航空直流電源用電品質(zhì)管理研究

石云，駱彬，李敏海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)

航空直流電源用電品質(zhì)管理研究

石云，駱彬，李敏
海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)

航空電子系統(tǒng)一般采用28v的直流電源提供用電，主要是因?yàn)橹绷麟娫聪噍^于交流電源更便于存儲(chǔ)，同時(shí)用于供電的電壓也更低便于飛機(jī)上的攜帶。因此，對于航空直流電源用電的品質(zhì)問題的管理工作主要是針對用于儲(chǔ)電的機(jī)載蓄電池以及用于發(fā)電的交直流發(fā)電機(jī)。在實(shí)際的運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，大部分飛機(jī)上已有一個(gè)直流電源系統(tǒng)，一旦該系統(tǒng)發(fā)生障礙會(huì)對飛機(jī)的正常運(yùn)行和飛行員的生命安全造成威脅。

航空；直流電源；用電品質(zhì)；管理研究

1 、前言

近年來，我國的交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展有目共睹，對于航空飛機(jī)上用電設(shè)備的管理一直是相關(guān)負(fù)責(zé)人的關(guān)注焦點(diǎn)。除此之外，如何提高航空直流系統(tǒng)使其能夠保證穩(wěn)定平緩的輸出電源，一直眾多研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)問題。文章以對直流電源的概述入手，對于如何提高其用電品質(zhì)的關(guān)鍵因素展開討論，最終實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的平穩(wěn)正常運(yùn)行，確保航空飛行員與乘客的生命安全。

2 、直流供電系統(tǒng)

2.1 概述

飛機(jī)上的電氣系統(tǒng)如直流供電系統(tǒng)的主要意義在于確保飛機(jī)上的其他各系統(tǒng)和用電設(shè)備能夠正常工作，并在相應(yīng)的條件下正常發(fā)揮其功能。同時(shí)由于飛機(jī)上各設(shè)備之間需要的電源形式不一致，因此直流供電系統(tǒng)的重要性便得到凸顯。近年來，隨著航空電子技術(shù)的飛速提高，而且各種電氣設(shè)備與其他類型的能源設(shè)備相比有其獨(dú)特的優(yōu)勢，全電飛機(jī)開始產(chǎn)生，這在無形中也在加強(qiáng)電氣系統(tǒng)對于飛機(jī)的重要性程度。

2.2 工作原理

一般來說，飛機(jī)的直流電源系統(tǒng)主要是由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)、一個(gè)蓄電池以及一個(gè)地面電源組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的同時(shí)，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開始供電。而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則由地面提供的插座供電。因此，當(dāng)外部電源開始工作時(shí)，蓄電池、發(fā)電機(jī)均被斷開。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)主要起著備用的功能，當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)向飛機(jī)各系統(tǒng)供電的時(shí)候，若其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)失效，則另外一臺(tái)發(fā)電機(jī)能夠正常向飛機(jī)上的帶電設(shè)備供電。

3 、管理控制

這里提到的對于航空直流電源用電品質(zhì)進(jìn)行管理控制，主要是指針對不同類型飛機(jī)產(chǎn)生的直流電源系統(tǒng)故障進(jìn)行整理分析，發(fā)現(xiàn)影響航空直流電源的用電品質(zhì)問題主要由于機(jī)載蓄電池、發(fā)電機(jī)、電源控制組件、供電網(wǎng)絡(luò)等不同部分。在對這些問題進(jìn)行控制過程中，我們發(fā)現(xiàn)這些問題障礙不僅包括由于其中一種零部件的單因素常規(guī)故障還包括由于多種問題交織在一起而形成的多因素復(fù)雜故障，對于其中的故障分析與控制簡要分析如下：

3.1 機(jī)載蓄電池

機(jī)載蓄電池部分比較經(jīng)常出現(xiàn)的問題在于由于電壓過低、容量不足、線路問題等，而引起的在直流供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)短暫的停頓，甚至是不能再繼續(xù)工作的現(xiàn)象。

如在某次的地面試車的過程中，按下啟動(dòng)開關(guān)的瞬間發(fā)現(xiàn)電池電壓從23.8V迅速減小到15.2V，雖然起動(dòng)機(jī)能夠帶動(dòng)螺旋槳進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，但是發(fā)動(dòng)機(jī)始終處于停止運(yùn)行的狀態(tài)。在停車之后接通地面電源進(jìn)行啟動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)再接入原始電源電池，發(fā)現(xiàn)電池電壓為21.6V，初步判斷電池的容量不足，將電池拆解后進(jìn)行比重計(jì)檢測后發(fā)現(xiàn)該電池的電解液比重明顯低于國家的正常質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行更換后的電池在進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的啟動(dòng)正常。

此外，在進(jìn)行的另一次地面試車的過程中，進(jìn)行啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)電池的開關(guān)不斷跳進(jìn)跳出，在斷電停車進(jìn)行檢查過程中發(fā)現(xiàn)電池的正負(fù)極接線柱與接線片出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象并且接線片開始出現(xiàn)松動(dòng)的情況。進(jìn)行重新的加固除蝕的工作之后，或者更換正負(fù)極的接線片，再重新進(jìn)行啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)電池能夠正常供電，經(jīng)檢測是啟動(dòng)時(shí)電池負(fù)載功率過大產(chǎn)生的接觸不良，電流過大而引起燒蝕從而觸發(fā)保護(hù)開關(guān)啟動(dòng)。

3.2 發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)是對于飛機(jī)的整個(gè)供電系統(tǒng)起著十分重要作用的一個(gè)部分，一般來說發(fā)電機(jī)內(nèi)部一般組裝蓄電池繼電器、起動(dòng)機(jī)繼電器、地面電源繼電器、發(fā)電機(jī)繼電器、電壓調(diào)節(jié)器等多個(gè)部分，對溝通地面電源與系統(tǒng)電源起著中間平臺(tái)的作用。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，由于發(fā)電機(jī)及其內(nèi)部零部件損壞造成的電源事故占普通事故發(fā)生概率的一半以上，其中發(fā)生問題較多的是發(fā)電機(jī)或其部件損壞、短路、出現(xiàn)障礙等。

如在某次飛行過程中，地面信號臺(tái)接受到飛行員反映飛機(jī)發(fā)電機(jī)不發(fā)電的情況，在飛機(jī)落地后經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)外面并無任何燒蝕情況，其內(nèi)部的輸入線、地線等也未出現(xiàn)松動(dòng)、短路、燒蝕的情況，而發(fā)電機(jī)的離線電壓經(jīng)過檢測為23.8V與其他正常使用的發(fā)電機(jī)基本一致，初步檢測是發(fā)電機(jī)內(nèi)部的零部件出現(xiàn)問題，即發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部損壞。拆開發(fā)電機(jī)后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的碳刷由于過度使用出現(xiàn)磨損情況，并且其高度明顯低于統(tǒng)一規(guī)定值，進(jìn)行更換碳刷后進(jìn)行重新組裝并進(jìn)行使用測試，發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

4 、結(jié)束語

綜上所述，對航空直流電源用電品質(zhì)進(jìn)行管理研究與控制，實(shí)際上就是對于飛機(jī)供電系統(tǒng)、供電設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)與保修。直流供電系統(tǒng)主要是由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)、一個(gè)蓄電池以及一個(gè)地面電源組成，由于飛機(jī)上的空間有限進(jìn)行攜帶的每一種設(shè)備都必須保證能夠正常發(fā)揮其功能，避免由于設(shè)備障礙造成航空直流電源的用電品質(zhì)下降，同時(shí)也要及時(shí)對于出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行修正，避免產(chǎn)生更大的隱患。

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石云（1979-），女，遼寧鐵嶺人，研究生在讀，山東科技大學(xué)，工程師，海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，航空電氣自動(dòng)化；

駱彬（1980-），男，江蘇徐州人，碩士研究生，海軍航空工程學(xué)院，講師，海軍航空工程學(xué)院青島校區(qū)，航空電氣自動(dòng)化；

李敏（1978-），女，滿族，遼寧錦州人，碩士，解放軍信息工程大學(xué)，講師，河南財(cái)政金融學(xué)院，計(jì)算機(jī)技術(shù)。