民用機場目視助航燈光供電回路設計研究

崔文利

摘要 近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，民航業也得到了較快的發展，我國也正在由民航大國逐漸發展成為民航強國。為滿足機場吞吐量增長，不同機型起降的需要，大部分機場將迎來較大規模的擴建或新建，而整個機場的供電系統將重新進行合理規劃。為飛行員提供起飛、著陸、滑行、停泊的目視助航設施及供電回路也要有新的布局，才能為飛行員提供更可靠準確的指示信息。因此，設計研究機場目視助航設施以及其供電回路也是一個非常重要的課題。

關鍵詞：機場;目視助航設施;供電回路;調光器

一 、機場目視助航設施供電回路的研究背景

隨著民航業的不斷發展，機場的作用顯得更加關鍵，為了能進一步滿足機場吞吐量的增加，大飛機的起降需求，機場內的很多設施設計需要重新考慮。為飛行員在夜間或者能見度低時提供視覺指示信息的目視助航設施以及供電也要重新設計。機場助航設施系統在走過的二十年中，一般采用兩種方式供電：第一種是用并聯的電源線連接供電方式，即把電源線路直接放到機場跑道的中間或兩側，機場助航燈光接到兩根電源線上，一根是高壓線，另外一根是零伏，這種接線方式廉價，容易增加或減少負載，但是燈具的分壓會造成燈具的亮度不同;第二類是串聯的供電方式，無論是多少燈全部串聯在一個回路，保證燈具的亮度一致，為了防止燈具損壞等因素對整個供電回路產生影響，在設計的時候采用隔離變壓器，確保某個燈具故障時卻不影響整個回路的供電。

二、機場目視助航設施供電回路的國內外研究現狀

目前，國內規模較大的機場一般采用英美等國進口的調光器，中小機場則采用國內生產的調光器。1989年，業界研制出了里程碑式的電力電子器件IGBT，叫做絕緣門極雙極型晶體管，用IGBT代替以前使用的晶閘管這種半控型器件，再加上脈寬調制技術為助航設施恒流供電，將助航燈光系統分五級光，由于IGBT這種器件功能強大，價格又便宜。因此，國內外很多調光器都使用了IGBT這種器件，該器件的發現是恒流調光器器件史上的一個里程碑。

目前國內機場的目視助航設施在節能上也做了很大的改進，產生了許多創新性的設施，比如LED燈的引進與運用，逆向反光標志的使用等，這些都是在保證能正常指示信息的同時做到了節能，國外在機場目視助航設施的供電上也進行了改進，采用四回路或者更多回路設計的供電回路。

三、機場目視助航設施及供電回路設計方案

1、設計思路

在設計的過程中分成機場目視助航設施設計和目視助航設施供電回路設計兩個方面，此次設計主要是針對跑道燈光系統、滑行道燈光系統、標記牌系統，同時設計了對應的供電回路，還設計出了燈光站的供電系統，并且計算出了調光器的功率選型參數，選擇了合適的調光器。

2、機場目視助航設的構成

機場助航燈光系統：基本包括恒流調光器、獨立的變壓器房，油機間，燈光電纜，燈箱，隔離變壓器，助航燈具;助航燈具由進近燈光系統、目視進近坡度指示系統、跑道燈光系統、滑行道燈光系統、其他燈光系統、標記牌照明、機坪助航設備組成。

3、機場目視助航設施供電回路概述

機場目視助航設施供電回路的設計主要是用串聯回路的供電方式，用調光器來控制每一路燈光回路，調光器發出一級到五級光的其中一個光級的命令，并且保持光級穩定輸出，可靠的控制著每一路助航燈光，比如跑道中線燈回路，滑行道邊燈回路等，而對另一個回路的燈光不具有控制調節的作用，不同的恒流調光器連接著不同的負載，而每個回路的負載并不是一成不變的，也會隨著助航燈具的老化、損壞進行變化，它會根據實際的情況進行調節輸出，使每個回路穩定輸出在設定的電流值上，這樣就達到了恒流、調整光強的目的，現代機場助航燈光系統由很多個隔離變壓器串聯成一個回路，恒流調光器保持通過燈具的電流一致，從而確保了燈具的光強一致。

4、調光系統的組成

恒流調光器在中間的位置，向上接受助航燈光計算機監控系統的命令，把各種數據上傳到監控系統中，向下則是把各個光級的信號源進行電壓和電流放大，升壓后把合適的電壓電流送到燈光回路中，并將回路中電流電壓實時數據檢測出來上傳進行顯示反饋等各種處理。

助航燈光的控制系統由測量部分、控制部分和執行部分組成，調光系統是一個能調整光強的控制系統，也是由這三部分組成，通過電流互感器，把大電流進行采樣，將采樣電壓輸出到反饋回路和顯示回路，電壓互感器是并聯在恒流調光器輸出變壓器的初級線圈上面，作用和電流互感器一樣，只是檢測的信號不同;助航燈光控制系統核心是主控板MCU，在設計的過程中設置了從零到規定電流變化的時間，使電流較平穩的變化，避免短時間電流變化太快，增加沖擊電流電壓，但也不能太慢，影響電流的增加，具體按實際進行試驗，只要是能避免沖擊電流電壓就可以了，這樣在升壓中或者在光級轉換過程中電流電壓變化平緩，保護設備、線路和燈具，相應的會延長燈具、線路的使用壽命。

四 設計總結

本次畢業設計主要是三個方面，機場燈光站供電設計、機場目視助航設施設計、機場目視助航設施的供電回路設計，在機場供電那部分介紹了一下調光器，計算了調光器的有關控制參數。