交流系统分成两大类:恒频交流电和变频交流电。
恒频交流电主要有两种形式:带有恒速传动装置(简称恒装,CSD)的恒速恒频交流电源和不带恒装的变速恒频交流电源。
恒装CSD可以把发动机转速变成恒定转速,从而使发电机产生400HZ,115/200V的恒频交流电。这是目前普遍采用的方式。CSD和发电机组合在一起,组成了整体驱动发电机(IDG)。
恒装CSD的优点是:恒频交流电对飞机上的各种负载都适用,配电简单;恒频交流电源系统可以单台运行,也可以并联运行,以提高供电可靠性和供电质量。不足之处 CSD 增加了重量和成本,功率/重量比小于变速变频电源系统。
变频交流电系统目前已在A380,B787上采用,工作结构。它是由飞机发动机经减速器直接带动交流发电机,输出变频电流,它不需要CSD。优点是:结构简单,可靠性高,维护工作量小,重量轻。缺点是:对用电设备的要求提高。
我们来看看恒速传动装置的工作范围,恒速传动装置的目的是将发动机转速转化成恒定的转速(输出转速为12000rpm恒定)。当发动机转速低于慢车转速时,CSD输出的转速小于12000rpm,此时处于欠速状态,这个时候电源不可用。当高于慢车转速时,电源可用,从慢车转速到转速这个区间,恒装CSD开始工作,我们取慢车到转速之间一个转速时,恒装的转速刚好到达12000rpm。在慢车到这一转速的转速段内,恒装处于增速状态,因为这个时候发动机带给恒装的输入转速不足12000rpm(公式N0=K1Ni+K2Nm)。这一转速到转速范围内,恒装处于减速状态,因为这个时候发动机带给恒装的输入转速高于12000rpm(公式N0=K1Ni-K2Nm)。这样我们就能很好的理解书上公式的含义了。
再来看看恒装的原理和结构。考试的时候可能会被问到恒装由哪些部件组成以及各个部件的功用。1.差动游星齿轮,它的作用是传递发动机转速和液压马达输出的补偿转速,并使两者叠加,保持转速不变。2.液压泵-液压马达,它是调速的执行机构,提供补偿转速。3.调速装置,有离心飞重式和电子式,用于敏感恒装的输出转速,给液压执行元件信号,用以调节补偿转速。4.滑油系统除了对齿轮散热和润滑外,还作为液压泵-液压马达组件传递功率的介质。5.保护装置,在低滑油压力或者温度高的时候脱开恒装与发动机的连接,保护恒装不受损坏。
刚才说了调速元件有离心飞重式和电子式,我们分别来看看。
先看离心飞重式。图所示为恒装工作于零差动方式。当发动机转速增加时,离心飞重向外运动,带动下面的杆向上移动,液压油进入伺服油缸的油腔,同时左腔通往回油路,伺服油缸活塞左移,推动斜盘右偏,这个时候液压马达反向转动,抵消一部分发动机转速,使恒装转速恢复到额定值,这也就是负差动状态。当发动机转速减小时,离心飞重向内运动,带动下面的杆向下移动,液压油进入伺服油缸的左腔,同时右腔通往回油路,伺服油缸活塞右移,推动斜盘左偏,这个时候液压马达正向转动,补偿一部分发动机转速,使恒装转速恢复到额定值,这也就是正差动状态。
还有一个就是电子式调速器,电子式调速器很简单,通过对比输出频率和基准频率400HZ来控制作动筒左右移动,其他和离心飞重式一样。
最后我们来看看恒装脱开装置和复位机构。恒装在哪些条件下脱开呢,当恒装低滑油压力(小于140PSI),高滑油温度(大于185度)或者CSD或IDG故障灯亮起,此时必须人工脱开恒装。
我们来看看恒装的脱开过程,恒装脱开装置的离合器称为齿形离合器,它由恢复弹簧保持闭合。当按下脱开按钮时,电磁铁通电,电磁铁的卡销被电磁铁吸进,使蜗块在脱开弹簧的作用下上升,并与蜗杆相连接。由于蜗杆的旋转,离合器的右半部分克服弹力而向右移动,从而使离合器脱开。注意,发动机转速太低的时候不能脱开恒装,因为此时蜗杆离心力太低,不能使恒装完全脱开,造成离合器的损坏。
恒装的复位只能地面发动机停转之后进行。拉下CSD上的复位环,将蜗块下拉,直到电磁铁卡销锁入蜗块凹槽内听到咔嚓一声,才能证明恒装完全复位。