МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УЛЬЯНОВСКИЙ ИНСТИТУТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По учебной дисциплине «Электрооборудование ВС и ЛЭ» Тема: «Электрические генераторы самолета Ан-128» Выполнил: курсант группы Пб-21-2 Андреянов Н.И. Вариант №1 Проверил: преподаватель Кузьмин А.В. Ульяновск 2023 Содержание Введение 1.1 Электроснабжение. Общая часть 1.2 Система электроснабжения переменным током 1.3 Привод-генератор ГП-21 1.4 Генератор ГТ30НЖЧ12 1.5 Генератор 30030-140 Заключение Литература ВВЕДЕНИЕ Бортовая система электроснабжения летательных аппаратов (бортовая СЭС ЛА) — система электроснабжения, предназначенная для обеспечения бортового электрооборудования летательного аппарата электроэнергией требуемого качества. Системой электроснабжения принято называть совокупность устройств для производства и распределения электроэнергии. Начиная с 1920-х годов прошлого века, на самолётах стали использоваться генераторы постоянного тока на 8, затем — на 12, и, наконец, на 27 вольт. Для питания бортового оборудования и систем ЛА в настоящее время применяется электроэнергия постоянного тока напряжением 28 вольт, переменного однофазного или трёхфазного с нейтралью тока с напряжением 200/115 вольт, частотой 400 Гц, переменного трёхфазного без нейтрали тока линейным напряжением 36 вольт, 400 герц. Суммарная мощность генераторов на борту может составлять от 20 кВт для небольших самолётов или вертолётов до 600 и более кВт для тяжёлых ЛА. В состав бортовой СЭС входят источники тока, аппаратура регулирования, управления и защиты, собственно бортовая сеть с распределительными устройствами, устройствами защиты цепей потребителей, а также устройствами защиты от радиопомех, статического электричества и электромагнитных излучений. Различают первичные и вторичные источники электроэнергии. К первичным источникам относят бортовые электрогенераторы и аккумуляторные батареи. Ко вторичным источникам относят трансформаторы и преобразователи. Надёжность системы электроснабжения ЛА является одним из основополагающих факторов безопасности полёта. Поэтому предусматривается комплекс мер для надёжности функционирования и повышения живучести бортовой СЭС ЛА. Как правило, применяют основные, резервные и аварийные источники электроэнергии. Основные источники обеспечивают потребности в электроэнергии в нормальных условиях полёта. Резервные источники питают потребители при нехватке мощности основных источников, вызванной отказами в СЭС. Аварийные источники питают только жизненно важные системы ЛА (потребители первой категории), без которых невозможно безопасное завершение полёта. На электрооборудование летательных аппаратов действует ряд неблагоприятных факторов — вибрации, ускорения, большие перепады температуры и давления, ударные нагрузки, агрессивные среды паров топлива, масел и спецжидкостей, иногда очень едких и токсичных. Конструктивными особенностями агрегатов электрооборудования летательных аппаратов является очень высокое качество изготовления, высокая механическая и электрическая прочность при минимальном весе и габаритах, пожаровзрывобезопасность, относительная простота в эксплуатации, полная взаимозаменяемость однотипных изделий и т. д 1.1 Электроснабжение. Общая часть Система электроснабжения обеспечивает: - двухканальное питание бортового оборудования при работе всех основных источников электроэнергии; - нормальное электропитание всех потребителей при отказе одного генератора и выпрямительного устройства (за исключением подключенных к шинам Г1-1 и Г2-1 агрегатов бытового оборудования, которые отключаются при отказе одного генератора); - резервное электропитание всех потребителей (за исключением подключенных к шинам Г1-1 и Г2-1) от генератора вспомогательной силовой установки (в диапазоне ее высотности) в случае отказа основных генераторов - без ограничения длительности полета, а также аварийное питание потребителей I категории (необходимых для завершения полета) от аккумуляторных батарей – в течение ограниченного времени с учетом двухкратной попытки запуска ВСУ (запуск – холодная прокрутка – запуск). - автономный запуск двигателей; - наземное электропитание всего бортового оборудования при неработающих двигателях от аэродромного источника электроэнергии или от генератора ВСУ (от генератора ВСУ – за исключением оборудования, подключенного к шинам Г1-1 и Г2-1). Для выполнения этих задач самолет оборудован централизованными системами электроснабжения: - переменного трехфазного тока напряжением 115/200 В частотой 400 Гц; - постоянного тока напряжение 27 В. Системы электроснабжения автоматизированы, что, в большинстве случаев, не требует применения ручных операций для переключения источников при возникновении неисправностей. Конструкция системы защиты и управления источниками электроэнергии удовлетворяет требованиям максимально возможной безопасности с минимальным отвлечением внимания экипажа. Любой работающий генератор обеспечивает электропитание оборудования и систем, необходимых для продолжения безопасного полета и посадки. 1.2 Система электроснабжения переменным током Система электроснабжения переменным трехфазным током напряжением 115/200 В частотой 400 Гц предназначена для централизованного электроснабжения потребителей переменным трехфазным током напряжением 200 В частотой 400 Гц и переменным однофазным током напряжением 200 и 115 В частотой 400 Гц. В состав системы входят: - два привод-генератора ГП-21 с генератором ГТ30НЖЧ12; - генератор 30030-140; - преобразователь ПТС-800БМВ; - два блока регулирования, защиты и управления БРЗУ115ВО-2с; - блок регулирования, защиты и управления 2438-140; - два блока трансформаторов тока БТТ30БТА; - блок трансформаторов тока 20736-140; - аппарат АПП-1М-5; - два аппарата АПШ-3Р-2с; - аппарат АПШ-3М; - блок контроля БКНА115В; - трансформатор ТТА-115-400; - защитная, коммутирующая и светосигнальная аппаратура. Система выполнена трехпроводной с использованием корпуса самолета в качестве нулевого провода. 1.3 Привод-генератор ГП-21 Привод-генератор ГП-21 представляет собой агрегат, состоящий из привода постоянных оборотов и генератора ГТ30НЖЧ12, которые имеют общую систему смазки и охлаждения. Привод-генератор ГП-21 является основным источником электроэнергии трехфазного переменного тока постоянной частоты 400Гц. Конструктивно привод-генератор ГП-21 представляет собой электрогидравлический агрегат, состоящий из гидравлического привода постоянной скорости ГП-21-03 и бесконтактного синхронного генератора ГТ30НЖЧ12, которые имеют общий корпус и единую масляную систему. Охлаждение генератора производится рабочей жидкостью привода. Внутренняя плоскость корпуса агрегата является емкостью для рабочей жидкости. Охлаждение рабочей жидкости осуществляется авиационным топливом в топливно-масляном радиаторе, размещенном отдельно от привода-генератора. Частота вращения всех трех роторов двигателя Д436-148 меняется в зависимости от изменений режима работы двигателя. Привод-генератор ГП-21, установленный на коробке приводов, позволяет генерировать напряжение частотой 400 Гц независимо от переменной частоты вращения ротора высокого давления, с которым соединена коробка приводов. Основные технические данные: 1. Частота вращения входного вала, об/мен. Длительное - 4340…8680 кратковременное (до 2с) - 9115 2. Направление вращения входного вала - левое 3. Объем рабочей жидкости (масло ИПМ-10),л - 10 4. Напряжение сигнализации на отключение привода, В - по частоте вращения входного вала - 18…31 - по давлению маслосистемы - 18…31 5. Температура окружающей среды, °С - для неработающего привода - от -60 до +60 - для работающего привода - от -40 до +215 6. Максимальная температура рабочей жидкости на входе в привод, °С - 140 7. Масса привод генератора (без рабочей жидкости), кг - 37 Кинематическая схема Основными элементами привода постоянной скорости являются; 2. блок плунжерных гидравлических машин ГМ1 и ГМ2; 2. дифференциальный редуктор ДР планетарного типа; 2. система регулирования частоты вращения выходного, состоящая из: а) наклонной шайбы 1; б) сервопоршня 2; в) золотникового распределителя 3; г) центробежного тахометра (ЦТ) 5; д.) электромагнитного корректора 4; 2. электромагнитная муфта расцепления ЭМР; 2. тахогенератор ТГ. Кроме того, привод оборудован масляными насосами подкачки и откачки, фильтрации одноразовым сигнализатором предельной температуры масла, а также валом-рессорой, предохраняющим привод от разрушения при заклинивании. 1.4 Генератор ГТ30НЖЧ12 Генератор ГТ30НЖЧ12 предназначен для преобразования механической энергии двигателя в электроэнергию переменного трехфазного тока напряжением 115/200 В, стабилизированной частотой 400 Гц. Генератор приводится во вращение гидроприводом постоянных оборотов и образует вместе с ним единый агрегат - интегральный привод-генератор ГП21 Для охлаждения генератора и смазки подшипников из маслосистемы приводгенератора подается масло, являющееся рабочей жидкостью привода. Для охлаждения лобовых частей обмоток ротора и статора масло подается непосредственно из полого вала генератора. На остальные внутренние элементы генератора для их охлаждения подается масляновоздушная смесь. Особенности: ● работа с приводами ПГЛ отсутствие дополнительной жидкости, ● теплообменников, маслоагрегатов ● малая масса ● низкая стоимость ● универсальное применение на самолетах ВВС Примечание: ГТ30НЖЧ12Т - для ГП-40 Технические характеристики: ● Линейное (фазное) напряжение 120/208 В ● Номинальная мощность 30 кВ·А ● Номинальный ток 83,3 А ● Частота вращения (12000±600) об/мин ● Частота тока (400±20) Гц ● Режим работы продолжительный ● Охлаждение топливное ● Температура топлива на входе в генератор от -50 до +120 °С 1.5 Генератор 30030-140 Генератор 30030-140 предназначен для питания потребителей электроэнергии путем преобразования механической энергии двигателя ВСУ в электроэнергию переменного трехфазного тока напряжением 115/200 В частотой 400 Гц. Привод генератора 30030-140 осуществляется от коробки приводов вспомогательного газотурбинного двигателя АИ-450-МС где частота напряжения генератора автоматически поддерживается на уровне 400 Гц. Генератор представляет собой четырехполюсную трёхфазную синхронную бесщёточную машину со встроенными: - генератором трёхфазного тока (ГМП) с возбуждением от постоянных магнитов; - задающим генератором трёхфазного тока (ЗГ) с обмоткой возбуждения питающейся от ГМП; - диодным выпрямителем; - основным генератором трёхфазного тока (ОГ), обмотка возбуждения которого питается через диодный выпрямитель от ЗГ; - трансформатором тока дифференциальной защиты. Трансформаторные обмотки ГМП, ЗГ И ОГ соединены «звездой» Постоянные магниты ГМП, трёхфазная обмотка ЗГ, диодный выпрямитель , обмотка возбуждения ОГ расположении на роторе. Трёхфазная обмотка ГМП, обмотка возбуждения ЗГ, трёхфазная обмотка ОГ, трансформатор тока – на статоре. При вращении ротора постоянные магниты наводят в обмотке ГМП напряжение переменного тока с частотой пропорциональной скорости вращения ротора. Это напряжение поступает в БРЗУ 2438-140, выпрямляется, фильтруется , регулируется и выдаётся на обмотку возбуждения ЗГ. При этом в трёхфазной обмотке ЗГ наводится напряжение переменного тока, которое через диодный выпрямитель подается на обмотку возбуждения ОГ, в результате чего в трехфазной обмотке ОГ наводится напряжение 115/200 В частотой 340-515 Гц (определяется частотой вращения свободной турбины). Основные технические данные: - номинальная мощность - 40 кВА; - число фаз - 3 - номинальное напряжение - 115/200 В; - частота от 340 до 515 Гц. Заключение В результате проделанной работы была изучена конструкция электрические генераторы самолета Ан-148, конструкция, совместная работа, регулирующая аппаратура и их совместная эксплуатация. Можно сделать вывод о том, что Электрические генераторы самолета обеспечивают: Питание от двух генераторов, которые выдают в общем 60 кВт электроэнергии. Постоянный ток удается получить с помощью трансформаторов и выпрямителей. При аварии подача энергии осуществляется через специальные аккумуляторы. На борту также применена стандартная гидравлическая система. Она отвечает за управление стойками шасси, торможение, выпуск трапа и активацию реверсивного режима силовой установки. А также на самолете Ан- 148 используются генераторы: – Привод-генератор ГП-21 – Генератор ГТ30НЖЧ12 – Генератор 30030-140 Литература: 1.Конструкция и летная эксплуатация ВС Ан-148 (1999г.) 2. Руководство по летной эксплуатации самолета Ан-148.
