《飛機(jī)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)書-飛機(jī)電源系統(tǒng)電壓故障保護(hù)電路的設(shè)計(jì).docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《飛機(jī)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)書-飛機(jī)電源系統(tǒng)電壓故障保護(hù)電路的設(shè)計(jì).docx（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

中國(guó)民航大學(xué) 《飛機(jī)電源系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：飛機(jī)電源系統(tǒng)電壓故障 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)：121142F 學(xué)生姓名：黃萬(wàn)鵬 學(xué) 號(hào)：121142611 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2015.10.1-2015.10.10 飛機(jī)電源系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書4 學(xué)生1姓名 黃萬(wàn)鵬 學(xué)號(hào) 121142611 成績(jī) 學(xué)生2姓名 尹瑞 學(xué)號(hào) 120241134 成績(jī) 學(xué)生3姓名 陳志鵬 學(xué)號(hào) 121142604 成績(jī) 學(xué)生4姓名 洪彬彬 學(xué)號(hào) 121142609 成績(jī) 學(xué)生5姓名 許遠(yuǎn)翔 學(xué)號(hào) 121142631 成績(jī) 學(xué)生6姓名 朱元澤 學(xué)號(hào) 121142640 成績(jī) 設(shè)計(jì)題目 飛機(jī)電源系統(tǒng)電壓故障保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 (1) 根據(jù)飛機(jī)電源系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)交流電源/直流電源的過(guò)/欠壓保護(hù)電路。 （2過(guò)壓保護(hù)電路，包括檢測(cè)電路、反延時(shí)電路和輸出電路的設(shè)計(jì)（電路圖、元件參數(shù)、工作原理）。 （3）欠壓保護(hù)電路，包括檢測(cè)電路、固定延時(shí)電路和輸出電路的設(shè)計(jì)（電路圖、工作原理等）。 （4）對(duì)（2）電路進(jìn)行仿真(如multisim、proteus等)。 （5）最終形成課程設(shè)計(jì)成品說(shuō)明書。 設(shè)計(jì) 要求 （1） 熟悉飛機(jī)電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理以及交、直流電信號(hào)的檢測(cè)方法，電路設(shè)計(jì)只需設(shè)計(jì)到故障信號(hào)輸出部分，執(zhí)行電路不需設(shè)計(jì)。。 （2） 能夠用multisim、proteus等軟件對(duì)指定電路進(jìn)行仿真。 時(shí)間 安排 9月28日 布置任務(wù)，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容， 收集有關(guān)資料。 9月29日 選擇設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)相關(guān)電路，并計(jì)算參數(shù)。 9月30日 繪制電路圖，并進(jìn)行仿真或?qū)嶒?yàn)研究。 10月12日 提交課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 參考 資料 （1）《飛機(jī)電源系統(tǒng)》教材； （2）B737NG飛機(jī)的AMM、CMM手冊(cè)； （3）網(wǎng)絡(luò)資料。 目 錄 1波音737型客機(jī)GCU……………………………………………………….…..4 1.1GCU功能概述………………………………………………………….......4 1.2過(guò)壓欠壓保護(hù)要求…………………………………………………………6 2交流過(guò)壓保護(hù)電路……………………………………………………………….7 2.1保護(hù)要求……………………………………………………………………7 2.2電路圖………………………………………………………………………8 2.3工作原理……………………………………………………………………8 2.4仿真結(jié)果……………………………………………………………………9 2.5電路特點(diǎn)………………………………………………………………..…10 3直流過(guò)壓保護(hù)電路………………………………………………….……….….10 3.1保護(hù)要求………………………………………………………….…….…10 3.2電路圖………………………………………………………………..……10 3.3工作原理…………………………………………………………..………11 4交流欠壓保護(hù)電路……………………………………………………….….….11 4.1保護(hù)要求………………………………………………………….…….…11 4.2電路圖……………………………………………………………………..12 4.3工作原理…………………………………………………………………..12 5設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………………………...12 參考資料………………………………………………………………………...13 14 1波音737型客機(jī)GCU 1.1GCU功能概述 每個(gè)發(fā)電機(jī)控制組件（GCU）有下列功能： － 控制發(fā)電機(jī)控制斷路器（GCB）和匯流條斷路器（BTB） － 提供／控制給IDG發(fā)電機(jī)的激勵(lì) － 保護(hù)電源系統(tǒng)和IDG電氣參數(shù)不在限制 － 控制在P5－5和P5－4 組件上的電源系統(tǒng) － 對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行故障隔離 超壓和欠壓保護(hù)： GCU監(jiān)控每一調(diào)節(jié)點(diǎn)（POR）處的相電壓。電壓故障指令發(fā)電機(jī)控制繼電器（GCR）和發(fā)電機(jī)控制斷路器（GCB）打開。 當(dāng)相電壓超過(guò)130 伏時(shí)，進(jìn)行超壓保護(hù)。 當(dāng)最低相電壓低于101 伏持續(xù)超過(guò)7 秒時(shí)，進(jìn)行欠壓保護(hù)。 頻率保護(hù)： GCU監(jiān)控PMG的頻率。正常的發(fā)電機(jī)頻率是400 赫茲。如果頻率超過(guò)下列值，GCU輸出保護(hù)信號(hào)： — 425 赫茲超過(guò)1.5 秒 — 35 赫茲超過(guò)35毫秒 如果頻率低于下列值，GCU斷開GCR和GCB： — 375 赫茲超過(guò)1.5 秒 — 355 赫茲超過(guò)150毫秒 GCU 監(jiān)控IDG 電流變壓器的三相，如果任何兩相間的電流 不平衡超過(guò)140 安培，時(shí)間超過(guò)6.3秒，就會(huì)發(fā)生不平衡相保護(hù)。 如果繼續(xù)出現(xiàn)不平衡，GCU斷開BTB，且GCR和GCB 斷開。 發(fā)電機(jī)二極管故障保護(hù): GCU 監(jiān)控勵(lì)磁回路中的電流脈動(dòng)，發(fā)現(xiàn)IDG 中短路的旋轉(zhuǎn)二極管如果電流超過(guò)5安培，GCU斷開GCR和GCB。 相序保護(hù)： GCU在POR上監(jiān)控相序，如果出現(xiàn)相序問(wèn)題，GCU不讓GCB 閉合。 過(guò)流保護(hù)： 如果電流超過(guò)274安培300秒，GCU指令匯流條電源控制組件（BPCU）斷開次要的電氣載荷（卸載）。如果過(guò)流狀態(tài)持續(xù)，BPCU 首先斷開廚房載荷，使主匯流條卸載。如果過(guò)流狀態(tài)仍然存在，GCU斷開GCR和GCB。 如果電流超過(guò)340安培5秒鐘，GCU指令BPCU開始卸載。如 果過(guò)流繼續(xù)0.1秒，GCU斷開GCR和GCB。 差動(dòng)故障保護(hù)： GCU 監(jiān)控中線電流變壓器（NCT）和差動(dòng)保護(hù)電流變壓器（DPCT）的三相。GCU 比較IDG（通過(guò)NCT）中的電流和GCB （通過(guò)DPCT）中的電流。如果電流差超過(guò)20 安培70 毫秒，GCU 斷開GCR和GCB。 欠速保護(hù)： GCU監(jiān)控來(lái)自的顯示電子組件（DEU）的準(zhǔn)備負(fù)載（RTL）信 號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)位于或高于慢車位置時(shí)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)手柄位于慢車位置時(shí)，DEU 提供RTL 信號(hào)。如果出現(xiàn)RTL 信號(hào)，欠頻或欠壓故障將導(dǎo)致GCB 和GCR斷開。如果由于欠速而產(chǎn)生欠頻狀態(tài)，GCB將斷開。如果RTL 信號(hào)斷開，GCR仍停在閉合位。 1.2過(guò)壓欠壓保護(hù)要求 過(guò)壓：當(dāng)三相平均電壓達(dá)127-133V時(shí)，發(fā)電機(jī)斷路器（GB）斷 開，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)去磁，‘HV’燈亮 欠壓：當(dāng)三相平均電壓達(dá)97-103V時(shí)，GB斷開，發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)去 磁，‘LV’燈亮 2.交流過(guò)壓保護(hù)電路 2.1保護(hù)要求 a在發(fā)電機(jī)卸去大功率負(fù)載或排除短路故障后，由于調(diào)壓器的滯后作用，電網(wǎng)電壓會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓，這是電源系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的正?，F(xiàn)象，這時(shí)保護(hù)電路通過(guò)延時(shí)來(lái)避免誤動(dòng)作； b另一種是由于勵(lì)磁系統(tǒng)的故障，由于勵(lì)磁系統(tǒng)的故障，如調(diào)壓器失效、旋轉(zhuǎn)整流器故障等，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出電壓高于其額定電壓，其三相平均電壓達(dá)127-133V時(shí)，這時(shí)保護(hù)裝置必須動(dòng)作，斷開發(fā)電機(jī)的GCR和GCB。 2.2電路圖 2.3工作原理 a. 基本分為兩個(gè)部分，即敏感電路和反延時(shí)及放大電路。敏感電路敏感的是發(fā)電機(jī)三項(xiàng)平均電壓值，整流后經(jīng)濾波分壓，與穩(wěn)壓管DW1上的基準(zhǔn)電壓UZ1進(jìn)行比較。反延時(shí)及放大電路是一個(gè)由集成運(yùn)算放大器組成的比例積分電路。 b．當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓正常時(shí)，3端的輸入電壓U3低于基準(zhǔn)電壓UZ1，運(yùn)算放大器處于反相輸入狀態(tài)，輸出端6無(wú)信號(hào)輸出，即U6為0，穩(wěn)壓管DW2不導(dǎo)通。 c．當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生過(guò)電壓時(shí)，3端的電位將超過(guò)UZ1，運(yùn)算放大器將輸出高電位。但由于反饋電容C2的積分作用，輸出電壓不能瞬時(shí)變高，而是在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后，使穩(wěn)壓管DW2擊穿，輸出故障保護(hù)信號(hào) 2.4仿真結(jié)果 XMM2：運(yùn)放輸出電壓 XMM1：故障信號(hào) 正常情況下（115V），運(yùn)放輸出基本為零，無(wú)故障信號(hào)輸出 過(guò)壓臨界點(diǎn)（130V），隨時(shí)間增加，輸出電壓逐漸增大，并在10V左右擊穿穩(wěn)壓管輸出故障信號(hào) 過(guò)壓越嚴(yán)重，輸出電壓增長(zhǎng)越迅速，達(dá)到反延時(shí)的目的 2.5電路特點(diǎn) a.由于采用了集成運(yùn)算放大器，可以減少大量分立電子元件，使保護(hù)電路結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)化了電路，提高了可靠性。另外，也進(jìn)一步提高了精度及穩(wěn)定性。 b.因?yàn)檫\(yùn)算放棄輸入阻抗很高，使濾波電容器及反延時(shí)電路中電容器的電容量可以大大減少，增加電路的時(shí)間常數(shù)可以采用增加電阻的辦法。同時(shí)，由于電容量的大幅度減少，可以不必再采用溫度系數(shù)很大的鉭質(zhì)電容器，而采用溫度性能穩(wěn)定的漆膜電容器。這樣既減輕了重量，又提高了穩(wěn)定性。 c.該線路對(duì)動(dòng)作點(diǎn)電壓的調(diào)整或反延時(shí)特性的調(diào)整都比較容易。 3直流過(guò)壓保護(hù)電路 3.1保護(hù)要求 a.一般通過(guò)設(shè)置延時(shí)來(lái)區(qū)分兩種不同過(guò)電壓，使保護(hù)電路在瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)不動(dòng)作，而在持續(xù)過(guò)電壓時(shí)輸出故障信號(hào)。 b.過(guò)電壓故障采用反延時(shí)，即故障越嚴(yán)重，延時(shí)時(shí)間越短，以防止造成嚴(yán)重后果。 3.2電路圖 3.3工作原理 a.當(dāng)發(fā)電機(jī)無(wú)過(guò)電壓和過(guò)載故障時(shí)，運(yùn)放A2反相端的兩個(gè)輸入電壓Ui和Ug都小于同相端的基準(zhǔn)電壓Uz1，兩個(gè)二極管D1和D2都不導(dǎo)通，運(yùn)放輸出端為高電平。這時(shí)穩(wěn)壓管DW2和PNP型晶體管T1都不導(dǎo)通，電路沒有輸出信號(hào) b.當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生過(guò)電壓故障時(shí)，電位器W上的電壓Ug高于基準(zhǔn)電壓Uz1，二極管D2導(dǎo)通，D1仍截止，電阻R8中的電流對(duì)電容器C開始充電。這時(shí)運(yùn)放的輸出電壓從原來(lái)的高電平Uz1開始下降，經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)時(shí)間后，使穩(wěn)壓管DW2和晶體管T1導(dǎo)通，輸出故障信號(hào)，斷開發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和輸出。過(guò)電壓值越大，延時(shí)時(shí)間越短。 4交流欠壓保護(hù)電路 4.1保護(hù)要求 a.在突加大功率負(fù)載時(shí)，如持續(xù)時(shí)間很短，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作；另一種由于勵(lì)磁回路短路，如勵(lì)磁回路斷路、調(diào)壓器失效或恒速傳動(dòng)裝置欠速而造成電壓下降保護(hù)器應(yīng)該動(dòng)作。 b.5-9秒內(nèi)電壓保持在97-103V時(shí)，欠壓保護(hù)裝置動(dòng)作。 c.為了在正常的瞬間欠電壓不致產(chǎn)生誤動(dòng)作，保護(hù)電路設(shè)置7S的固定延時(shí)。 4.2電路圖 4.3工作原理 a.發(fā)電機(jī)輸出電壓正常時(shí)，運(yùn)放反向端2的電壓高于基準(zhǔn)電壓Uz1,因此運(yùn)放輸出端6為低電位，二極管D4不導(dǎo)通，電源E通過(guò)R7D5R8，不足以使DW2導(dǎo)通，因此無(wú)信號(hào)輸出 b．當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓降低時(shí)，運(yùn)放輸出端變?yōu)楦唠娢?，使二極管D5不能導(dǎo)通，電源E通過(guò)R8對(duì)C2充電，當(dāng)欠壓持續(xù)一段時(shí)間后，C2上的電壓達(dá)到擊穿DW2點(diǎn)數(shù)值，輸出故障信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)固定延時(shí)的目的 5小結(jié) 課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們了解到一些實(shí)際與理論之間的差異。通過(guò)課程設(shè)計(jì)不僅可以鞏固專業(yè)知識(shí)，為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而且還可以培養(yǎng)和熟練使用資料、運(yùn)用工具書的能力，把我們所學(xué)的課本知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，起到溫故而知新的作用。課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門設(shè)計(jì)課，給了我們很多思考，給了我們莫大的空間，讓我們感觸很深，使我們對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中。我們要系統(tǒng)的了解電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，包括從總體設(shè)計(jì)原則，《設(shè)計(jì)任務(wù)書》的指導(dǎo)思想，參照有關(guān)資料，有計(jì)劃有頭緒、有邏輯地把這次設(shè)計(jì)搞好。總之，這次課程設(shè)計(jì)使我們收獲很多、學(xué)會(huì)很多、比以往更加耐心很多。 另外，課堂上也有部分知識(shí)不太清楚，于是我們又不得不邊學(xué)邊用，時(shí)刻鞏固所學(xué)知識(shí)，這也是我們作本次課程設(shè)計(jì)的第二大收獲。由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。希望答辯時(shí)，老師多指出問(wèn)題，由此我們可用更好地了解到自己的不足，以便課后加以彌補(bǔ)。 參考資料 [1]劉建英，任仁良.飛機(jī)電源系統(tǒng)。北京：中國(guó)民航出版社2012 [2]737-6789AMM手冊(cè) [3]737-800AMM手冊(cè)