《飞机常用电器元件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞机常用电器元件.ppt（153页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第二部分 飞机常用电器元件,2.1 概述现代飞机是一个庞大而复杂、自动化程度很高的系统，它包含电源、照明、空调、供气、燃油、发动机、起落架等许多子系统。在这些系统中，要用到各种各样的电器元件，它们起着切换、控制、保护、检测、变换和调节的作用。,一 飞机电器的工作条件,与地面电器相比，飞机电器的工作条件要复杂的多。这是因为飞机不仅要在地面上停留，而且必须能够在不同的高度、地区、季节和气象条件下飞行。随着飞机飞行高度和飞行速度的提高，使得飞机电器的工作条件变得更坏。为了使飞机电器可靠的工作，有必要对它的工作条件作概略的介绍。,1 大气环境,气象环境指大气的成分、压力、湿度和温度四个方面。（）大气成
2、分高空、低空、海平面上和陆地上大气所含的成分各不相同。在高空氧和水分下降，臭氧成分增加，湿热地带大气中含有霉菌，海平面上空的大气含有盐雾，沙漠地区的上空有砂尘。电器元件在大气中工作时，其金属部分会被氧化。当飞机在海洋上空飞行时，盐雾会加速金属部分的氧化，造成化学腐蚀和变色，降低它的机械强度和电气连接的可靠性。霉菌会使有机绝缘材料发霉变质，降低绝缘性能。,（2）大气压力,随着飞行高度的增加，大气压力下降，不利于电器元件的散热。有触点的电器元件，随着大气压力的降低，其触点的断弧能力下降，间隙击穿电压降低。,（3）大气湿度,南方的大气湿度较高，尤其是在黄梅雨季，相对湿度可达98%，这样的湿度条件会使
3、电器元件的抗电强度降低，绝缘电阻变小，也易使电器元件的金属构件局部或全部发生氧化和锈蚀。,（）大气温度,飞机在不同的地区、季节飞行，电器元件的工作环境温度变化范围也比较大。高温时，金属部分氧化加剧，有机绝缘材料易于老化。低温和高低温冲击，会使材料组织发生变化而使其性能恶化，例如绝缘材料开裂，弯曲变形等。,力学环境,飞机电器经常要受到强烈的振动、冲击和离心加速力的作用。（）振动电器元件固定处由于飞机发动机等振动源和气动力而产生振动，其频率一般为10400HZ，振动加速度为。,（2）冲击,飞机在着陆、制动和突然变速等情况下都会对电器元件产生冲击作用，冲击的次数一般为、40100次/min，冲击加速
4、度为450g。（3）离心加速度飞机在转弯飞行时，所产生的离心加速度可达15g。,恶劣的力学环境给电器元件造成强烈的 机械应力负荷，可能会给电器元件带来非常严重的后果，如元件破裂、紧固件松动、零件变形等。振动和冲击还会使有触点的电器元件产生误动作。,二 对飞机电器的基本要求,由于飞机电器在飞机系统中起着重要的作用，而它的工作条件又很恶劣，为确保飞行安全对飞机电器提出了一些基本要求。,1 工作可靠,这是对电器元件的一项最基本要求。除了保证电器元件能在前述的气象条件和力学环境下可靠的工作外，还应当保证它们在飞机上供电电压不稳定的情况下能继续工作。,2 尺寸小，重量轻,现代飞机上所使用的电器元件的数量
5、很多，减少每一个电器元件的重量都对飞机有着直接意义。在设计制造电器元件时，常常为结构部件、选用优质特种材料和提高其他材料的负荷。另外，一架飞机的空间尺寸是有限的，电器元件外廓尺寸的增大会占去飞机的有限空间，有时会使飞机个别部分尺寸增大，以致引起结构重量增加，使飞机气动性能变坏，因此减小电器元件的外廓尺寸也是基本要求之一。,3 高强度,这里所说的强度是指机械强度、抗电强度 和 耐、热强度。对电器元件的机械强度，除了一般要求外，在抗振稳定性方面还有特殊要求。在飞机上经常产生不同频率和振幅的振动，由于振动而产生的方向不定的加速度或飞机作机动飞行时产生的单向加速度作用到电器元件上，有的零件和部件甚至要
6、承受加速度为50g的动负荷，要求电器元件在这样的情况下也能可靠的工作。,在抗电强度、耐热强度方面的要求也比较高，应保证电器元件不会因绝缘材料的绝缘性能不够、导电部分与金属部分的距离不够而形成电、击穿，或因为耐热材料的耐热能力不够而形成热损坏。,4 电器元件的工作不受飞机在空间的位置和飞行姿态的影响,飞机在飞行时可以有各种不同的飞行姿态，安装在飞机上的电器元件也就有不同的空间位置或出于不同的运动状态（如加速、减速等）。在这些情况下，电器元件应具有独立的动作性能而不受它所处的空间位置、状态的影响。这种要求是确保具有运动部件（如电磁继电器的触点）的电器元件不产生误动作的必要条件。,电器元件的工作不受
7、周围气象环境的影响,温度、湿度和气压是影响电器元件的寿命、工作能力等的气象因素。排除或减少这些因素对电器元件的影响是提高电气元件寿命和保证良好性能的必要措施，例如将电器元件密封充气，可以使电器元件不受飞机飞行高度的影响。其他方面的要求，如便于选用、维修等。,三飞机电器的分类,根据民航电气维修专业的特点，飞机常用电器元件可以分为以下几类：（）航空继电器，如电磁继电器，固态继电器等。（）航空接触器，如单绕组接触器，双绕组接触器等。（3）飞机发动机点火电器。（4）飞机的电路保护电器。（5）其他飞机电器元件。,2.2 航空继电器的应用和分类,继电器的拉丁文原意是驿站，即传递信息的中继场所。继电器一开始
8、和电讯联系在一起，1878年西电公司首先在电话上使用继电器。现在继电器已广泛应用于各个领域。航空继电器是最基本的飞机电器元件之一。它的作用是反应某一输入信号的变化，对功率不太大（一般小于25A）的电路进行控制。它是一种自动和远距离操纵的控制器件。,一 航空继电器的应用,继电器在飞机上的用途很广泛，电源、照明、空调、供气、燃油、防冰防雨、飞行操纵、起落架以及发动机的起动和指示等系统中都要用到继电器。它是这些系统的控制、调节、检测、保护和指示等自动化装置中的重要元件。,飞机发电机激磁控制电路,GCR（J6）为发电机激磁控制继电器，它是具有接通线圈和断开线圈的磁保持继电器。当接通线圈通电时GCR吸合
9、，常开触点 1-2 闭合，使发电机激磁电路接通而起激发电，此时常闭触点 6-7 断开，接通线圈断电，GCR的吸合状态由永久磁铁产生的吸力来保持。同时常开触点 3-5 闭合，为断开线圈通电做好准备。当断开线圈通电时，GCR回到释放状态，常开触点1-2 断开，发电机激磁电路断开而不能激磁，发电机不能正常供电。,接通线圈和断开线圈的通电和断电除了可由安装在驾驶舱内的发电机激磁开关GCRS人工正常控制以外，当出现故障时，由GCR故障信号放大器提供的信号，使V3导通，从而GCR的断开线圈通电而断开GCR，于是发电机停止发电。这里设置辅助继电器J3是为了防止在出现故障时由于GCRS误接通引起GCR拍振。当
10、出现故障时，如果将GCRS误接通，则J3线圈通电吸合，使常开触点1-3闭合而断开接通线圈电路。,B737-300 型飞机发动机的引气电路,利用过热继电器K9和引气过热电门（或称热敏继电器）起自动保护作用。引气活门打开后，如果出现了过热故障，使引气过热活门动作，K9线圈电路接通并通过重置电门而自锁。K9吸合后，使引气活门的开线圈断电而关线圈通电，于是引气活门便关断。出现过压时也会使K9动作，而关断引气活门。,二 航空继电器的分类,在飞机上使用的继电器数量繁多。以B757-200型飞机为例，据不完全统计，直接裝机的电磁继电器和接触器就有393只，如果把机载设备中所使用的继电器和接触器也计算在内，其
11、总数超过千只。按其结构原理，飞机常用的继电器可以分为以下几类：,（1）电磁继电器 利用电磁现象来进行工作的继电器；（2）固态继电器 输入与输出隔离且无运动部件的继电器；（3）混合式继电器 由电磁继电器和固态继电器组合而成的继电器；（4）特种继电器 具有某种特殊功能的继电器如极化继电器，舌簧继电器等。用的最多的是电磁继电器。,2.3 电磁继电器,一 电磁继电器的结构原理电磁继电器由电磁铁和触点系统两个部分组成。电磁铁一般采用拍合式。电磁继电器的触点系统由固定不动的静触点和可以被衔铁带动的动触点所组成，静触点和动触点都安装在具有弹性的簧片上，这样可以减少或消除触点在闭合式的弹跳现象。触点一般采用点
12、接触的形式。,从动作原理来看，电磁继电器实际上就是一个用电磁铁来操纵的开关。当线圈电压增大到一定数值时，作用在衔铁上的电磁吸力（或力矩）大于返回弹簧的反力（或力矩），衔铁就从释放位置运动到闭合位置，并带动动触点使它与上面的静触点分开，与下面的静触点闭合。在闭合位置时，如果逐渐减小线圈电压使电磁吸力小于返回弹簧的反力时，衔铁则返回到释放位置，使动触点与下面的静触点分开，而与上面的静触点闭合。如果触点与外电路连接，便具有接通或断开电路的开关作用。,通常将线圈不通电时闭合的触点称为常闭触点，而将线圈不通电时断开的触点称为常开触点。,二 电磁继电器的主要技术参数,（1）线圈额定电压Ue 指能使电磁继电
13、器线圈长时间正常工作的电源电压，一般为27V。（2）吸合电压Uxh。指在常温条件下电磁继电器的触点从释放位置到可靠闭合时所需的线圈电压的最小值。吸合电压定的太高或太低都对电磁继电器的工作不利。若吸合电压太高，则当电网电压因向大负载供电而降低到吸合电压以下时，电磁继电器就会拒动而无法吸合，若吸合电压太低，则因返回弹簧的反力太小，触点容易跳动而造成误动作。,（3）释放电压Usf。指电磁继电器的触点从闭合位置到可靠释放位置所需线圈电压的最大值。释放电压可以通过改变最小工作气隙或在最小工作气隙时返回弹簧反力的大小来调整。为了保证在电网电压大幅度下降时电磁继电器不会自行释放，释放电压一般定得比吸合电压低
14、，两者的比值 Usf/Uxh 约在 0.3左右。释放电压也不能太低，否则衔铁可能会被铁芯的剩磁吸住而不能被释放。而且当释放电压太低时，存在着触点压力过小而造成接触不良以及因断开速度太低而对触点熄弧不利等问题。,（4）触点断流容量。是指电磁继电器触点所能断开的电流和电压的乘积。电流指的是触点断开以前通过触点的电流值，电压指的是断开后触点两端的电压值。断流容量只表示触点的断流能力，而不是输出或消耗的功率。触点断流容量与负载种类（电阻性负载、电感性负载）有很大关系。,（）灵敏度指电磁继电器吸合所需的最小功率，即（为吸合电流，为线圈电阻）。灵敏度越高，电磁继电器的性能越优越。但是灵敏度的提高受到很多因
15、素的制约。,（6）动作时间。电磁继电器的吸合时间txh和释放时间tsf统称为动作时间。吸合时间是指从线圈通电开始至触点到达闭合位置时所需的时间，而释放时间是指从线圈断电开始至触点到达释放位置时所需的时间。吸合时间和释放时间均不包括触点的回跳时间（抖动时间）。,（）寿命指的是在规定的使用环境条件下和规定的负载情况下所规定的动作次数。在这个规定的动作次数内，失误次数应不超过规定的要求，其性能参数（如吸合电压、释放电压等）应不超过规定的范围。民航机务维修中需要经常检测与调整的技术参数有吸合电压、释放电压和动作时间等。,三 电磁继电器的时间特性,不通用途的电磁继电器对其动作时间的要求是不同的。有些继电
16、器要求有很高的工作频率，而另外一些继电器则要求具有一定的延时作用。一般控制继电器的动作时间为0.050.15，将动作时间小于0.05的继电器称为快速继电器，而将动作时间大于0.15的继电器称为时间继电器。,1 电磁继电器的吸合过程和吸合时间,当在电磁继电器线圈两端加上额定电压时，由于存在电磁惯性和机械惯性，衔铁不可能立即闭合，而有一个过渡过程。从线圈中电流的变化情况对此过程进行分析。电磁继电器的吸合过程可分为两个阶段：电流从零开始上升到触动电流 Icd，在这个阶段内衔、铁没有运动，所需的时间 tcd 称为吸合触动时间。当电流值达到 Icd 以后，吸力将大于反力，衔铁开始运动。衔铁运动以后，电流
17、的变化规律变得复杂。从衔铁开始运动到最后到达闭合位置所需的时间 tyd 称为吸合运动时间。,电磁继电器的吸合时间包括两部分，即tcd 和 tyd 分别由下列式子计算 IW 线圈稳态电流 Icd 线圈触动电流 T 线圈通电时间常数 Fd 电磁吸力 Ff 反作用力 m 衔铁及其他运动 部分的质量 工作间隙,tyd的计算公式是在假定Fd和Ff之差在衔铁运动过程中保持不变的情况下推导出来的，例如衔铁行程很小时就近似于这种情况。由于tyd 比tcd小得多，因而改变电磁继电器的吸合时间主要是改变吸合触动时间。,2 加速吸合的线路,（1）串联辅加电阻 Rf 并提高电源电压若在电磁继电器线圈回路内串联一个辅加
18、电阻Rf，同时将电源电压由 U1提高到 U2，使稳态电流值仍保持不变，回路的电时间常数为L、R分别为线圈的电感和电阻。,显然，T2小于线圈原来的电时间常数T1。若触动电流为Icd，则吸合触动时间将由tcd1减小到tcd2。（2）在 Rf 两端并联电容C若在Rf 两端并联电容C，则可进一步减小吸合触动时间。因为当线圈刚加上电压的瞬间，电容C尚未充电，即电容两端的电压 UC=0，相当于将Rf短路，因此线圈电流 I 将按的指数规律上升。电流比单串联电阻 Rf时增长的更快。,实际的情况是，电流并不会增长到IW。因为C充电后 UC 不等于零，当 t 趋于无穷即稳态时，C已充电完毕而相当于开路，所以线圈的
19、稳态电流仍为 IW=U2/（R+Rf）。线圈电流可能是振荡的，也可能是非振荡的。振荡时电流的增长比非振荡时的情况更快，并且比值 Rf/R 越大，吸合触动时间越小。对每一个辅加电阻都相应有一个最有利的电容值，在此电容下吸合触动时间最短。,电容值由下式求得式中，L的单位为H，R和 Rf 的单位为。,3 延时吸合的线路,（1）串联辅加电感 Lf在电磁继电器线圈回路内串联一个辅加电感Lf，可以增大整个回路的电时间常数而使 tcd增大。采用这种线路可使 tcd 延长到 0.12s。（2）阻容延时吸合电路与电磁继电器线圈串联一个电阻 Rf，并联一个电容 Cf。当电路刚接通时，Cf 两端电压很低，随着Cf通
20、过 Rf充电其两端电压才逐渐升高，线圈电流才逐渐增大，从而使 tcd 增大。采用这种线路可使 tcd 延长到 0.1 0.4s。,2.4 固态继电器及混合式继电器,一 固态继电器1 固态继电器的组成固态继电器是一种能够像电磁继电器那样执行接通和断开电路的功能，而其输入输出间的绝缘程度也和电磁继电器相当的全固态（即无运动部件）的器件。固态继电器一般由输入电路、输入输出隔离电路和固态转换器件三部分组成。,输入电路用来检测输入信号并进行放大。输入输出隔离电路实现输入输出回路之间电气隔离的功能。常用的隔离方法有光耦合式和变压器式两种。固态转换器件相当于电磁继电器的触点系统，执行控制转换的功能。常用的固
21、态转换器件有功率三极管、功率MOS场效应管、可控硅等。,具有输入输出隔离功能是固态继电器区别于其他半导体开关器件和开关电路（如开关三极管、双稳态电路等）的一个重要特征。与电磁继电器相比，固态继电器显著的特点是灵敏度高，小型化潜力大。固态继电器的高灵敏度，使它能够与TTL、DTL、CMOS等集成电路器件兼容，从而用极小的输入功率就能进行大负载切换。除了以上两点之外，固态继电器还具有工作可靠，反应速度快，无触点火花和弹跳，耐强冲击和振动，寿命长等优点，因而在要求体积小、转换速度快、可靠性高等场合应用越来越多。,固态继电器也存在一些尚需解决的问题，如输入输出间隔离困难，通态压降大，断态泄漏大，不易实
22、现多路转换，易受温度和辐射的影响等。,2 常用固态继电器介绍,常用的固态继电器有光电耦合器隔离式固态继电器和变压器隔离式固态继电器。光电耦合器隔离式固态继电器：V1、V2、V4、V5是发光二极管，V6 V9 是由光敏三极管和普通三极管组成的达林顿式复合管，E1是辅助电源，EC是输入的控制信号。在无控制信号输入时，V6、V8导通，V7、V9截止，B、Y分别和A、X接通。当有控制信号输入后，V6、V8截止，V7、V9导通，B、Y分别和C、Z接通。,由此可见，B、Y等效于电磁继电器的动触点，A、X等效于常闭触点，C、Z等效于常开触点。这种固态继电器采用光电耦合器隔离，特点是：输入与输出间绝缘，信号单
23、向传递而无反馈影响，抗干扰能力强，响应速度快，工作稳定可靠。,变压器隔离式固态继电器的电路：由三极管V1和电容组成高频振荡器，变压器副边的振荡信号通过二极管V2整形后去控制功率三极管V3，从而控制负载电路。功率三极管V3等效于一对常开触点。这种固态继电器的特点是灵敏度很高，响应速度快，但由于工艺和材料的限制，其体积不能做的很小，另外还可能产生高频噪声。,二 混合式继电器,电磁继电器的灵敏度比较低，即使是灵敏型的电磁继电器也不能直接由TTL、DTL、CMOS等集成电路的逻辑电平来控制。固态继电器虽然灵敏度高，但它的通态压降和断态泄漏大，并且不易实现多路转换。如果将电磁继电器和固态继电器结合起来使
24、用，就构成了混合式继电器。,混合式继电器一般是采用固态继电器中的电子电路作为反应机构，由电磁继电器作为执行机构组合而成的。这样既可以充分发挥固态继电器灵敏度高的优点，也可以充分发挥电磁继电器接触压降小、断态绝缘电阻大和易于实现多路转换的优点。,稳压管V3和电阻R4 构成稳压电路，V3上的稳定电压使三极管V1的发射极电位稳定不变。当输入信号Usr=0时，V3上的电压使V1截止，由于V1截止而无电流流过R3，所以三极管V2无正偏电压而截止，电磁继电器因线圈J无电流而不吸合，处于常开状态。当当输入信号Usr达到一定值时，V1有正偏电压而导通，在R3上产生压降使V2导通，电磁继电器线圈J有电流通过使常
25、开触点闭合而接通被控电路。二极管V4的作用是为了防止V2被线圈J的反向感应电势击穿。,混合式继电器将固态继电器和电磁继电器的优点结合进去的同时，也将两者的某些缺点带进去了。如：混合式继电器既具有固态继电器易受温度和辐射影响的特点，同时又存在电磁继电器所固有的触点弹跳、触点污染、动作速度慢等缺陷，因此这又限制了混合式继电器在某些要求高的场合下的应用。,2.5 特种继电器,飞机上还应用有一些特种继电器，介绍极化继电器、舌簧继电器和热敏继电器三种。一 极化继电器这种继电器磁路中同时作用有两个磁通，一个是极化磁通，一个是工作磁通。一般情况下，极化磁通是由永久磁铁产生的，工作磁通是由工作线圈通电后产生的
26、。工作磁通的大小和方向取决于工作线圈中电流的大小和方向。,当工作线圈没有通电时，磁路中只有极化磁通，通过衔铁的极化磁通m分成两部分，即通过左面气隙1的磁通m1 和通过右面气隙2的磁通m2，分别对衔铁产生向左的吸力Fm1和向右的吸力Fm2。当衔铁处于对称中线位置时，由于1=2，m1=m2，Fm1=Fm2，衔铁应保持在中间的平衡位置上。但这种平衡是不稳定的，衔铁在某种外界因素下必然会偏向一边。只要衔铁稍有偏移，左右两个气隙就不再相等，从而两部分极化磁通以及它们所产生的吸力也就不相等，于是衔铁迅速倒向一边并保持在这一边。,假定衔铁倒在左边。当工作线圈通电后，就会在磁路中产生工作磁通g，忽略通过永久磁
27、铁的工作磁通。在气隙1中极化磁通与工作磁通方向相反，合成磁通1=m1-g，而在气隙2中极化磁通与工作磁通方向相同，合成磁通2=m2+g，它们分别产生向左的吸力F1和向右的吸力F2。当工作线圈电流较小时，g也较小，由于m1比m2大的多，故仍有1 2，F1 F2，衔铁仍停留在左边。只有当工作线圈电流达到某一数值时，2 1，F2 F1，衔铁才开始偏转。,随着衔铁的向右偏移，m1逐渐减小而m2逐渐增加，从而使 F1 进一步减小而 F2进一步增大，衔铁迅速倒向右边。在衔铁倒向右边后，如果工作线圈断电，衔铁仍将稳定的保持在右边，若要使衔铁再返回左边，则必须改变工作线圈电流的极性，并使其达到一定的数值。,极
28、化继电器的主要特点：,（1）具有方向性。即极化继电器衔铁的动作能反应输入信号的极性。（2）灵敏度高。极化继电器所受的电磁吸力是正比于极化磁通和工作磁通的乘积m g的，因此，在一定的电磁吸力下，增大m就可以相应的减小g，也就可以相应的减小线圈功率，从而使极化继电器获得较高的灵敏度。灵敏度可达10W。,（3）动作速度快。由于极化继电器的灵敏度高，可以使线圈的尺寸减小，从而可以使线圈的电时间常数减小。此外，某些极化继电器的衔铁可以做的很轻，行程也小，所以这些都有利于减少动作时间。动作时间可达1-2ms。以上是并联磁路极化继电器，还有桥式磁路极化继电器，原理类似。,二 舌簧继电器,由舌簧管及线圈或永久
29、磁铁等部分组成。舌簧管是舌簧继电器的核心部分，由一组舌簧片与玻璃管封装而成，并在玻璃管内充以氮等惰性气体。舌簧片材料的选择除满足高导磁率、高饱和磁感应强度、低矫顽力、良好的导电性和优良的弹性等要求外，还要求其膨胀系数与玻璃管相适应。,舌簧继电器的触点可以做成常开、常闭和转换三种形式。常开式触点的舌簧片分别固定在玻璃管的两端，在线圈或永久磁铁磁场的作用下，其自由端被磁化呈现相反的极性，依靠磁的异性相吸而使触点闭合。常闭式触点的舌簧片则固定在玻璃管的同一端，在线圈或永久磁铁的作用下，其自由端呈现相同的极性，依靠磁的同性相斥而使触点断开。将常开式和常闭式触点结合在一起，就构成了转换式触点。,舌簧继电
30、器具有以下特点：（1）触点密封于充有惰性气体的玻璃管中，可以有效地防止污染和腐蚀，增强触点工作的可靠性。（2）触点可动部分质量小，动作时间短。（3）吸合功率小，灵敏度高，易用半导体器件驱动。（）结构简单轻巧。但也存在一些缺点，如触点转换容量较小，过载能力较差、容易出现冷焊现象以及由于舌簧片为悬臂梁容易在触点断开时出现颤抖现象等。,三热敏继电器热敏继电器又称为温度继电器，它根据温度的变化来切换负载电路。一般有双金属片式和热敏电阻式两种。双金属片式热敏继电器双金属片是用机械碾压得方法将两种不同膨胀系数的金属片紧密结合而成，双金属片上层膨胀系数小，下层膨胀系数大。在常温下双金属片式热敏继电器的触点是
31、闭合的。当温度达到一定值时，双金属片的自由端将向上弯曲，使触点断开，当温度降低后，触点又自动闭合。,双金属片式热敏继电器一般用来感受高温信号，但是感受的温度有一定的范围，并且准确性较差。,热敏电阻式继电器,利用热敏电阻的阻值随温度变化的特点，可以构成热敏电阻式继电器。热敏电阻具有负温度系数，即温度升高时其阻值减小，温度降低时其阻值变大。与电阻、电位器组成分压器，其分压比随阻值的变化而发生改变。当外界温度较低时，阻值较大，它与两端电压较高。当这个电压大于一定值时，三极管导通，三极管截止，电磁线圈中无电流，触点断开。,当外界温度升高后，阻值变小，截止，导通，电磁线圈通电，触点闭合。调节电位器的大小
32、，可以改变感受温度的大小。,2.5 航空接触器的应用和分类,航空接触器（断路器也属于这一类）是一种自动和远距离操纵交直流主电路或大容量控制电路的电磁式开关电器。与电磁继电器不同的是，它用来控制大功率（一般大于）的电路。它也是最基本的飞机电器元件之一。,一航空接触器的应用,航空接触器通常作为机载电源系统的发电机连接开关和汇流条连接开关。,机载交流发电机供电电路：GC是发电机接触器，BTB是汇流条连接断路器，它们是一对具有互锁作用的接触器。GCS和BTBS是安装在驾驶舱内分别操纵GC和BTB的两只开关。当发电机G正常工作时，驾驶员只要接通GCS，就可以使GC动作，从而使发电机向负载汇流条供电。这时
33、由于BTB被GC接通时的互锁作用而锁定在断开状态，即使接通BTBS也不能使BTB接通，这样可以防止由于误动作而使发电机与连接汇流条上的其他电源并联供电。只有当发电机停车或断开GCS时，才能解除GC,对BTB的互锁作用。GC断开后，BTB才能接通，这时才能由连接汇流条上的其他电源向负载汇流条供电。同时由于BTB对GC的互锁作用，可以保证在BTB接通时GC不能接通。此外，如果发电机发生故障，可以通过其控制电路自动断开GC和接通BTB，负载汇流条由发电机供电自动地转换为由连接汇流条上的其他电源供电。,二航空接触器的分类,按其触点所控制电路的性质，分为直流接触器和交流接触器两类。不论直流接触器还是交流
34、接触器，其电磁线圈一般都采用直流供电。按其结构原理，可分为以下几类：（1）单绕组接触器，即只有一个绕组的接触器（2）双绕组接触器，即具有两个绕组的接触器（3）自锁型接触器，即带有自锁结构的接触器，如机械自锁型接触器，磁锁型接触器等。,2.7 单绕组接触器,单绕组接触器的结构原理与电磁继电器相似，包括电磁铁和触点系统两大部分。但是由于二者触点控制的容量不同，它们在结构形式上有一些差别。接触器触点负荷大，通常都是几百安的电流，有的甚至可达一千安以上，这就要求它具有较大的触点压力和触点断开距离，因此电磁铁一般采用吸入式。为了熄灭电弧，接触器多采用双断点桥式触点结构，有的还具有专门的灭弧装置。,接触器
35、的触点一般采用面接触的形式，此外，接触器的触点系统还装有缓冲弹簧，以减少或消除触点在闭合时的弹跳现象。,在线圈没有通电时，在返回弹簧的作用下动铁芯处于释放位置，触点处于断开状态。这时返回弹簧对动铁芯有一个反力 Ffk，使触点可靠的保持在断开状态。当线圈通电后，如果电磁吸力大于返回弹簧和缓冲弹簧的反力，动铁芯就带动动触点向下移动，使触点接通。在动铁芯移动的过程中，在动、静触点接触以前，仅有返回弹簧受到压缩，作用在铁芯上的反力只是返回弹簧的反力；而在动静触点接触以后，返回弹簧和缓冲弹簧同时受到压缩，因而作用在动铁芯上的反力是两个弹簧反力的合力,当线圈断电后，动铁芯在返回弹簧和缓冲弹簧的作用下，又返
36、回到释放位置，使触点断开。单绕组接触器的主要技术参数有线圈额定电压、吸合电压和释放电压等。,2.8 双绕组接触器,一 合理配合接触器的反力特性和吸力特性为了确保接触器可靠的工作，一般要求接触器的吸力在动铁芯的整个行程内处处大于反力。但是这样配合接触器的反力特性和吸力特性，会存在一些缺点。从单绕组接触器的反力特性和吸力特性可以看到，动铁芯在开始较长一段行程内，由于吸力仅仅稍大于反力，所以速度不能很快增大，使运动时间拉长了，而在剩下不太长的行程内，吸力才越来越大于反力。,尽管这时动铁芯的加速度和速度越来越大，但很快就到了终点，并不能使运动时间减少很多，相反却使动铁芯在闭合时造成猛烈的碰撞，从而引起
37、一些部件的冲击、振动，增加了磨损。另外，为了保证动铁芯处在释放位置时，能够产生足够大的吸力使其运动，线圈磁势必然要大，而在动铁芯处于闭合位置时，吸力远远大于反力，这样大的线圈磁势使动铁芯保持在闭合位置，线圈消耗的功率较大，从而使线圈及整个电磁铁的尺寸和重量较大。因此，这样的配合是不够理想的。,实际上，从能量平衡的观点来看，并不需要吸力在整个行程内都大于反力，而只需要使吸力所作用于动铁芯的能量等于或稍大于克服反力所需要的功就可以了，也就是说：吸力特性与坐标轴之间的面积大于反力特性与坐标轴之间的面积就可以了。,当然，在释放位置和闭合位置上，仍应保证吸力大于反力。理想的情况是，触动后，吸力迅速增大使
38、动铁芯加速运动，而当动铁芯积累一定动能后使吸力小于反力，将动铁芯积累的动能转变为克服反力所需的功，最后临近闭合时吸力又再度上升到大于反力。,怎样才能得到接近于理想的配合情况呢？在航空上应用的接触器通常采用改变磁势的方法，即在开始一段时间内实行强行励磁，使磁势很大，吸力急剧增大，随后又减小磁势，使吸力小下来。双绕组接触器便是为此目的而设计的。,二 双绕组接触器的结构原理,双绕组接触器除了其电磁线圈是由两个绕组组成以外，其余各部分的结构均与单绕组接触器一样。两个绕组分别叫做起动绕组 Wqd（也称加速绕组）和保持绕组 Wbc。起动绕组的导线直径较大，但匝数很少，绕组的截面积也较小，一般只占整个线圈窗
39、口面积的 1/4 1/3，而保持绕组的导线直径较细，但匝数较多，绕组所占的窗口面积较大。Wqd 和 Wbc为串联联接，但 Wbc 被一对辅助触点K所短路。,动铁芯处在释放位置时，K是闭合的，当动铁芯运动到某一位置时，通过与动铁芯联动的推杆将K打开。在线圈刚接上电源时，K是闭合的，将保持绕组Wbc 短接，电压几乎全部加在起动绕组 Wqd 上。由于Wqd导线粗，电阻值很小，电流相当大，虽然它的匝数不多，但是产生的 IWqd磁势还是很大的。另外，起动绕组的尺寸小，它的电时间常数也很小，因此电流增长的很快，使动铁芯加速吸合。,当然，起动绕组消耗的功率也很大，但是起动的时间很短（只有百分之几秒），所以还
40、不会使绕组过热。当动铁芯运动到接近闭合时，K断开，使保持绕组和起动绕组串联。由于Wbc导线细，电阻值大，线圈电流大大减小，虽然这时总的匝数 Wqd+Wbc增加了，但是产生的磁势 I（Wqd+Wbc）还是减小了。线圈长时工作时所消耗的功率并不大，这时虽然多了一个绕组，但接触器整个电磁铁的尺寸和重量还是比单绕组时要小。双绕组接触器的吸力特性比单绕组接触器有明显的改善。,虽然从减小撞击来说，使 K 打开后的吸力小于反力更为有利，但对于航空接触器来说，为了确保工作可靠，并且为了不使释放电压过高，还是使总的吸力特性在整个行程内处处大于反力特性。,2.9 自锁型接触器,不论单绕组接触器还是双绕组接触器，当
41、动铁芯吸合后，仍需要电磁线圈继续通电使动铁芯保持在闭合位置，电磁线圈需要继续消耗电功率。而自锁型接触器不同，这类接触器只需短时通电，动铁芯吸合后便自行断电，不再消耗电功率，而动铁芯则被一个专门的自锁机构保持在闭合位置。当需要接触器断开时，可以用另一个电磁铁或人工操纵使动铁芯释放。常见的有机械自锁型接触器和磁锁型接触器。,一 机械自锁型接触器,当吸合线圈通电后，接触器吸合并被机械锁栓锁定于闭合位置，吸合线圈则依靠串联的辅助触点自行断电，不再消耗电功率。接触器需要释放时，只要接通脱扣线圈，利用脱扣装置解除机械闭锁，就可以在返回装置的作用下回复到释放位置。实用的机械自锁型接触器可以有各种各样的机械锁
42、栓和脱扣装置。,人工操纵释放的机械自锁型接触器,由释放按钮、触点系统、电磁铁、滚珠闭锁机构等部分组成。电磁铁的动铁芯和静铁芯分别做成四个极掌的形状，线圈通电后，动铁芯被吸向静铁芯作旋转运动。滚珠闭锁机构由圆盘、滚珠、夹珠圈、底盘、锁紧弹簧等部分组成。圆盘用螺钉与动铁芯联接成一个整体，只能和动铁芯一起作旋转运动，在它的表面有四个凹坑。四个滚珠放在夹珠圈内，夹珠圈与静铁芯固定联接。底盘通过中心连杆与动触点联接。,正常状态时，在返回弹簧的作用下，动铁芯底下的圆盘侧面将滚珠的一半挤出夹珠圈，进入底盘内壁的沟槽内。这时锁紧弹簧处在被压缩状态，它虽然力图推动中心连杆带动动触点和底盘向上运动，但因底盘内壁的
43、沟槽被挤出夹珠圈外的滚珠卡住而不能运动，所以接触器保持在常闭触点接通，常开触点断开的状态。,当电磁线圈通电后，在电磁吸力作用下，动铁芯带动圆盘被吸向静铁芯。这时，圆盘上的凹坑正对准滚珠，为底盘的向上运动提供了条件，在锁紧弹簧的作用下，底盘因内壁正好把滚珠的一半压到凹坑里，而向上运动。于是接触器发生转换，常闭触点断开，常开触点接通。,此后，即使线圈断电，因锁紧弹簧的作用，一方面把动触点压在上面的位置不会自动跳回，另一方面通过底盘内壁把滚珠压在圆盘凹坑内卡住动铁芯，虽然返回弹簧要拉开动铁芯但也不能实现。这时动触点和动铁芯都保持在通电时的状态，也就是所谓的闭锁状态。,为解除闭锁状态，唯一的办法是按下
44、释放按钮，一方面使动铁芯恢复正常状态，另一方面推动底盘向下运动，使底盘内壁的沟槽对正滚珠，在返回弹簧的作用下，动铁芯离开静铁芯并把滚珠的一半挤入底盘沟槽内卡住底盘。这时，松开手后，只要释放按钮由它本身的弹簧弹起，动触点和底盘就保持在正常状态。,二 磁锁型接触器,在现代飞机上有时使用磁锁型接触器。与机械自锁型接触器类似，不同的是，当接触器接通后，使接触器保持在闭合位置的自锁机构不是机械锁栓，而是永久磁铁。,波音系列飞机上使用的B-430型磁锁型接触器原理,三对常开式主触点T1-L1、T2-L2、T3-L3和7对常开式、7对常闭式辅助触点。其磁场由两部分组成，一部分由永久磁铁产生，另一部分由电磁线
45、圈产生。电磁线圈有闭合和跳开两个绕组，闭合绕组通过自身的辅助常闭触点与外电路正线连接，跳开绕组通过自身的辅助常开触点与外电路正线连接，两者共用地线。,当电磁线圈未通电时，由于返回弹簧的作用使主触点和辅助触点保持在它的原始位置。当28V的直流电压加到闭合绕组上时，产生的电磁力将克服返回弹簧的反力使动铁芯加速移向静铁芯。当气隙很小（接近于零）时，连杆使辅助常闭触点断开，闭合绕组断电。由永久磁铁作用完成最后的行程并使动铁芯保持在闭合位置。这时，主触点闭合，辅助常开触点闭合而辅助常闭触点断开。辅助常开触点的闭合为跳开绕组的通电做好了准备。,要使各触点恢复初始状态，必须给跳开绕组通电，使动铁芯和静铁芯之
46、间气隙处产生的电磁磁通去抵消永久磁铁的磁通。当两者的合成磁通很弱时，其磁化力小于返回弹簧的反力，将由返回弹簧推动连杆使主触点断开、辅助触点转换，并使跳开绕组断电。,2.10 飞机发动机点火电器,每一台飞机发动机，不论喷气式发动机还是活塞式发动机，都需装备点火装置。点火装置的作用是使燃烧室或气缸内的燃料混合气点火燃烧，以形成发动机正常工作的条件。点燃发动机内的燃料混合气的方法很多，可以采用化学方法、激光方法或电火花方法。目前用的比较普遍的方法就是电火花点火。电火花点火，就是将点火激励器产生的高电压，经传输导线输送到电嘴的两个电极之间，击穿放电而产生电火花。,喷气式发动机的点火系统主要由高能点火和
47、电嘴等组成，高能点火激励器将飞机上的低压直流电或400HZ交流电转变成高压交流电或高压直流脉冲，输送给电嘴以产生电火花。喷气式发动机仅在起动时需要点火，一旦起动点火完成，点火系统便不再起作用。,活塞式发动机则不同，不仅在起动时需要点火，而且在发动机起动后的整个工作时间内仍然需要不断的点火，直到发动机停车为止。因此，活塞式发动机的点火系统主要由磁电机、电嘴和起动点火线圈等组成。磁电机和起动点火线圈都是点火激励器，所不同的是，起动点火线圈在发动机起动时产生高电压，而磁电机是用来在发动机工作时产生高电压的。,一 点火激励器,1 磁电机磁电机的作用是产生高压电，并按照气缸的工作次序和规定的时刻供给电嘴
48、点火。磁电机由磁铁转子、导磁架、软铁芯、初级线圈、次级线圈、断电器、分电器以及电容器等组成。磁铁转子由发动机曲轴通过传动齿轮带动旋转，断电器的凸轮和分电器的分电刷通过传动齿轮联接到磁铁转子轴上。,磁电机产生高压电，是利用电磁感应原理来实现的。工作过程：（1）软铁芯内磁通的变化过程磁铁转子是具有四个磁极的永久磁铁，N极和S极交错排列。导磁架和软铁芯具有良好的导磁性，与磁铁转子构成磁回路。通过软铁芯的磁通称为基本磁通，用0表示。,当发动机工作时，磁铁转子由发动机曲轴经过传动齿轮带动旋转。由于磁铁转子的磁极与导磁架之间的相对位置不断地改变，软铁芯内基本磁通的大小、方向也不断地变化。磁铁转子的磁极与导
49、磁架的相对位置用磁铁转子的转角来表示。当磁铁转子的转角为0o时，磁铁转子的N极对正导磁架的左极掌，S极对正右极掌。这时磁力线从磁铁转子的N极出发，经导磁架和软铁芯回到S极，软铁芯中的磁力线方向由左通向右，此时的基本磁通0定为正值。,由于磁极与极掌所对的面积最大，磁路的磁阻最小，因而基本磁通0达到最大值。当磁铁转子沿着顺时针方向转动时，磁极与极掌所对的面积逐渐减小，磁路的磁阻逐渐增大，基本磁通逐渐减小。在磁铁转子转到45o时，N极正好位于左右两极掌之间，磁路的磁阻达到最大，磁力线基本上不经过软铁芯，而直接从N极通过导磁架下端回到S极，所以基本磁通应等于零。,不过由于软铁芯尚有少量的剩磁，所以只有
50、磁铁转子转过该位置2o3o、N极开始接近右极掌时，磁铁转子的磁通从相反的方向（自右向左）通过软铁芯，抵消剩磁，软铁芯内的磁通才完全消失，基本磁通才等于零。磁铁转子继续按顺时针方向转动，磁极与极掌所对的面积又逐渐增大，磁路的磁阻减小，基本磁通又增大。当磁铁转子转到90o时，基本磁通又达到最大值，但方向与前相反，是自右向左的，为负值。,磁铁转子再继续旋转，基本磁通的大小和方向可按同样的道理推出。可以看出，磁铁转子每旋转180o，基本磁通有两次达到零，并两次改变方向。由此可知，磁铁转子旋转一周即360o，基本磁通将有四次达到零，四次改变方向。,（2）初级线圈感应电势和感应电流的产生,当磁铁转子旋转时
