Стартер генератор сг 18 1с принцип работы
Обновлено: 05.07.2024
В гражданской авиации (ГА) широкое применение получили генераторы постоянного тока. По своему назначению электрические машины делятся на электрические генераторы и двигатели. Самолетные генераторы преобразуют часть механической энергии вращения авиадвигателей в электрическую энергию, потребляемую авиационным оборудованием. В свою очередь, механическая энергия вращения авиадвигателей получается за счет химической энергии сжигания топлива в среде окислителя. Самолётные электродвигатели преобразуют электрическую энергию, полученную от генераторов в механическую энергию потребителей.
Предусмотрена защита генераторов использованием ДМР.
Дифференциальное минимальное реле ДМР предназначено для выполнения следующих функций:
- подключает генератор к бортсети в случае, когда ЭДС источника электропитания на 0,2 - 1,0B превышает напряжение сети;
- отключает генератор от сети, если его напряжение уменьшилось и из сети через генератор идёт обратный ток;
- исключает возможность включения генератора в бортсеть с неправильной полярностью;
- обеспечивает ручное, дистанционное включение и отключение генератора, а также функционирование сигнализации.
Все отмеченные функции реле ДМР выполняет автоматически.
Дифференциальное минимальное реле состоит из двухпозиционного поляризованного реле, нескольких обычных электромагнитных реле и силового контактора. Элементы ДМР компонуются на общей панели, на которой установлены болтовые соединения для подключения устройств в силовую цепь генератора и систему управления.
При вынужденном выключении трех генераторов (при пожаре или дымлении электрифицированного оборудования) на самолетах, где установлены автономные шины, в случае необходимости включения гидронасосных станций разрешается включить один из генераторов на основную сеть, при этом предварительно выключить аварийный переключатель включаемого генератора.
Система управления запуском и розжигом ГТД служит для обеспечения перевода авиадвигателя из нерабочего состояния в установившийся режим малого газа, который характеризуется наименьшими оборотами турбины, при которых он может устойчиво работать длительное время.
По своему назначению электрические машины делятся на электрические генераторы и двигатели. Самолетные генераторы преобразуют часть механической энергии вращения авиадвигателей в электрическую энергию, потребляемую авиационным оборудованием. В свою очередь, механическая энергия вращения авиадвигателей получается за счет химической энергии сжигания топлива в среде окислителя. Самолётные электродвигатели преобразуют электрическую энергию, полученную от генераторов в механическую энергию потребителей.
В гражданской авиации (ГА) широкое применение получили генераторы постоянного тока типов ВГ, ГС, ГСБК, ГСК, ГС Н, ГСР, ГСР-СТ и СТГ. Эти генераторы предназначены для питания электрической сети постоянным током напряжением 27.. .29В.
Буквенные обозначения расшифровываются следующим образом:
В - вертолётный, Г - генератор, С - самолётный, Б - бесконтактный, К-комбинированный, Н - низкооборотный, Р - с расширенным диапазоном скоростей вращения, СТ - со стартерным режимом работы.
Цифры после букв показывают номинальную мощность в генераторном режиме. Через дробь обозначается мощность в стартерном режиме.
Стартер - генераторы ГСР-СТ и СТГ предназначены для работы в двух режимах:
- в двигательном режиме они работают как стартеры и осуществляют запуск авиадвигателей;
- в генераторном режиме эти электрические машины питают бортовую сеть ЛА постоянным током.
Принцип действия электрического генератора основан на использовании закона электромагнитной индукции. Согласно данному закону, в проводнике, движущемся в магнитном поле и пересекающем магнитный поток, индуцируется ЭДС.
Токи от индуцированной ЭДС, взаимодействуя с магнитным полем, создают при генераторном режиме тормозной момент, а при двигательном режиме - вращающий момент. Причём для преодоления тормозного момента расходуется механическая энергия, получаемая от авиадвигателя.
На рис. 1 показана схема генератора постоянного тока. В простейшем случае, это вращающийся виток 1, расположенный в магнитном поле В между полюсами магнита 2. Концы витка присоединены к разным полукольцам 3, которые изолированы друг от друга изоляторами 5. Указанные полукольца составляют коллектор 3, вращающийся вместе с витком, обмотки якоря. Токосъём с коллектора производится щётками 4, которые расположены неподвижно и скользят по коллектору.
При вращении витка 1 с угловой скоростью п в магнитном поле, образованном магнитом 2, в нём индуцируется ЭДС
Рис. 1 - Схема генератора: 1 - виток., 2 - магниm, 3 - коллектор 4 - щетка, 5 - изолятор
где В - магнитная индукция;
l- длина проводника;
V- его линейная скорость.
В случае расположения витка вертикально и совпадении его плоскости с плоскостью осевой линии полюсов, проводники пересекают максимальный магнитный поток. При этом в них индуцируется максимальное значение ЭДС. Направление индуцируемой ЭДС в проводнике определяется по правилу правой руки, что показано стрелками. Когда же виток, перемещаясь, займёт горизонтальное положение, ЭДС в проводниках становится равным нулю.
При вращении витка 1 проводник, смещаясь, переходит под другой полюс магнита 2. В результате направление ЭДС в нём меняется на обратное.
Однако поскольку вместе с витком вращается коллектор 3, а щётки 4 неподвижны, то с верхней щёткой всегда соединён проводник, находящийся под северным полюсом магнита. Соответственно, его ЭДС постоянно направлена от щётки. Поэтому полярность щёток остаётся неизменной, а, следовательно, сохраняется постоянной по направлению ЭДС на щётках - ещ (рис.2).
Таким образом, коллектор 3 предназначен для преобразования переменной ЭДС в проводниках обмотки якоря в постоянную ЭДС на щётках генератора. Явление, вызванное изменением направления тока в проводниках обмотки якоря при переходе их из одной параллельной ветви в другую, то есть при пересечении линии, по которой установлены щётки, называется коммутацией.
Вместе с тем, несмотря на то, что ЭДС рассматриваемого генератора получается постоянной по направлению, ее величина изменяется во времени по синусоидальному закону. За один полный оборот витка ЭДС генератора принимает два раза максимальное, а также два раза нулевое значение (рис 2.). Поэтому, в строгом смысле слова, ЭДС с такой большой пульсацией нельзя назвать постоянной и она непригодна для большинства приёмников постоянного тока.
Для устранения отмеченного недостатка и уменьшения пульсации обмотку якоря генератора изготавливают с большим числом витков (катушек), а коллектор выполняют со значительным количеством коллекторных пластин, изолированных друг от друга. Коллектор состоит из медных пластин, которые соединяют с обмоткой якоря. Например, у генератора ГС-12ТО он набран из 102 пластин хромовой бронзы, изолированных слюдяными прокладками. Такое конструктивное оформление электрической машины позволяет получить практически постоянное значение ЭДС обмотки якоря.
Основными узлами и деталями генераторов являются: статор, ротор (якорь), коллектор, коллекторный щит, узел масляной защиты, патрубок, защитная лента, полюса (основные и дополнительные), гибкий и жёсткий валы, щёточно-коллекторный узел, обмотки и клеммные зажимы.
Статор представляет неподвижную часть электрической машины и предназначен для возбуждения главного магнитного поля. В свою очередь, ротор является вращающейся частью генератора, который служит для индуцирования ЭДС. Соответственно, магнитопровод, по которому замыкается магнитный поток, является основной частью электрической машины. В статоре магнитная цепь электрической машины неподвижна, а в роторе она вращается. Влияние магнитного потока якоря на основной магнитный поток статора называется реакцией якоря.
Статор выполнен в виде стального цилиндра, к которому прикреплены магнитные полюса. В качестве магнитных систем используются постоянные магниты (у машин малой мощности), либо электромагниты. У электромагнитов на полюсы крепится обмотка возбуждения. Она питается постоянным током и создаёт относительно статора неподвижный магнитный поток. Соединяют обмотки полюсов параллельно или последовательно, причём с таким расчётом, чтобы северный и южный полюса чередовались.
Ротор электрической машины для снижения потерь мощности от вихревых токов набирается из листовой электротехнической стали с изоляцией листов друг от друга. В пазах якоря располагается обмотка якоря или рабочая обмотка. Проводники обмотки якоря соединяются между собой лобовыми частями, то есть проводники одного паза связаны с проводниками другого паза. Полученная система образует последовательное соединение, которое называется катушкой или секцией. Секции между собой также соединяются последовательно и составляют замкнутую цепь. Расположение соединений выполнено так, чтобы обеспечить одинаковое направление ЭДС в проводниках, входящих в одну параллельную ветвь.
Якорь генератора имеет полый и гибкий валы, изготовленные из высокопрочной стали. Щётки бывают графитовые и меднографитовые.
Они крепятся в щёткодержателях, допускающие поворот на некоторый угол. Рассмотрим особенности конструкции дополнительных полюсов и компенсационных обмоток на примере генератора ГС-12ТО. Он устанавливается на газотурбинных двигателях ТА-6А-8 вспомогательной силовой установки ВСУ самолёта ТУ -134А. Генератор предназначен для питания бортсети постоянным током напряжением 28,5В на земле и высотах полёта до 3000м (генераторный режим), а также для запуска и холодной прокрутки газотурбинного авиадвигателя (стартерный режим). В обозначении: Т - теплостойкое исполнение, О - с вынужденным охлаждением.
Корпус генератора стальной и он является магнитопроводом. К нему присоединены 6 основных и 6 дополнительных полюсов с обмотками. Основные полюса набраны из листовой электротехнической стали. Они снабжены в полюсных наконечниках пазами для закладки компенсационных обмоток КО (рис. 2). Дополнительные полюса цельные, изготовлены также из электротехнической стали. На основных полюсах размещена шунтовая обмотка возбуждения ОВ, на дополнительных - обмотки дополнительных полюсов ОДП.
Компенсационные обмотки КО предназначены для выполнения следующих функций:
- поддерживают в воздушном зазоре неизменным магнитное поле при переходе генератора Г с режима холостого хода на режим нагрузки путём компенсации реакции якоря, что позволяет увеличить перегрузочную способность генератора;
- при повышенных скоростях вращения подавляют явление перемагничивания полюсов;
Рис. 2 - Электрическая схема генератора ГС-12ТО
- способствуют сокращению размеров обмотки возбуждения и уменьшению тока возбуждения;
- при высоких частотах вращения и небольших нагрузках обеспечивают достижение устойчивой работы генератора;
- позволяют значительно повысить линейную нагрузку и окружную скорость генератора.
В свою очередь, обмотки дополнительных полюсов ОДП возбуждают магнитные поля, которые воздействуют на поля ротора некомпенсированные компенсационными обмотками. При этом обмотки дополнительных полюсов включают последовательно с компенсационными обмотками и обмоткой якоря.
Причём соединение указанных обмоток осуществляют таким образом, чтобы магнитодвижущие силы МДС обмоток КО и ОДП были направлены встречно с МДС обмотки якоря. Данное схемное решение позволяет получить компенсацию при любой нагрузке и быть пропорционально ей, то есть пропорционально реакции якоря.
Следовательно, применение усложняющих конструкцию устройств компенсационных обмоток и обмоток дополнительных полюсов вызвано необходимостью повышения линейной нагрузки генератора для того, чтобы получить возможность снизить массу и габариты генератора, а также повысить его надёжность.
Рис. 3 - Схема соединения генератора
Основным недостатком электрических генераторов постоянного тока является их конструктивная сложность, связанная с использованием щёточно-коллекторного узла. К тому же, в щёточно-коллекторном аппарате, осуществляющем постоянную коммутацию цепей электрической машины, возникает искрение. В результате снижается надёжность электрических генераторов постоянного тока и ограничивается область их применения
Авиационные генераторы обладают следующими техническими данными:
Номинальная мощность - 1500-20000Вт,
Номинальный ток нагрузки - 54-4000А,
Частота вращения вала - 3500-112000б/мин,
Число щёток - 4-24,
Критическая высота щёток - 15-20мм,
Допустимая интенсивность износа - 0,01-0,06мм/ч,
Давление щётки на коллектор - 4,5-12,5Н.
Масса генератора - 11,5-50кг.
Отличительной особенностью самолетных генераторов является высокофорсированный режим их работы и минимальный вес. Вместе с тем, главным требованием, предъявляемым к авиационной технике, является высокая надёжность, обеспечивающая заданную безопасность полётов. Поэтому, учитывая высокофорсированный режим, вводится гарантийный ресурс работы авиационных генераторов. Он определяется допустимым нагревом их частей и составляет 500-3000ч. Для сравнения, срок службы промышленных электрических генераторов исчисляется десятками лет.
Для обеспечения полноценного функционирования самолётных потребителей необходимо, чтобы напряжение, подводимое к их зажимам, было стабильным и имело постоянное значение, равное номинальному. Однако в реальных условиях полёта частота вращения якоря генератора и нагрузка потребителей электрического тока не остаются постоянными. Так, например, скорость вращения ротора генератора изменяется из-за варьирования частоты вращения вала авиадвигателя при различных режимах его работы. В свою очередь, нагрузка потребителей электрического тока также постоянно изменяется в течение полёта, так как на различных этапах задействовано разное количество приборов и устройств. Соответственно, ток в обмотке якоря генератора изменяется в зависимости от нагрузки. В результате система электроснабжения самолёта подвержена колебаниям напряжения, что недопустимо. Поэтому напряжение авиационных генераторов требует постоянного регулирования, причём с высокой точностью.
Как известно, напряжение генератора равно:
где Е - ЭДС генератора;
Iя - ток в обмотке якоря генератора;
Rя - сопротивление обмотки якоря;
Се - постоянный коэффициент;
Ф - магнитный поток полюсов;
п - частота вращения якоря генератора.
Наглядное представление влияния указанных факторов на напряжение генератора может дать, в частности, внешняя характеристика генератора. Она представляет собой график зависимости напряжения генератора от тока нагрузки при постоянной скорости вращения ротора и неизменном сопротивлении RB цепи возбуждения:
Это первый лайнер за более чем полвека, заходя в салон которого, вы будете точно знать, что находитесь именно в МС-21, а не в Аэрбас или Боинг.
И это не шутка. Поверить в это действительно сложно, мы же привыкли думать, что в России плохой сервис, климат и вообще всё.
Вступайте в другие наши группы и добавляйте нас в друзья :)
Ранее на технике спецназначения использовались два стартер-генератора СГ-18 (мощность 18 кВт, устанавливался для запуска двигателя Т-72 и Т-90) и СГ-21 (мощность 21 кВт, устанавливался на технику нового поколения). У данных изделий две функции: запуск дизельного двигателя и выработка электричества для обеспечения питания всей электроники, используемой в спецтехнике.
Читайте в Дзене
В Объединённой двигателестроительной корпорации Ростеха смотрят в будущее, и поэтому заговорили о создании гибридной силовой установки (ГСУ).
Эту силовую установку планируют использовать в вертолетах Ансат, VRT-500 и Ка-226Т, где сейчас используются импортные двигатели.
Сахалин даже в XXI веке был изрезан "наследием" японкой оккупации словно шрамами на теле. Эти шрамы можно было видеть на любой карте.
Испытательный стенд состоит из шкафа управления и электромеханического нагрузочного агрегата. Испытания в режиме стартера и в режиме генератора проводятся на одном оборудовании с одной установкой испытуемого СГ на один стенд.
Испытательный стенд позволяет проводить испытания СГ в следующих режимах:
–электродвигателя на холостом ходу.
Стенд имеет дистанционное и местное управление. Местное управление выполняется с помощью органов управления, расположенных на дверях шкафа управления. Дистанционное – с помощью компьютера.
Технические характеристики стенда по режимам испытаний сведены в таблицу.
Стартер-генератор ГС-18МО представляет собой шестиполюсную электрическую машину постоянного тока с шунтовым возбуждением теплостойкого исполнения. Охлаждение стартер-генератора принудительное от вентилятора вертолета.
Стартер-генератор предназначен для раскрутки ротора компрессора двигателя при запуске (стартерный режим) и для питания бортсети вертолета (генераторный режим). В стартерном режиме стартер-генератор ГС-18МО обеспечивает мощность на валу двигателя до 26 кВт. Мощность ГС-18МО в генераторном режиме 18 кВт при напряжении 30 В. Направление вращения - левое.
Стартер-генератор установлен на задней крышке коробки приводов и связан с валом ротора компрессора зубчатой передачей.
Пусковая панель предназначена для автоматического управления запуском двигателя вертолета. В системе ПСГ-15 панель обеспечивает запуск двигателей на земле и в полете, холодную прокрутку двигателя и прекращение процессов запуска как от аэродромных источников питания, так и от аккумуляторов, установленных на борту вертолета.
Внутри панели смонтированы программный механизм ПМ, регулятор тока РТ, пусковые сопротивления и реле включения схемы. Программа работы панели рассчитана на 40-секундный цикл запуска.
Аппарат ДМР-600Т предназначен для автоматического включения стартер-генератора в бортовую сеть, когда напряжение стартер-генератора превышает напряжение сети, и для отключения стартер-генератора от бортовой сети, когда напряжение его ниже напряжения сети. Аппарат выполнен в виде коробки, внутри которой смонтированы дифференциальное реле, включающий контактор, а также защитные и блокировочные реле.
ДМР-600Т установлены в распределительных коробках (РК) левого и правого генераторов, которые размещены за сиденьями пилотов на шпангоуте №5Н.
Угольный регулятор РН-180 предназначен для поддержания постоянного напряжения стартер-генератора в генераторном режиме в пределах 26,5. 30 В при изменении оборотов и нагрузки стартер-генератора. Напряжение регулируется угольным сопротивлением регулятора, включенным последовательно в обмотку возбуждения стартер-генератора.
Конструктивно регулятор выполнен в виде укрепленного на плите ребристого цилиндра, внутри которого расположен столб угольных шайб, сжатых пружиной электромагнита.
РН-180 установлены за сиденьем правого пилота на этажерке шп. №5Н.
Автомат защиты от перенапряжения АЗП-8М IV серии применяется для защиты от перенапряжения параллельно работающих стартер-генераторов постоянного тока с аккумуляторными батареями. Автомат работает только при работе стартер-генератора в генераторном режиме.
Выполнен автомат в виде коробки, внутри которой смонтированы реле защиты, контактор и блокировочные реле.
Устанавливаются автоматы за сиденьями правого и левого пилотов на этажерке шпангоута №5Н.
Система зажигания двигателя
Система зажигания обеспечивает воспламенение топливо-воздушной смеси в камере сгорания при запуске двигателя на земле и в полете.
Система зажигания состоит из агрегата зажигания СКНА-22-2А и двух полупроводниковых свечей зажигания СП-18УА.
Агрегат зажигания представляет собой низковольтную конденсаторную систему зажигания, которая является источником электрической энергии, необходимой для образования электрического разряда между электродами запальной свечи.
В основу работы агрегата положен принцип накопления электрического заряда на накопительном конденсаторе, пробой газонаполненного разрядника и мгновенного разряда накопленной энергии по полупроводниковому слою запальной свечи. С целью предотвращения выхода из строя агрегата при повышении свыше нормы пробивного напряжения свечи в систему введен активизатор.
Пробивное напряжение разрядника 1,5. 2,5 кВ, количество разрядов на свечах при напряжении питания агрегата 27 ± 1 В от 6 до 31 в секунду.
Читайте также: