znamionowego
i od razu spowodowałyby zadziałanie cewki elektromagnetycznej przekaźnika P2.
Znacznie bardziej niebezpieczne od jednorazowego niezadziałania przekaźnika
P2 jest wielokrotne cykliczne seryjne załączanie styków przekaźników lub stycznika [8] w przekaźniku różnicowo-zwrotnym.
Takie zjawiska (tzw. efekt dzwonkowy) w przekaźnikach lub styczniku mogą
powstawać w trzech przypadkach:
a) przy niestabilnej prędkości obrotowej silnika lotniczego podczas wzbudzania
się prądnicy prądu stałego do pracy, np. podczas startu statku powietrznego
przy niewielkim obciążeniu pokładowych źródeł energii elektrycznej,
b) przy niestabilnej pracy regulatora napięcia prądnicy (spowodowane awarią
systemu regulacji i stabilizacji napięcia) lub niepoprawnym działaniem układu
pracy równoległej pokładowych źródeł energii elektrycznej,
c) przy niedopasowaniu punktów pracy pokładowych źródeł prądu stałego (przed
ich podłączeniem na wspólną szynę) na ich charakterystykach zewnętrznych.
Efekt dzwonkowy powoduje powstawanie łuku elektrycznego na stykach
podczas rozrywania obwodu i jednocześnie kumulowanie efektów termicznych
oddziaływania tego łuku elektrycznego. Skraca się więc żywotność przekaźnika
różnicowo-zwrotnego poddanego oddziaływaniu efektu dzwonkowego. Może
dojść do nieprawidłowego działania przekaźnika różnicowo-zwrotnego i do samowyłączenia źródła prądu stałego w czasie lotu. Najciekawszy wydaje się przypadek c. Występuje w momencie załączenia prądnicy do sieci pokładowej. Warunkiem sprzyjającym jest niska sztywność tego źródła (chwilowe obniżanie napięcia UGEN2 przez sieć pokładową). Jeżeli do sieci elektrycznej (do szyny podwójnego zasilania – rys. 1) o wartości napięcia Uodb, obciążonej odbiornikami
mocy o łącznym poborze prądu Iobcodb, przyłączamy pokładowe źródło prądu sta-
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
96
łego o wartości napięcia na zaciskach wyjściowych UGEN2, to przed załączeniem
tej prądnicy musi być spełniony warunek:
UGEN2(I G2 = 0) ≥Uodb+ (0,5÷0,7) [V]
(2)
Jeżeli źródło, np. G=2, zostanie przyłączone do szyny podwójnego zasilania,
to przejmie część obciążenia – prąd obciążenia z zerowego zwiększy się do poziomu np. IG2 = 0,5·Iobcodb. Wówczas wartość napięcia na zaciskach przyłączanego źródła prądu stałego G=2 zostanie wydatnie zmniejszona, z uwagi na spadek
napięcia na kablach oraz na oporności wewnętrznej tego źródła. Wówczas może
się zdarzyć, że do G=2 popłynie prąd zwrotny powodujący wyłączenie tego źródła.
Po jego wyłączeniu relacje napięć znów będą spełniały zależność (1), co umożliwi
ponowne załączenie źródła G=2 do szyny podwójnego zasilania przez przekaźnik
różnicowo-zwrotny. Taka sytuacja załączania i wyłączania źródła G=2 może trwać
bez końca. Aby się tego ustrzec, niektóre firmy produkujące przekaźniki różnicowo-zwrotne, np. Hartmann-Codier, montują od strony zacisku „BAT” (rys. 3) dodatkowy rezystor powodujący wstępne obciążenie prądnicy przed jej przyłączeniem do szyny podwójnego zasilania.
U [V]
50V
32V
0,04
2,5
t [s]
Rys. 4. Krzywa zależności wartości napięcia i czasu trwania impulsów, powyżej której
powinien zadziałać układ zabezpieczenia sieci
Dotychczas omawiane były załączania i wyłączania źródeł prądu stałego na
skutek procesów wolnozmiennych trwających od kilku sekund do ułamka sekundy. Jednakże gradient zmian narastania napięcia może być znacznie większy
i czasy trwania przepięć znacznie krótsze (rzędu mili-, a nawet mikrosekund) –
wówczas przekaźnik różnicowo-zwrotny miałby zbyt długą zwłokę czasową i mogłyby w niektórych odbiornikach wystąpić groźne uszkodzenia. Taki krótki impuls
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
97
napięciowy mógłby spowodować przebicie izolacji do masy w podzespołach sieci
elektrycznej lub przepalenie (przegrzanie) uzwojeń, lub przebicie izolacji międzyzwojowej cewek indukcyjnych, co skutkowałoby pogorszeniem ich funkcjonowania, systematycznym przegrzewaniem i skróceniem resursu pracy [6]. Dlatego
przepisy normatywne [9, 11] wprowadzają restrykcyjne ograniczenie amplitudowo-czasowe dotyczące istnienia takich impulsów (rys. 4).
Impulsy przewyższające te uwarunkowania (ich punkt charakterystyczny leży
powyżej krzywej przedstawionej na rys. 4) muszą być eliminowane. Dokonuje się
tego na dwa sposoby:
1) zastosowanie filtrów energetycznych,
2) wyłączenie awaryjne prądnicy i zwarcie jej uzwojenia wzbudzenia (w celu wyeliminowania oscylacji towarzyszących wyłączeniu).
Sposób pierwszy polega na rozmieszczeniu w obwodzie węzła elektroenergetycznego filtrów typu RC lub RLC. Umieszcza się je zwykle w pobliżu potencjalnych źródeł zakłóceń, jak np. styczniki komutujące znaczne (powyżej 20 A)
prądy lub w miejscach istnienia komutatorów (silniki elektryczne lub prądnice
komutatorowe).
Sposób drugi polega na zastosowaniu automatów przeciwprzepięciowych [15]. Reagują one w czasie odwrotnie proporcjonalnym do amplitudy impulsu przepięciowego. Jeżeli wartość parametru takiego impulsu przekroczy krzywą
przedstawioną na rys. 4, to automat przepięciowy rozłącza obwód wzbudzenia
prądnicy i zwiera go (w celu wygaszenia oscylacji) oraz podaje sygnał do przekaźnika różnicowo-zwrotnego w celu wymuszenia wyłączenia obwodu siłowego
prądnicy od sieci pokładowej statku powietrznego.
3. Systemy elektroenergetyczne prądu przemiennego
– budowa i automatyczne sterowanie
Schemat blokowy węzła elektroenergetycznego prądu przemiennego
przedstawiony na rys. 5 jest analogiczny jak schemat blokowy węzła prądu stałego (rys. 1). Zbliżona jest nie tylko struktura, ale i przeznaczenie poszczególnych bloków. Podobnie jak w systemie sieci prądu stałego, również w tym są
dwa rodzaje szyn zasilania:
a) szyna (szyny) podwójnego zasilania,
b) szyna awaryjna.
Szyna (szyny) podwójnego zasilania wykorzystuje główne źródła prądu
przemiennego: G~1, G~2, G~3. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że w systemach
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
98
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
węzłów elektroenergetycznych prądu przemiennego znacznie częściej niż w systemach prądu stałego stosuje się osobne szyny podwójnego zasilania dla każdej
z prądnic. Jak wspomniano we wstępie, aby kilka prądnic prądu przemiennego
mogło oddawać swoją energię na jedną szynę podwójnego zasilania, to oprócz
odpowiednich relacji amplitudowych musi być spełniony warunek fazy – musi być
zapewniona synchronizacja częstotliwości przyłączanego źródła z częstotliwością
sieci elektroenergetycznej. W związku z tym w statkach powietrznych (np. Mi-14,
Mi-17) eksploatowanych w lotnictwie Sił Zbrojnych RP każda prądnica ma oddzielny zespół odbiorników. Natomiast śmigłowiec Mi-24 ma dwie prądnice
GT-40PCz6 synchronizowane. Możliwość przyłączania dwóch prądnic prądu
przemiennego jednocześnie na jedną szynę podwójnego zasilania to, podobnie
jak dla sieci elektroenergetycznej prądu stałego, możliwość zwiększenia elastyczności gospodarowania zasobami energetycznymi zamontowanych prądnic.
Tak więc szyny podwójnego zasilania obu prądnic łączy się ze sobą w celu
zwiększenia mocy elektrycznej przy większym zapotrzebowaniu energetycznym,
jak np. konieczność załączenia ogrzewania łopat nośnych śmigłowca w warunkach oblodzenia.
Aby zapewnić poprawną synchronizację prądnic na śmigłowcu Mi-24, należy
na ziemi wstępnie uzgodnić fazy obu prądnic. W tym celu po włączeniu zespołu
napędowego obraca się stojanem (korpusem) jednej prądnicy, aż dojdzie do
uzgodnienia kątów fazowych obu prądnic z tolerancją 1÷2o. Okazuje się, że po
takim naziemnym uzgodnieniu kątów fazowych niekiedy w czasie pracy w powietrzu kąty te ulegają zwiększeniu.
Czasami z tego powodu zwiększają się straty elektroenergetyczne takiej pary
prądnic. Straty te wynikają ze wzajemnego przepływu energii pomiędzy prądnicami. Oczywiście zmniejsza to moc dostarczaną na szyny odbiorników. Przyczyną takich rozbieżności jest zazwyczaj zwiększony lub zróżnicowany poziom luzów
międzyzębnych zespołu napędowego obu prądnic. Dlatego ważne jest utrzymywanie tego toru napędowego w wysokiej sprawności technicznej i ewentualne
monitorowanie luzów np. metodą FAM-C.
Do szyny awaryjnej prądu przemiennego, podobnie jak w systemie prądu stałego, są przyłączone tylko odbiorniki niezbędne dla bezpieczeństwa lotu, takie jak
np. zasilanie układów żyroskopowych sztucznego horyzontu pierwszego pilota
i systemu kursowego. Dlatego też w czasie awarii wszystkich prądnic (prądu stałego i prądu przemiennego) uruchamiane zostają przetwornice zasilane z pokładowej baterii akumulatorowej.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
G~1
Skrzynka sterowania
załączaniem prądnicy prądu
przemiennego nr 1 do sieci
Układ załączania
przetwornicy do
sieci
99
Przetwornica
prądu
stałego
na prąd
przemienny
Szyna prądu przemiennego podwójnego zasilania (szyna odbiorników)
G~2
Skrzynka sterowania
załączaniem prądnicy
prądu przemiennego nr 2
do sieci
G=3
Szyna awaryjna prądu przemiennego
Odbiorniki energii prądu
przemiennego niezbędne
dla bezpieczeństwa lotu
Odbiorniki energii prądu
przemiennego – pozostałe
(w tym odbiorniki mocy)
Rys. 5. Przykładowy system sterowania siecią prądu przemiennego złożony z dwóch
prądnic prądu przemiennego i jednej prądnicy prądu stałego oraz jednej przetwornicy (prądu stałego na przemienny)
Analizując schemat blokowy przedstawiony na rys. 5, można zauważyć, że
pomiędzy każdą prądnicą a szyną prądu przemiennego podwójnego zasilania jest
zamontowana skrzynka sterowania załączaniem danej prądnicy. Pełni ona podobną funkcję jak przekaźnik różnicowo-zwrotny dla prądnicy prądu stałego.
Funkcje skrzynki sterowania prądnicy prądu przemiennego można ująć w kilku
punktach:
a) odległościowe włączanie prądnicy do sieci pokładowej,
b) blokada włączenia prądnicy prądu przemiennego przy wyłączonych prądnicach prądu stałego,
c) zabezpieczenie odbiorników przed zasilaniem prądem o zmniejszonej częstotliwości – odłączenie prądnicy przy f = 345 Hz, załączenie na szyny przy
f = 385 Hz (warunek fazy),
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
100
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
d) zabezpieczenie prądnicy i odbiorników przed pracą przy obniżonym (poniżej
minimalnego) napięciu – wyłączenie przy U = 40 V, załączenie przy U = 95 V
(warunek amplitudy),
e) współpraca z automatem przepięciowym (AZP) – natychmiastowe wyłączenie
prądnicy z chwilą wykrycia przez AZP impulsu napięcia o pozanormatywnych
parametrach,
f) wyłączenie zasilania szyny odbiorników od prądnicy prądu przemiennego
z chwilą podłączenia napięcia lotniskowego (LZE) – przełączenie szyny prądu
przemiennego na zasilanie z LZE,
g) przełączenie zasilania wzbudzenia prądnicy prądu przemiennego przy uszkodzeniu prądnic prądu stałego na zasilanie z pokładowej baterii akumulatorowej,
h) wyłączenie zasilania wzbudzenia prądnicy prądu przemiennego przy uszkodzeniu (oberwaniu) fazy prądnicy prądu przemiennego,
i) rola wzmacniacza dla regulatora napięcia danej prądnicy.
Wymienione w pkt.: a, d, e, f, h funkcje są bardzo podobne do funkcji logicznych przekaźników różnicowo-prądowych w węzłach elektroenergetycznych prądu stałego. Są to, jak zaznaczono we wstępie, warunki relacji amplitudowych
pomiędzy źródłem energii a szyną odbiorników oraz źródłem lotniskowym (LZE).
Jak jednak wspomniano we wstępie, dla prądu przemiennego obowiązuje
dodatkowo warunek fazy: załączenie i wyłączanie prądnicy prądu przemiennego
przy odpowiednich poziomach częstotliwości. W starszych konstrukcjach lotniczych węzłów elektroenergetycznych funkcje amplitudowe były rozdzielane
(osobne skrzynki automatyki), w nowszych są łączone w jednym urządzeniu. Na
rys. 6 przedstawiono skrzynkę KWR-11 z samolotu Su-22, łączącą obie funkcje.
Skrzynka służy do sterowania załączaniem jednofazowej prądnicy z jednofazową
szyną odbiorników. Elementami czułymi na zmiany częstotliwości są obwody
rezonansowe LC – z chwilą gdy częstotliwość źródła osiągnie nastrojoną wartość
graniczną, wyrażoną wzorem:
𝑓𝑓𝑔𝑔𝑔𝑔 =
1
(3)
2𝜋𝜋√𝐿𝐿𝐿𝐿
wartość natężenia prądu gwałtownie rośnie i przesuwa punkt pracy wzmacniacza
magnetycznego, uruchamiając odpowiednio rozłączanie lub załączanie obwodu
siłowego prądu przemiennego do szyny odbiorników. Dla warunku amplitudy natomiast wzorcami napięcia załączenia lub wyłączenia (prądnicy do/od sieci) są
diody Zenera.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
101
1
Rys. 6. Skrzynka KWR-11 włączenia, zabezpieczenia i regulacji napięcia prądnicy prądu
przemiennego Su-22: 1 – układ (elektromechaniczny) wypracowania opóźnienia
czasowego
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
102
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
Do załączania i wyłączania obwodu siłowego prądnicy prądu przemiennego
do szyny odbiorników (zarówno dla warunku fazy, jak i amplitudy) służą wzmacniacze magnetyczne. Ich zastosowanie w układach automatycznego sterowania
źródłami prądu przemiennego nie jest przypadkiem. Wzmacniacze te [13, 16]
odznaczają się bowiem:
• brakiem galwanicznych połączeń obwodu roboczego z obwodem sterującym,
• wysokim poziomem wzmocnienia prądowego,
• wysoką trwałością, niezawodnością i odpornością na uderzenia prądowe,
• łatwością kształtowania zmiennej wartości wzmocnienia prądowego w zależności od wielkości sygnału wejściowego – możliwość ukształtowania
właściwości przerzutnikowych wzmacniacza (poprzez zastosowanie obwodu dodatniego sprzężenia zwrotnego) bez ryzyka wzbudzeń rezonansowych układu.
Rys. 7. Stanowisko do badania skrzynki KWR-11 z Su-22
Do sprawdzania poprawności działania jednofazowych skrzynek KWR-11
(włączania jednofazowej prądnicy prądu przemiennego do szyny odbiorników)
w ITWL wykonano stanowisko badawcze przedstawione na rys. 7 i 8. Umożliwia
ono sprawdzenie poprawności funkcjonowania skrzynek KWR-11 zarówno
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
103
w zakresie parametrów amplitudowych, jak i fazowych. Stanowisko stanowi
uproszczony węzeł elektroenergetyczny jednofazowy prądu przemiennego
(rys. 8), w którym za pomocą wzorcowego źródła napięcia prądu przemiennego,
kontrolowanego przez aparaturę pomiarową wysokiej klasy, zadawane są parametry graniczne i obserwowana jest reakcja skrzynki KWR-11 na te wymuszania.
Istnieje także możliwość zadawania impulsów przepięciowych o określonej wartości (granicznej) napięcia i czasu. Impulsy te są zsynchronizowane z przebiegiem
napięcia źródła wzorcowego (synchronizacja przejść przez poziom zerowy przy
pomocy układu zbudowanego na optotriakach), dzięki czemu można odtwarzać
zjawiska przepięciowe towarzyszące rzeczywistej pracy węzła elektroenergetycznego i reakcji skrzynki KWR-11 oraz AZP na te zjawiska.
Na marginesie należy zaznaczyć, że w realnych warunkach impulsy przepięciowe mogą wystąpić z powodu:
• uszkodzenia układu regulatora napięcia, np. spieczenia płytek węglowych słupka regulatora napięcia,
• wyłączenia odbiornika dużej mocy (szczególnie wysokie wartości impulsów indukują się w cewkach elektrycznych w chwili rozłączenia przy max
wartości napięcia chwilowego),
• mechanicznego uszkodzenia zespołu napędowego napędzającego
prądnicę – w warunkach zwiększonych luzów obwodowych następuje
spowolnienie, a następnie gwałtowne przyśpieszenie prędkości kątowej
wałka prądnicy – jeśli regulator napięcia jest zbyt powolny, aby stłumić
powstający wtedy impuls przepięciowy, to przechodzi on do szyny odbiorników.
Znacznie bardziej rozbudowane niż układy jednofazowe są układy trójfazowe, złożone z dwóch prądnic trójfazowych pracujących na osobnych szynach
odbiorników. Jeszcze bardziej od nich rozbudowane są układy dwóch prądnic
trójfazowych pracujących synchronicznie na jednej trójfazowej szynie odbiorników
w sposób synchroniczny – przykład takiego układu ze śmigłowca Mi-24 przedstawiono na rys. 9. Rolę skrzynki sterowania załączaniem każdej z dwóch prądnic
prądu przemiennego (GT-40PCz6) odgrywa blok zabezpieczenia i sterowania
BZU-4A. Zapewnia on [6]:
a) odległościowe włączanie i wyłączanie prądnicy trójfazowej,
b) automatyczne przyłączenie prądnicy do szyny odbiorników, jeżeli wartość
napięcia międzyfazowego przekroczy 175÷185 V (wartości napięcia fazowego
UfN > 101÷107 V),
c) automatyczne bezzwłoczne odłączenie prądnicy od szyny odbiorników przy
obniżeniu częstotliwości poniżej 361÷349 Hz i ponowne jej przyłączenie, jeżeli
wartość częstotliwości wyniesie 349÷361 Hz,
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Ż2
Ż3
Ż4
Ż5
Wł 2PRĄDNICA=GS
Wł 3APA-SzRA-400-3F
Wł 4FAZA SGO8
Wł 5WOLTOMIERZ
„1”
USGO8
Ż10 „2”
Ż8
Ż9
V1
napięciowo: U=28 V, I = 20 A
Ż7
Uodb
I1
Zasilacz prądu stałego stabilizowany
Pulpit PK-KWR-11
Ż1
Ż11
Wł 1PRĄDNICA~
Uwzb
V2
RN-400B
V3
BAT
N
skrzynka KWR-11
Badany podzespół:
Uwej
Ż6
AZAR
V4
Rys. 8. Schemat ideowo-blokowy stanowiska do badania skrzynki KWR-11 z Su-22
I2
R2
R1
N
C
A
B
AZP-1S
f=340÷600 Hz
UfN= 40÷140 V
LUZES-III
LUZES-VII albo
badawczego:
stanowiska
elektryczne
Źródło
104
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wtyczka SzRAP-400-3F
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
105
d) automatyczne włączenie pracy równoległej prądnic,
e) automatyczne odłączenie prądnicy od szyny odbiorników, jeżeli wartość napięcia międzyfazowego przekroczy 220÷230 V (wartość napięcia fazowego
UfN > 101÷107 V) ze zwłoką czasową 0,4÷0,7 s,
f) automatyczne odłączenie prądnicy od szyny odbiorników, jeżeli wartość napięcia międzyfazowego obniży się poniżej 185÷175 V (wartości napięcia fazowego UfN < 101÷107 V) ze zwłoką czasową 1±0,3 s,
g) inne funkcje analogiczne jak dla skrzynki załączania prądnicy jednofazowej
oraz dla AZP.
9.
8.
7.
6.
5.
4.
3.
2.
1.
Rys. 9. Układ załączania, zabezpieczenia i regulacji prądnicy trójfazowej GT-40PCz6
śmigłowca Mi-24 – makieta pracująca w maszynowni zakładu awioniki ITWL (dla
przejrzystości przedstawiono tylko węzeł jednej prądnicy): 1 – blok zabezpieczenia
i sterowania BZU-4A, 2 – blok regulacji napięcia BRN-208M7A, 3 – kable fazowe
prądnicy, 4 – stycznik załączający prądnice do sieci, 5 – główne szyny fazowe odbiorników, 6 – blok transformatorów prądowych BTT-40P, 7 – bezpieczniki fazowe
odbiorników pokładowych, 8 – stycznik załączający ogrzewanie łopat nośnych
śmigłowca, 9 – kable fazowe łopat nośnych śmigłowca
W układzie elektroenergetycznym trójfazowym śmigłowca Mi-24 zainstalowano blok przekładników prądowych. Przekładniki te podają do systemu dane
o wartości natężenia prądu w poszczególnych fazach (rys. 9). Dzięki temu możliwe jest korygowanie wartości napięcia wyjściowego prądnicy. Jednocześnie blok
BZU-4A może realizować dodatkowe funkcje logiczne jak:
a) blokadę reakcji bloku BZU-4A na podwyższone i obniżone napięcie w sprawnej prądnicy przy niewyrównoważeniu składowych biernych prądów fazowych
pomiędzy poszczególnymi fazami,
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
106
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
b) nieodwracalne wyłączenia (wymagające resetowania układu, tj. wyłączania
i załączania włącznika „PRĄDNICA” przez pilota) stycznika pracy równoległej
i stycznika ogrzewania łopat wirnika nośnego ze zwłoką czasową 2±0,6 s, przy
niewyrównoważeniu wektorów (składowych całkowitych) natężenia prądu pomiędzy poszczególnymi fazami,
c) różnicowe zabezpieczenie prądnicy i jej linii zasilającej od zwarć – wyłączanie
przy:
– prądzie fazowym 167 A na trzech fazach jednocześnie,
– przy nadmiernej asymetrii prądu obciążenia.
4. Wnioski
Bez energii elektrycznej współczesny wojskowy statek powietrzny nie mógłby
skutecznie funkcjonować. Co więcej, od niezawodności węzła elektroenergetycznego zależy skuteczność na polu walki. Minęły czasy, kiedy dobry płatowiec
i niezawodny silnik wystarczał do wykonywania zadania np. zwiadu powietrznego.
Węzły elektroenergetyczne wojskowych statków powietrznych odznaczają się
znaczną elastycznością sterowania potencjalnymi i rzeczywistymi zasobami
energii elektrycznej. Wynika to m.in. z troski o wysoką jakość parametrów energii
elektrycznej wymuszoną stosowaniem coraz nowocześniejszych pokładowych
systemów nawigacyjnych i celowniczych oraz układów automatycznego sterowania, umożliwiających niezawodne i bezpieczne wykonywanie lotów i precyzyjne
prowadzenie zadań operacyjnych. Jednakże poprawność działania tych urządzeń
jest coraz bardziej uzależniona od jakości energii elektrycznej. Duże znaczenie
w zapewnieniu tej jakości ma poprawne sterowanie załączaniem i wyłączaniem
odpowiednich źródeł prądu stałego i przemiennego przez układy automatyki pokładowej. Dzięki temu tworzy się elastyczna struktura zasobów energii elektrycznej. Niekiedy układy te stwarzają problemy, z którymi współczesna technika lotnicza nie do końca sobie radzi. W przypadku węzłów energetycznych prądu stałego, do automatycznego wypracowania i realizacji odłączania lub załączania źródeł służy przekaźnik różnicowo-zwrotny. Ze względu na konstrukcję opartą na
podzespołach elektromechanicznych ma on pewien próg czułości prądowej zadziałania poszczególnych przekaźników. Ponieważ szyna podwójnego zasilania
jest czasami niedociążona, zdarza się, że cewka przekaźnika tworzy dzielnik
napięciowy z odbiornikami. Z tego powodu obserwuje się niekiedy na szynie podwójnego zasilania wartość napięcia 10÷14 V, co jest formalnie niezgodne z normami [9, 11]. Aby tego uniknąć można do szyny podwójnego zasilania przyłączyć
dodatkowy rezystor zapewniający poziom zadziałania przekaźnika.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Wybrane problemy sterowania pokładowymi systemami prądu stałego...
107
Inny problem to efekt dzwonkowy pracy przekaźnika różnicowo-zwrotnego
przy załączaniu prądnicy do silnie obciążonej szyny podwójnego zasilania. Wówczas może się zdarzyć, że nowo załączana prądnica tak silnie zmniejszy wartość
napięcia na swych zaciskach siłowych (pod wpływem spadku napięcia na rezystancji wewnętrznej prądnicy spowodowanej przepływem przez nią części obciążenia), że popłynie prąd zwrotny i zostanie szybko odłączona. Takie załączenia
i wyłączenia mogą trwać dłuższy czas, wywołując efekt wypalania się styków. Aby
temu zapobiec, korzystnie jest przed załączeniem prądnicy obciążyć ją dodatkowym rezystorem zamontowanym (tym razem) na zaciskach siłowych prądnicy,
zmuszając regulator tej prądnicy do zwiększenia wartości napięcia.
Efekt dzwonkowy pracy przekaźnika różnicowo-zwrotnego może wystąpić
również z powodu szybkich zmian prędkości obrotowej w czasie kołowania i startu. Zmiany te mogą doprowadzić do cyklicznej pracy (załączenia-wyłączenia)
przekaźnika różnicowo-zwrotnego.
Do rozwiązania pozostaje jeszcze problem zużycia mechanicznego (tribologiczne) zespołu napędowego. Zwiększone luzy obwodowe to przyhamowania
i przyśpieszenia prędkości obrotowej wirnika prądnicy. Powodują one indukowanie się impulsów napięciowych, niekiedy o znacznych wartościach amplitudy. Ich
czas trwania może być tak krótki, że nie zdąży zareagować regulator napięcia
prądnicy, natomiast reaguje automat przeciwprzepięciowy danej prądnicy, powodując jej wyłączenie. Dlatego samowyłączenia prądnic powinny być szczegółowo
analizowane przez personel inżynieryjny. Przydatny byłby tu także skuteczny
układ monitorowania luzów obwodowych zespołu napędowego, np. tester wykorzystujący metodę FAM-C.
Literatura
1. Andersen D.: Aging airplane systems. The Boeing Company, „Aero” 1999, nr 7.
2. Brożek D.: Uszkodzenia sieci elektrycznych statków powietrznych. „Przegląd WLOP”,
2003, maj.
3. Dukin I.I., Liubimow W.W.: Sistiemy elektrosnabzienija samolietov i wiertolietov. Izdatielstwo „Transport”, Moskwa 1970.
4. Flont H.: Opis techniczny oraz instrukcja eksploatacji i remontu trójfazowych prądnic
synchronicznych SGO-8-2s, SGO-8U-2s i regulatorów napięcia RN-400B. Wyd. MON,
sygn. 961/99, Warszawa 1967.
5. Gawlak A.: Efektywność w sektorze dystrybucji energii elektrycznej. Aspekty techniczne. Wyd. Tekst, Bydgoszcz 2009.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
108
Andrzej Gębura, Tomasz Tokarski
6. Gębura A., Kowalska D., Tokarski T.: Badania przyśpieszonego starzenia przewodów
elektrycznych. „Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych” 2003,
nr 17.
7. Gębura A., Radoń T., Tokarski T.: Cechy diagnostyczne parametrów napięcia wyjściowego lotniczych prądnic pokładowych prądu stałego. „Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej”, nr 213, Mechanika, z. 63, Awionika, tom 2.
8. Gębura A., Radoń T.: Uszkodzenia prądnic i styczników lotniczych w trudnych warunkach operacyjnych (Failures of avionic generators and contactors operated under
harsh ambient conditions). „Prace Naukowe Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych”
2012, nr 30 (Research Works of Air Force Institute of Technology 2012. No. 30).
9. ISO 1540-84 „International Standard Aerospace-Characteristics of aircraft electrical
systems”, 1984.
10. Lewitowicz J.: Podstawy eksploatacji statków powietrznych. Tom 1 Statek powietrzny
i elementy teorii. Wydawnictwo ITWL, Warszawa 2001.
11. Norma Obronna NO-15-A200:2007 Wojskowe statki powietrzne. Pokładowe układy
zasilania elektrycznego. Podstawowe parametry, wymagania i badania.
12. pl.wikipedia.org/wiki/Węzeł_sieci_elektroenergetycznej, dn. 09.12.2014 r.
13. Rajzien S.S., Stefanow T.H.: Magnitnyje usilitieli w elektroprivodiie i awtomatikie,
wyd. „Energia”, Moskwa 1970.
14. RTO+EN+14. Aging Engines, Avionics, Subsystems and Helicopters. RTO-NATO lectures series 218, 2000.
15. Sapiro D.N.: Elektroabodurowanije somolietov. Wyd. „Maszinostrojenie”, Moskwa
1977.
16. Stęgowski J., Ważny M.: Lotnicze systemy elektroenergetyczne. Laboratorium. Warszawa 2007.
Unauthenticated
Download Date | 7/18/17 11:29 PM
Download