Учебно-методическое обеспечение. Эксплуатация и ремонт авиационного оборудования

П/п-к Г. Богданов

3 декабря 2009 г.

 

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ СО СТУДЕНТАМИ

 

Эксплуатация и ремонт авиационного оборудования

летательных аппаратов.

 

 

Тема №7: Системы распределения электрической энергии.

Занятие №1: Общие вопросы распределения электрической энергии на летательных аппаратах.

Время: 2 часа

Вид занятия: лекция

Цели занятия: 1.Ознакомить студентов с общими вопросами распределения электрической энергии на летательных аппаратах (классификация, элементная база и т.д.). 2. Развитие командных навыков.

Вводная часть занятия (5 минут)

 

1. Принять рапорт дежурного по взводу;

2. Проверить присутствующих по списку;

3. Объявить тему, цель, время и учебные вопросы занятия; Тема №7, 2 часа – лекция, 2+2 – групповые занятия, практических занятий нет.

4. Провести контрольный опрос (письменная контрольная работа по теме №6).

Контрольные вопросы

 

1. Виды аварийных режимов в СЭС ЛА.

2. Перечень типовых аппаратов защиты и управления;

3. Классификация аппаратов защиты от перегрузок и коротких замыканий;

4. Предохранители;

5. Биметаллические аппараты защиты;

6. Аппараты защиты от перенапряжения;

7. Аппараты защиты от отклонения частоты:

8. Аппараты защиты от неравномерности нагрузок между фазами;

9. Аппараты защиты от обратного тока;

10. Комплексные аппараты: назначение и типы.

Содержание учебных вопросов

 

Учебные вопросы, время и содержание занятия

Методические приемы и указания

Требования к системам распределения электроэнергии. 10 минут. Для передачи и распределения электрической энергии от источников первичной и вторичной энергосистем к приемникам электроэнергии необходимо иметь промежуточное связывающее устройство. Таким устройством является система передачи и распреде­ления электрической энергии, включающая электрическую сеть со всевозможным монтажным и установочным оборудованием. Си­стема передачи и распределения электроэнергии должна обеспечи­вать надежную и бесперебойную передачу электроэнергии от ис­точников питания к приемникам электроэнергии. Общеавиационные: 1. Влагостойкость; 2. Возможность работать в широком диапазоне атмосферных давлений; 3. Пожаробезопасность (её обеспечивают, в том числе, средства молниезащиты); 4. Эксплуатационная пригодность (например, легкий доступ к аппаратам защиты, быстрая их замена и др.); 5. Минимальный вес габариты; 6. Электробезопасность. К электрическим сетям предъявляется ряд специфических тре­бований. 1. Обеспечение надежного и бесперебойного снабжения прием­ников электроэнергии, т. е. обеспечение высокой эксплуатационной надежности, малой уязвимости и большой живучести. Это требо­вание реализуется резервированием, использованием замкнутых сетей, раздельным питанием в полете наиболее ответственных по­требителей и их резервных агрегатов или двусторонним питанием наиболее ответственных потребителей. Для увеличения живучести сети выполняют таким образом, чтобы по возможности уменьшить последствия воздействия боевых средств противника. Для этого независимые линии сети, а также линии к основным и резервным агрегатам прокладываются по раз­личным бортам летательного аппарата. Взаимодублирующие аг­регаты по возможности размещаются на некотором удалении один от другого. Наиболее ответственные участки сети располагаются так, чтобы они были защищены от осколков силовыми элементами конструкции летательного аппарата. Применяются специальные меры по уменьшению опасности повреждения шин всех распреде­лительных устройств, например их изолируют или выполняют мон­таж шин в изолированном от корпуса коробе. 2. Обеспечение высокого качества электрической энергии. Элек­трическая сеть должна быть рассчитана так, чтобы отклонение напряжения на клеммах приемников электрической энергии не пре­вышало значений, допу­стимых отклонений напряжения первичных и вторичных источни­ков питания (не более ± 10%). Качество электрической энергии зависит не только от набора источников питания, но и от системы передачи и рас­пределения электрической энергии, конфигурации и защиты пер­вичной распределительной сети. Так, например, способствуют по­вышению качества электроэнергии применение многоканальных питательных сетей, хорошая селективность и быстродействие за­щиты, питание мощных потребителей от РУ, находящихся вблизи источников питания, монтаж сети по кратчайшим маршрутам с минимальным количеством соединений и переходных сопротивле­ний в контактах и т. п. 3. Обеспечение защиты радиооборудования и магнитных при­боров от помех, возникающих при работе агрегатов электрообо­рудования.   Состав   1. Электрическая распределительная сеть: электрические провода и шины; 2. Установочно – монтажное оборудование; 3. Коммутационная аппаратура; 4. Аппаратура защиты от КЗ и перегрузок; 5. Приборы контроля; 6. Системы защиты от помех; 7. Устройства защиты от статического электричества.   Классификация электрических распределительных сетей летательных аппаратов. 30 минут. Электрическая сеть летательного аппарата является основным элементом системы передачи и распределения электрической энер­гии, и ее классификация во многом определяется системой энерго­снабжения.   Подразделяются по следующим признакам: 1. по способу и системе рас­пределения электрической энергии По способу распределения электрические сети могут быть с ав­тономным (раздельным) распределением электроэнергии и неавтономным. При автономном(раздельном) распределении электро­энергии каждый источник подключается к отдельной сети, от ко­торой питается группа приемников электроэнергии. Подобный спо­соб распределения необходим, когда источники электроэнергии не могут работать совместно (параллельно). Основными причинами, при которых источники не могут работать параллельно, являются различный род тока, различный уровень напряжения или частоты, нестабильность частоты. При неавтономном распределении однородные источники постоянного переменного тока работают на общую сеть, к ко­торой подключены все приемники электрической энергии. По системе распределения сети постоянного и переменного тока подразделяются на централизованные, смешанные, децентрализованные и раздельные (автономные). Первые три предусматривают параллельное включение источников электроэнергии. В централизованнойсистеме питания вся энергия от источников подается к одному общему центральному распредели­тельному устройству (ЦРУ), а от него — к отдельным приемникам электроэнергии. В смешаннойсистеме только часть электроэнергии посту­пает к ЦРУ, остальная же — к групповым распределительным устройствам: распределительным коробкам (РК) и щиткам (РЩ), электрощиткам (ЭЩ), пультам и т. п. При децентрализованной системе электроэнергия по­дается к шинам нескольких ЦРУ (основным шинам энергоузла), расположенным рядом с генераторами. К приемникам электро­энергия поступает непосредственно от ЦРУ или через РУ.   Рис.2.1. Системы распределения а – централизованная, б - децентрализованная Раздельная система характеризуется тем, что каждый ис­точник электроэнергии подключается на отдельную электрическую сеть и обеспечивает электроэнергией присоединенные к ней прием­ники электроэнергии. 2. По роду тока: постоянного тока, переменного тока; 3. По напряжению: низкого напряжения (до 60 В), повышенного напряжения (60-1000 В); высокого напряжения (свыше 1000 В); Сети постоянного тока низкого напряжения и трехфазного тока повышенного напряжения, как правило, применяются в первичных системах. 4. По назначению: питательные сети; распределительные сети; Часть электрической сети, по которой осуществляется передача энергии от источников к распределительным устройствам (ЦРУ, РУ и т. п.), называется питательной. Участок питательной сети, соединяющий источник с шинами распределительных устройств, и участки электрической сети, связывающие ЦРУ и РУ, называют первичной распределительной сетью.   Рис.2.2. Схема питательной и распределительной сети   Распределительная сеть, служащая для передачи и распреде­ления электрической энергии от распределительных устройств к приемникам электроэнергии, называется вторичной распределительной сетью. Участок распределительной сети, питающий группу потребителей от распределительного устройства через общий аппарат защиты, называют фидером. 5. По геометрии (способу технического исполнения): разомкнутые; замкнутые; сетчатые; кольцевые; одноканальные; много канальные; их сочетания. 6. По системе передачи электроэнергии: однопроводные (однофазные); двухпроводные; трехпроводные (трехфазные). Подробно рассмотрим пункты 4, 5, 6 классификации. По конфигурации сети разделяют на разомкнутые и замкнутые. Разомкнутой сетью называют сеть, в которой каждое РУ как при нор­мальной работе системы электроснабжения, так и при отказах полу­чает питание только от одного ЦРУ (РУ подключаются к другому ЦРУ). (Рис.1) В свою очередь разомкнутые сети делятся на радиальные, маги­стральные и смешанные. В разомкнутых радиальных сетях все РУ под­ключаются к ЦРУ параллельно (рис.2.3 ). В таких сетях легко достигается селективность защиты, резервирование и автоматизация контроля их состояния. Простота монтажа и эксплуатации способст­вуют их широкому применению на небольших самолетах и вертолетах. При отсутствии резервирования безотказность такой сети определя­ется безотказностью ЦРУ. Отказ одного РУ не влияет на работу дру­гих.   Рис.2.3, а. Схема разомкнутой радиальной сети   Разомкнутые магистральные сети характеризуются тем, что в них отдельные РУ соединяются последовательно (рис.2.3, б). В таких сетях труднее осуществить селективность защиты и резервирование. Напряжение на шинах всех РУ различно, изменение нагрузки одного РУ оказывает влияние на напряжение на шинах всех остальных РУ. Безотказность магистральной сети ниже, чем радиальной, так как отказы одного РУ влияют на работу всех остальных.   Рис.2.3, б. Схема разомкнутой магистральной сети   В смешанных сетях РУ подключаются к ЦРУ как параллельно, так и последовательно: РУ потребителей большой мощности и потребителей, работа которых влияет на безопасность полета, соединяются по радиальной схеме, а менее ответственных потребителей — по магистральной. Замкнутой сетью называется сеть, в которой отдельные РУ при нор­мальной работе системы электроснабжения получают питание от двух или более шин ЦРУ (от двух или более независимых источников). Замкнутые сети, так же как и разомкнутые, могут быть радиальными и магистральными. Замкнутые радиальные сети (рис.2.4, а) по сравнению с разомк­нутыми характеризуются большей безотказностью, так как при обры­вах и к. з. в линии передачи от одного ЦРУ к РУ при правильно выбран­ной селективности защиты и отказе одного из источников питания (от­сутствии напряжения на одном из ЦРУ) электроснабжение потребителей не прекращается.   Рис.2.4.а. Схема замкнутой радиальной сети   В замкнутых магистральных сетях (рис. 2.4, б) напряжение на шинах РУ при симметричном распределении нагрузок изменяется незначительно. Разновидностью замкнутых магистраль­ных сетей являются многократно замкнутые сети, отличающиеся от замкнутой сети наличием соединений, указанных на рис. 2.4, б пунктиром. Сеть такого типа более надежна.   Рис.2.4, б. Схема замкнутой магистральной сети     Рис. 2.5. Схема замкнутой магистральной сети с двухсторонним питанием Такая сеть проста, легко организовать защиту от коротких замыканий и перегрузок. Но низка живучесть и надежность в эксплуатации. Применяются на малых ЛА, для питания локальных сетей, при резервировании отдельных участков и т.д. Кольцевая сеть (Рис. 2.6) и сетчатая сеть(Рис. 2.7) используется для повышения надежности распределения электроэнергии. Как видно из рисунков, кольцевая, а особенно сетчатая сеть (она – разновидность кольцевой) обладают высокой живучестью и обеспечивают бесперебойное снабжение. Однако расчет кольцевой и сетчатой сети и последующий выбор защиты с учетом всех возможных аварийных режимов является очень сложной задачей, что ограничивает применение их на ЛА. Многоканальная питательная сеть связывает источник электроэнергии с ЦРУ, или ЦРУ с РУ, или РУ с РУ путем прокладки нескольких параллельных каналов. Более тяжелая, но более надежная и живучая.   Рис. 2.6. Схема кольцевой сети Рис. 2.7. Схема сетчатой сети   В основу наименования электрической сети обычно берут кон­фигурацию, канальность, защиту и назначение и, как поясняющие элементы, род тока, напряжение, частоту, систему передачи и распределения. На летательных аппаратах электрическая сеть представляет со­бой комбинацию различного вида замкнутых и разомкнутых пи­тательных сетей. Число комбинаций питательных сетей велико. Их характер определяется назначением летательных аппаратов и ролью того или иного распределительного устройства в обеспече­нии надежности электроснабжения приемников электроэнергии и вытекающей отсюда безопасности полета. Элементы электрических сетей. 40 минут.   В данном вопросе рассматриваем следующие элементы: 1. Электрические провода (шины); 2. Установочно – монтажное оборудование; 3. Коммутационная аппаратура; 4. Аппаратуры защиты от коротких замыканий и перегрузок источников энергии, приемников энергии и проводов; 5. Системы защиты от помех; 6. Устройства защиты от статического электричества.   Установочно-монтажное оборудование К УМО относятся: 1. Распределительные устройства; 2. Сетевые разъемы (штепсельные и зажимные); 3. Металлические трубы, желоба и короба для прокладки проводов; 4. Хомуты для крепления (отбортовки) проводов и жгутов; Распределительные устройстваслужат для размещения в них шин, коммутационной и защитной аппаратуры. Распределительные устройства выполняются в виде РК (ЦРК), щитки АЗС, электропульты и т.д. РК располагаются в удобных местах и закрыты легкосъемными люками. Выполняются в виде коробок из стекловолокна, имеют крышки, иногда с прозрачными крышками. Сетевые разъемыслужат для соединения отдельных участков электросети, подсоединения приборов и агрегатов. Виды: силовые вводы, болтовые соединения, клеммные колодки, штепсельные разъемы. Силовые вводы применяются для прохода через перегородки герметических кабин и отсеков ЛА. Место прохода герметизируется.   Рис.3.1. Герметичный силовой ввод 1 – виниловая лента; 2 – наружный фланец; 3 – внутренний фланец; 4 – резиновая муфта; 5 – нитки крепежные; 6 – хомут; 7 – тиоколовая замазка   Болтовые соединения служат для стыковки наконечников проводов мощных потребителей с наконечниками сети, для соединения участков силовых проводов. Защита от самоотворачивания. Клеммные колодки используются для соединения и разветвления проводов сечением до 25 мм2. Устанавливаются в РК, и вообще где угодно. Закрываются прозрачными крышками с уплотнением. Крепление наконечников проводов производится гайками или болтами. Защита от самоотворачивания.   Рис. 3.2. Клеммная колодка 1 – крепежный винт; 2 – текстолитовая прокладка; 3 – клеммный болт; 4 - колодка Штепсельные разъемы наиболее распространены и состоят из штепсельной розетки и штепсельной вилки с накидными гайками. Число контактных штырей – от 2 до 50. Разновидностей очень много (разный диаметр, количество штырей, форма, наличие герметизации, вид покрытия и т.д.). Защита от самоотворачивания.   Рис. 3.3. Штепсельный разъем 1 – провод; 2 – штырь; 3 – гнездо; 4 – розетка; 5 – крепежный винт; 6 - вилка   Маркировка ШР имеет буквенно-цифровой код. Например: ШР20У4ЭШ4, где ШР – штепсельный разъем; 20 – посадочный диаметр разъема, мм.; У – угловой; 4 – число штырей; Э – экранированный; Ш – штыри установлены в съемной части разъема; 4 – группа в таблице разъемов, характеризующая распределение штырей в данном разъеме. Покрытие штырей – серебро, золото. Если вместо букв У, Э, Ш стоят соответственно буквы П, Н, Г, это указывает на то, что ШР прямой, неэкранированный, герметический. Герметический штепсельный разъем (ШРГ) имеет двустороннюю вилку и две розетки. Двусторонняя вилка крепится на герметической перегородке двумя круглыми гайками (гайкой и контрогайкой). Данная серия рассчитана на температуру до +60°С. Соединители серии РТ (разъем теплостойкий) по конструкции аналогичен серии ШР, но более теплостойкий: 2Рт – до +250° С; 4РТ – жаростойкие. Недостаток ШР и РТ – большие габариты. Соединители серии РМ (разъем малогабаритный) в двух вариантах: РМ – до +100° С; 2РМ – до +200° С. Соединитель аэродромного питания маркируется ШРАП (штепсельный разъем аэродромного питания) для цепей постоянного тока, ШРА – для переменного тока. (ШРАП-500К; ШРА-400-ЭФ – для трехфазного тока). Для прокладки проводов используются жгуты, металлические трубки, металлические оплетки, металлические коробки. Электрические провода   Используются медные и (редко) алюминиевые провода следующих марок: БПВЛ, БПВЛА, БПВЛЭ, МГШВ, ПТЛ, БИН, БПТ, МШВ и др. БПВЛ:БП – бумажная (хлопчатобумажная) пряжа; В – винипластовая изоляция (винипласт – жесткий материал с высокими показателями механических и изоляционных свойств, продукт пластификации поливинилхлорида). Л – лакирована ХБ - оплетка. А – алюминиевый провод; Э – экранированный; Все БПВЛ многожильные. Жилы луженые. Температура – до 90 градусов.   Рис. 3.4. Провод БПВЛ   Провода марки БПВЛА в основном применяются в питатель­ных электрических сетях в целях уменьшения веса сети (в 2 раза легче медных). Алюминиевые провода изготавливаются обычно сечением 30, 50, 70 и 95 мм2 Кроме того, алюминиевые провода допускают кратковременную сравнительно большую токовую нагрузку, так как теплоемкость алюминия боль­ше теплоемкости меди. Однако алюминиевые провода по сравнению с медными обладают меньшей механической прочностью и при мон­таже требуют более сложной технологии заделки наконечников Особенности заделки алюминиевых проводов в медные наконечники: наконечник луженый горячим, а не гальваническим способом, специальная противокоррозионная паста (50% цинковый порошок, 50% вазелин) паста пуансон. БПТ: бортовой провод повышенной теплостойкости с изоляцией из фторопласта, обмотан и оплетен стекловолокном и пропитан лаком. Эксплуатируется при температуре до 250 °С. ПТЛ, ПТЛЭ: теплостойкий лакированный, температура до 250 градусов, изоляция фторопластовая, оболочка из лакированного стекловолокна. МГШВ (МГШВЭ): мягкий, гибкий, с шелковой (Ш) и виниловой (В) изоляцией, Э – экранированный. Применяется там, где необходима повышенная гибкость. БИН (БИНЭ): Б - бортовой, И – износоустойчивый, Н – нагревоустойчивый; Э – экранированный. Относится к сравнительно новым видам проводов. ПВЛ: провод высоковольтный лакированный. В эксплуатации необходимо знать марки и характеристики проводов эксплуатируемого летательного аппарата. Это необходимо для ремонта, для выяснения причин отказов. Коммутационная аппаратура   Для управления потребителями и источниками электроэнергии при­меняется коммутационная аппаратура, которая по способу приведения подразделяется на аппаратуру прямого (ручного) и дистанционного действия. К аппаратуре прямого действия относятся выключатели и переклю­чатели, кнопки и концевые выключатели. В зависимости от схемы переключения цепей аппараты делятся на переключающие, выключающие и включающие. Переключение в коммутационных аппаратах происходит мгновенно (в течение 0,01 с) независимо от времени перемещения ор­ганов управления. Это достигается за счет использования упругости пружинных передач и принципа "смалывающегося рычага". Самолетные выключатели выпускаются двух видов: серии ВГ для целей постоянного тока напряжением до 30В; серии В-200 для цепей переменного тока напряжением до 220В. Величина коммутируемого то­ка - до I5A. Рис. 3.5.Конструкция выключателя В200П: 1 — выводы; 2 — контакты; 3 — рукоятка управ­ления; 4 — корпус; 5 — пружина   Перекидные имеют два фиксированных положения (ВГ-15К, ППГ-5, В-45); Есть переключатели с нейтралью (2ППНГ-15К). Имеют три фиксированных положения, одно – нейтральное. Цифра 2 число коммутируемых цепей. Нажимные выключатели и переключатели ВН-10, ПН-15. Буква Г везде означает герметичное исполнение. Кнопки выпускаются тоже двух типов: КНЗ - нормально замкну­тые и КНР - нормально разомкнутые, с током коммутации до 5А. Коли­чества цепей, коммутируемых одной кнопкой, может доходить до восьми. Кнопки могут также иметь функцию выключателя, переключателя и быть нажимными. Пример – кнопки типа КНР (например 4КНР – управление триммером). Рис. 3.6.Конструкция кнопки 4КНР: 1 — головка кнопки; 2 — корпус; 3 — контактный механизм; 4 — вы­воды   Микровыключатели отличаются от выключателей тем, что приводят­ся в действие каким-либо элементом устройства, а также кинематикой. Мгновенность срабатывания микровыключателей обеспечивается плоской бронзовой пружиной, служащей также в качестве токоподводящей плас­тины для подвижных контактов. По кинематике этой пластины микровыключатели можно разделить на две группы: у первой - переключа­ется одна пара контактов, у второй - две пары. Концевые выключатели предназначены для автоматического включения, выключения и переключения электрических цепей и устанавливаются на ЛА в качестве концевых ограничителей положения механизмов. Они бывают с большим ходом штока (МВШ-2Т) и малогабаритные (ВК-140, КВ-9, КВ-20) с малым ходом штока. В обозначениях концевых выключателей серии ВК-140 (ВК1-140 ВК2-140, ВК1-141А, ВК1-142Б, ВК2-141В и др.) цифра 1 указы­вает на то, что провода к выводам подсоединяются пайкой, циф­ра 2 соответствует присоединению винтами; числа 140, 141, 142 обозначают назначения концевого выключателя: ВК-140 – переключатель; ВК-141 - включатель, ВК-142 — выключатель. Буквы А Б В и т. д. или буквы с цифрами обозначают конструкцию штока В связи с введением новых общесоюзных нормалей на конце­вые выключатели их условные обозначения изменены. Так, напри­мер, концевые выключатели ВК1-140, ВК1-140А-1, ВК2-140-1Т, ВК2-140В-2Т имеют условные обозначения соответственно A80l, А801А, А812Т, А812В, а концевые выключатели КВ-9, КВ-9АТ, КВ-20Т — соответственно Д701, Д713, В612. Концевые выключатели рассчитаны на длительный режим ра­боты в сетях постоянного тока напряжением до 30 В. При их мон­таже необходимо следить за тем, чтобы нажимное усилие управ­ляющего элемента было направлено строго по оси штока (кнопки).   К аппаратуре дистанционного действия относятся контакторы и коммутационные реле, представляющие собой электромагнитные устройства, с якорем которых связаны контакты. Реле конструктивно выполняются поворотного типа с Ш-образным сердечником на коммутируемые токи до 5-I0A. Контакторы рассчитаны на коммутацию токов более 10А и выполняются втяжного типа. В настоящее время применяются контакторы типа КМ, КП и ТК, основными элементами которых являются обмотка электромагнита и контактная система. Обмотка электро­магнита контакторов (КМ-ЮОД, КМ-200Д, КМ-400Д и КМ-600Д), предназначенных для продолжитель­ного (длительного) режима работы, выполняется секционированной (рис. 3.7), состоящей из двух последовательно включенных обмоток: включающей O1 и удержи­вающей О2. При отсутствии напряжения на обмотках электромаг­нита обмотка O2 замкнута вспомогательными контактами ВК. В начальный момент после включения контактора в сеть ток будет протекать только по включающей (пусковой) обмотке O1. Малое сопротивление обмотки обусловливает создание достаточно боль­шого электромагнитного усилия, в результате чего происходит дви­жение подвижной части контактной системы до соприкосновения с неподвижной. Шток электромагнита нажимает на шинку вспо­могательных контактов, которые, размыкаясь, включают после­довательно с включающей обмоткой удерживающую обмотку элек­тромагнита. Суммарное сопротивление секционированной обмотки электромагнита позволяет обеспечить продолжительную работу контактора. Потери во включенном состоянии уменьшаются, что приводит к уменьшению массы и габаритных размеров контак­торов.   Рис. 3.7. Принципиальная схема контактора с секционной обмоткой электромагнита   Все реле и контакторы имеют обмотку, рассчитанную на постоянный ток. Обмотки коммутационных реле, предназначенных для включения в цепь переменного тока, имеют встроенный полупроводниковый выпрямитель. Для коммутации цепей переменного тока возможно применение реле, работающих на переменном токе. При этом уве­личение массы магнитопровода и обмотки реле компенсируется отсутствием выпрямителя. Для устранения вибрации якоря приме­няется короткозамкнутый виток (рис. 3.8), который распола­гается на магнитопроводе. При наличии витка притяжение якоря происходит под действием двух магнитных потоков Ф1 и Ф2, су­ществующих одновременно, но сдвинутых в пространстве и по вре­мени. При переходе одного потока через нуль другой имеет какое-то определенное значение, благодаря чему электромагнитная сила не снижается до нуля при переходе переменного тока через нуль. Рис. 3.8. Реле переменного тока   Контакторы, применяемые в настоящее время на летатель­ных аппаратах (типа К, КМ, КП, ТКЛ, ТКС и др.), можно класси­фицировать по следующим признакам: назначению (включающие, переключающие), режиму работы (кратковременного, длитель­ного), конструкции электромагнита (клапанного, втяжного типа), количеству обмоток (однообмоточные, двухобмоточные), количе­ству коммутируемых цепей (одноцепевые, сдвоенные, трехцепевые) и т. п. Маркировка унифицированных коммутационных электромагнитных аппаратов отражает их назначение и конструкцию: 1-я буква маркировки показывает максимальное напряжение, на которое рассчитана обмотка; М - менее IB; Ш-3B; П - 15В; Т - З0 В; С-115 В; Д-200 В; 2-я буква указывает назначение аппарата: В- реле времени; Д - детекторное реле; К- коммутационное реле или контактор; Н-реле напряжения; П- обмотка включается на переменный ток; Т- токовое реле; 3-я буква означает: Н-нуль целых; Е- единицы; Д-десятки; С-сотни; Т- тысячи ампер коммутируемого тока, число которых показывает цифра, стоящая на четвертом месте (4-й знак); 5-й и 6-й знаки характеризуют кинематику аппарата: О - открытые контакты (включатель); П - переключающие контакты. Следующие затем цифры означают число коммутируемых цепей; 7-й знак отражает режим работы аппарата: Д - длительный; К -кратковременный; И- импульсный; Дальнейшие знаки не всегда стабильны по назначению. Так, если в шифре 8 знаков, то 8-й знак отражает особенности исполнения: Т - теплостойкое, Г- герметичное, У - ударостойкое, Д -всеклиматическое. Если в шифре 9 знаков, то 8-й знак означает допустимую температуру окружающей среды: 0-до +60 или +85°С; 1- До +100°; 2-до +200 и т.д. 9-й знак в этом случае отражает особенности исполнения.   Рис. 3.9.Конструкция контактора ТКД-503ДА: 1 — корпус; 2 —возвратная пружина; 3 — контактная панель; 4 — подвижные пластины с контактами; 5 — буферная пружина; 6 — подвижный сердечник; 7 — неподвижный сердечник; 8 — обмотка электромагнита; 9 — вспомогательные контакты   Защитная аппаратура   В процессе эксплуатации на летатель­ных аппаратах могут возникнуть аварийные режимы не только в системе энергоснабжения, но и в системе передачи и распределения электрической энергии, в частности а электрической сети. Защит­ная аппаратура обеспечивает отключение поврежденных участков сети или отдельных приемников электроэнергии, подключение при­емников к новым участкам сети с помощью автоматов включения резерва (АВР). Защита от короткого замы­кания генератора и его фидера обычно осуществляется аппа­ратами дифференциальной за­щиты, а отдельных участков сети — аппаратами максимально-токовой защиты. К последним относятся плав­кие предохранители и автома­ты защиты с биметаллически­ми элементами. Плавкие вставки-предохранители. К простейшим аппаратам максимально-токовой защиты относятся плавкие (ПВ, СП), тугоплавкие (ТП) и инерционно-плавкие (ИП) предохрани­тели и биметаллические автоматы защиты АЗС и АЗР, имеющие ампер-секундную характеристику с зависимой от тока выдержкой времени. Предохранители являются аппаратами защиты одноразо­вого действия. Предохранители ПВ и СП выпускаются для тока от 2 до 40 А и изготовляются закрытыми с медной, серебряной или цинковой (СП) тщательно отполированной нитью или пластиной. Цинковая пластина предохранителя СП несколько увеличивает инерционность, однако резко сокращает горение дуги в момент срабатывания предохранителя вследствие выделения большого ко­личества деионизирующих газов. Предохранители ТП выпускаются на токи 200, 400, 600 и 900 А и предназначены для установки в цепях источников электрической энергии и мощных приемников электроэнергии. Медная полоса предохранителя заключена в асбоцементный корпус, обеспечиваю­щий при перегорании повышение давления внутри корпуса и улуч­шение процесса гашения электрической дуги за счет выделения га­зов из материала корпуса.   Рис. 3.10. Предохранитель типа ТП   Тугоплавкие предохранители (ТП) также малоинерционны и применяются для защиты силовых цепей с малыми пусковыми то­ками. Получить плавкую вставку со значительной выдержкой вре­мени (инерционная АСХ) можно только применяя специальную конструкцию, как у инерционного предохранителя ИП (5, 10, 15, 20, 30, 35, 50, 100, 150 и 250 А). Рис. 3.11. Предохранитель типа ИП   Инерционно-плавкие предохранители (ИП), имея значительную выдержку (при 2Iном - в течение 1,3-2,3 мин, при 7Iном - от 2 до 10 с), защищают электрические цепи приемников электроэнергии с большим пусковым током, главным образом электродвигателей, у которых IПуск=I(3-8)IНоМ. Предохранители ИП рассчитываются по номинальному току приемников без учета пусковых токов. Ампер-секундные характеристики различных типов плав­ких вставок (ПВ, СП, ТП и ИП) отличаются критическим то­ком Iкр. Предохранители типа ПВ малоинерционны, типа СП обла­дают большой инерционностью, однако оба типа не обеспечивают защиты потребителей с большими пусковыми токами. Автоматы за­щиты могут быть однофазными и трехфазными с непосредст­венным или дистанционным управлением. Биметаллические пластины автоматов защиты могут нагреваться одним из трех способов: непосредственным, косвенным или комби­нированным. В первом случае биметаллический элемент нагреваетсяпроходящим по нему током (или его частью) защищаемой цепи,во втором — специальным нагревательным элементом, при комбинированном применяются оба способа. Покинематической схеме механизма биметаллические автоматы защиты с прямым нагревом выполняются двух типов: автоматы без свободного расцепления органа управления контактной системой АЗС (на токи 3-50 А) и автоматы со свободным расцеплением АЗР (на токи 6—150 А), конструкция которых несколько сложнее первых. Автомат защиты сети АЗС (рис. 3.12) включается с помощью рукоятки 5. При этом пружина 6, помещенная внутри рукоятки, сжимается, а каретка 2 нижним концом 3 рычажной рукоятки перемещается, преодолевая возвратную пружину 9. Как только поршень 4 рукоятки перейдет на вторую половину двуплечевого рычага с подвижным контактом 7, он под действием разжимающейся пружины 6 замкнет контакты. Одновременно защелка 1 каретки 2 попадет на зуб 11, приваренный к биметаллической плас­тине 10, обеспечивая удержание контактов в замкнутом положе­нии. Если рабочий ток превысит допустимое значение, то нагретая биметаллическая пластина прогнется вниз, освобождая защелку 1. Под действием возвратной пружины 9 каретка 2 переместится влево и переведет рычажную рукоятку 5 в крайнее правое поло­жение. Контакты 7 и 8 разомкнутся. АЗС работает не только как автомат защиты, но и как обыч­ный выключатель. При отключении АЗС вручную каретка про­должает оставаться во взведенном состоянии с помощью защелки 1 и зуба 11. Нажатием рычажной рукоятки АЗС позволяет удер­живать защищаемую цепь во включенном состоянии независимо от перегрева биметаллической пластины. Такой режим иногда ис­пользуется для обеспечения включенного состояния некоторых от­ветственных приемников электроэнергии (вооружения, связи, ор­ганов управления самолетом и т. п.). АЗС можно устанавливать в цепях, безопасных в пожарном отношении. Рис. 3.12. Конструктив­ная схема автомата АЗС: 1 — защелка; 2 — карет­ка; 3 — конец рычажной рукоятки; 4 — поршень; 5 — рукоятка; 6 — пружи­на: 7— подвижной кон­такт; 8 — неподвижный контакт; 9 — пружина: 10 — биметаллическая пластина: 11 — зуб Автомат защиты АЗР (рис. 3.13) включается также с помощью рычажной рукоятки 3. При ее повороте подвижная ось 2, переме­щаясь в прорези рычага (собачки) 4, переводит ось вспомогатель­ной пружины 9 в крайнее правое положение. При этом пружина 9 сначала сжимается, а затем разжимается и перебрасывает конец рычага 6 в крайнее левое положение, замыкая контакты 1 и рас­тягивая возвратную пружину 7. Автомат АЗР, так же как и АЗС, выполняет одновременно функ­ции обычного выключателя. Но в отличие от АЗС, у которого воз­вратная пружина остается до срабатывания защиты в сжатом со­стоянии, в АЗР возвратная пружина взводится при каждом вклю­чении. В случае протекания через биметаллическую пластину 8 тока, превышающего номинальный, свободный конец ее прогнется вверх и повернет рычаг 5 механизма свободного расцепления, освобож­дая опору рычага 4. Рычаг, выйдя из зацепления, под действием пружин 9 и 7 повернется на оси по часовой стрелке. Одновременно конец рычага 6 отойдет вправо, размыкая контакты 1. Удержать же контакты в замкнутом состоянии или вновь замкнуть их нажатием рукоятки 3 не удается, пока биметаллическая пластина не придет в исходное положение, т. е. пока не будет ликвидирована причина перегрузки или короткого замыкания. Это связано с тем, что рычаг 5 механизма свободного расцепления под действием биметаллической пластины переместится и расцепится с рычагом 4, что не позволит рычажной рукоятке 3 замкнуть контакты 1. При перемещении рычажной рукоятки 3 рычаг 4 поворачивается вокруг своей оси, а пружина 9 не будет деформироваться и нажимать рычаг 6, замыкающий контакты 1. Таким образом, АЗР не позволяет принудительно коммутировать. цепь в аварийной ситуации, что дает возможность использовать его в пожароопасных цепях (например, в цепи подкачивающего электронасоса, расположенного в топливном баке). Основным преимуществом автомата АЗР по сравнению с АЗС является относительно большая разрывная мощность при отключении токами короткого замыкания, которая обеспечивается разрывом цепи в двух точках, что улучшает условия гашения дуги. АЗР по сравнению с АЗС имеют лучшие ампер-секундные характеристики.   Рис. 3.13. Конструктивная схема автомата АЗР: 1- контакты; 2 - подвижная ось; 3 - рукоятка; 4- собачка рычага; 5, 6 - рычаги; 7- возвратная пружина; 8- биметаллическая пласти­на; 9- пружина   В настоящее время промышленностью выпускаются герметичные тепловые автоматы защиты АЗСГ, АЗРГ(К), АЗФ1, АЗ3, предназначенные для защиты электрических цепей постоянного и переменного тока (К - у автоматов для кабин с красным светом). АЗФ, АЗ3 для сетей переменного тока – увеличен зазор между контактами при разрыве цепи и изолирована рукоятка управления от металлической крышки корпуса. Как отмечалось, аппараты защиты должны быть быстро­действующими и иметь селек­тивность (избирательность). Селективность действия за­щиты в электрической сети можно обеспечить увеличением выдержки времени или тока сра­батывания последовательно включенных в цепь аппаратов защиты. При этом минимальная выдержка времени должна быть у аппа­рата защиты, находящегося вблизи потребителя, а максимальная — около источника электрической энергии. Практически это можно осуществить подбором их ампер-секундных характеристик. Аппаратура защиты от радиопомех Для обеспечения нормаль­ной работы радиотехнических устройств и приборов на летатель­ном аппарате выполняется комплекс мероприятий, предотвращаю­щих возникновение помех, увеличивающих затухание помех или уменьшающих связи источников помех с указанной аппаратурой. Предотвращение самопроизвольных разрядов электростатиче­ского электричества и связанных с ними помех осуществляется ме­таллизацией и специальными электростатическими разрядниками. Металлизация — надежное электрическое соединение гибкими перемычками подвижных частей (площадью более 2 м2 или дли­ной более 0,5 м) и элементов летательных аппаратов, имеющих изолированные разрывы. Благодаря металлизации искусственно вы­равниваются их электрические потенциалы и тем самым предотв­ращается возникновение разряда статического электричества. Металлизация не может устранить помехи от разрядных про­цессов между летательными аппаратами и атмосферой, поскольку она не устраняет самих электростатических разрядов. Для пред­отвращения возникновения помех при разряде обшивки летатель­ных аппаратов от электростатических зарядов на консолях крыла или оперении, т. е. в местах, наиболее удаленных от радиоаппа­ратуры, устанавливают разрядники в виде очень тонкого острия или метелочки из хлопчатобумажной ткани, пропитанной пара­фином. Источником помех, попадающих в радиоприемные устройства через антенны, может служить коммутационная аппаратура. Элек­тромагнитные колебания, возникающие при коммутации электри­ческих цепей, обычно подавляются в месте их возникновения с помощью экранировки. Для устранения помех, попадающих в радиоаппаратуру через цепи питания, применяются сетевые фильтры, которые включаются в цепи коллекторных машин, работающих в длительном режиме (генераторов, преобразователей, электронасосов и др.). Электрические фильтры включаются на выходы коллек­торных электрических машин и других электрических аппаратов. Фильтры состоят из катушек индуктивности и конденсаторов или только из конденсаторов. Принцип действия электрического филь­тра основан на том, что индуктивности, обладая большим реактив­ным сопротивлением токам высокой частоты, а конденсаторы — большим реактивным сопротивлением токам низкой частоты ослабляют искажение напряжения сети, от которой питается радиоаппаратура. Для устранения помех радиоприему, вызванных низкоча­стотными колебаниями, применяются фильтры, состоя­щие только из конденсаторов, которые подключаются к выходным клеммам источников помех, например коллекторных электрических машин. Рис. 3.14. Фильтр для снижения высокочастотных помех

Требования дать под запись в конспект. Каждое требование комментировать примерами.     Состав дать под запись в конспект.     Классификацию дать под запись в конспект.   Показать слайд 1 или начертить на доске     Питательную и распределительную сеть показываю на слайде с рис. 2     Показать слайд с рис.3. Рисуют в конспект.     Показать слайды с рисунками. Студенты рисуют в конспект. Показать на плакатах АЗС, РК, электрощитки и электропульты. Показать студентам образцы сетевых разъемов. Показать образцы ШР. Показать образцы авиационных проводов Показываю образцы коммутационной аппаратуры Маркировку контакторов, реле дать под запись Показать слайд контактора Показать образцы защитной аппаратуры Показать образцы предохранителей Показать слайд предохранителей ТП, ИП Ампер- секундные характеристики предохранителя ИП нарисовать на доске Классификацию автоматов защиты дать под запись Показать слайд АЗС, пояснить принцип работы Показать слайд автомата защиты АЗР, пояснить принцип его работы     Способы защиты от радиопомех дать под запись Нарисовать на доке образец фильтра для снижения высокочастотных помех

Заключительная часть (5 минут)

 

1. Подвести итоги занятия;
2. Ответить на вопросы студентов;
3. Дать задание на самоподготовку;

4. Лебедев. Автоматическое и электрическое оборудование летательного аппарата. М., Воениздат, 1979.(стр. 180-191);

1. М.М. Красношапка. Электроснабжение летательных аппаратов. М., Воениздат, 1980.(стр.13-49)
2. Объявить тему следующего занятия;
3. Объявить порядок и время проведения контрольной работы.

 

Учебно-методическое обеспечение

 

Литература:

 

1. А.А. Лебедев. Автоматическое и электрическое оборудование летательного аппарата. М., Воениздат, 1979.

2. Изделие С-32. Техническое описание. Кн.4, Электрическое, приборное и кислородное оборудование. М., Воениздат, 1976.

3. Изделие С-32. Инструкция по эксплуатации. Кн.4, Электрическое, приборное и кислородное оборудование. М., Воениздат, 1976.

4. Вертолет Ми-8МТ. Руководство по технической эксплуатации 8МТ-0007-00РЭ. Авиационное оборудование. Авиаэкспорт, СССР, Москва.

5. Самолет Су-17. Альбом фидерных схем.

6. Изделие С-32. Инструкция по эксплуатации. Кн.4, Электрическое, приборное и кислородное оборудование. М., Воениздат, 1976.

7. М.М. Красношапка. Электроснабжение летательных аппаратов. М., Воениздат, 1980.

8. П.Чинаев. Самолет, его оборудование и вооружение. М., Воениздат, 1979.

9. Материал лекции. Военная кафедра КГТУ им. А.Н. Туполева, 1999-2003.

Материально-техническое обеспечение:

 

1. Плакат «Кабина самолета Су-17»;

2. Плакат «Система электроснабжения постоянным током вертолета Ми-8»;

3. Плакат «Размещение элементов СЭС в распределительных коробках вертолета Ми-8МТ»;

4. Учебные приборы: штепсельные разъемы, авиационные провода, реле, контакторы, выключатели, кнопки и переключатели.

5. Слайды.

6. Самолет.

7. Проектор "Полилюкс".

Дата: 28 ноября 2011 г. доцент цикла №5: подполковник С. Борисов