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高清可复制 HB 8654-2022 民用飞机变频交流发电系统通用要求

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  • 类别:航空航天民航
  • 更新日期:2026-05-12
关键词:复制   民用   统通   飞机   交流
资源简介

ICS 49.060 V 40

HB 8654-2022

民用飞机变频交流发电系统通用要求

General requirements for variable-frequency alternation current generation

system of civil aircraft

2022-04-24 发布 2022-10-01 实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

前言

本标准按照 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第 1 部分:标准的结构和编写》给出的规定起草。本标准由中国航空综合技术研究所归口。

本标准起草单位:陕西航空电气有限责任公司、中国航空综合技术研究所。

本标准主要起草人:酆贵倩、王宏霞、王建、王世花、林志昆、杨瑛。

民用飞机变频交流发电系统通用要求

1 范围

本标准规定了由变频交流发电机和发电机控制器、电流互感器、主接触器等主要部件组成的飞机(360~800)Hz、115V/200V 三相四线制变频交流发电系统的一般要求、详细要求和验证等。

本标准适用于民用飞机变频交流发电系统的设计要求和验证。

2 规范性引用文件

下列标准对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件,凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

HB 4-3-2002 扩口式管接头的螺纹部分

HB 6167.2-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 2 部分:温度和高度试验

HB 6167.3-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 3 部分:温度变化试验

HB 6167.4-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 4 部分:湿热试验

HB 6167.5-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 5 部分:飞行冲击和坠撞安全试验

HB 6167.6-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 6 部分:振动试验

HB 6167.8-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 8 部分:防水试验

HB 6167.9-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 9 部分:流体敏感性试验

HB 6167. 10-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 10 部分:砂尘试验

HB 6167. 11-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 11 部分:霉菌试验

HB 6167. 12-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 12 部分:盐雾试验

HB 6167. 14-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 14 部分:防火、可燃性试验

HB 6167. 16-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 16 部分:加速度试验

HB 6167. 17-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 17 部分:磁影响试验

HB 6167. 19-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 19 部分:电压尖峰试验

HB 6167.20-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 20 部分:电源线音频传导敏感性试验

HB 6167.21-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 21 部分:感应信号敏感性试验

HB 6167.22-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 22 部分:射频敏感性试验

HB 6167.23-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 23 部分:射频能量发射试验

HB 6167.24-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 24 部分:雷电感应瞬态敏感度试

HB 6167.26-2014 民用飞机机载设备环境条件和试验方法第 26 部分:静电放电试验HB 8412 民用飞机系统电搭接技术要求

HB 8460-2014 民用飞机液压系统污染度验收水平和控制水平要求

HB/Z 420-2014 民用飞机机载电子硬件合格审定保证指南

HB/Z 421-2014 民用飞机机载系统和设备软件合格审定保证指南

AC120-28D Ⅲ类气象条件下批准起飞、着陆和推出的最低准则(Criteria for approval of category Ⅲ weather minima for takeoff, landing, and rollout)

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

系统部件 system components

构成变频交流发电系统的变频交流发电机、发电机控制器、电流互感器及主接触器等在飞机上安装的部件。

3.2

最大工作转速 maximum speed for regulation

变频交流发电机输出额定容量时的最大连续工作转速。

3.3

最小工作转速 minimum speed for regulation

变频交流发电机输出额定容量和连续容量时的最小连续工作转速。

3.4

调压点 point of regulation

发电机控制器中电压调节装置敏感变频交流发电系统电压,以便于调节变频交流发电系统输出电压的点,该点在变频交流发电系统中连接主汇流条的变频交流主接触器的输入端。

3.5

额定容量 system capacity (power source rating)

变频交流发电机在规定的转速范围、冷却条件下运行, 在发电机控制器控制下,系统调压点处应能输出的额定电压、额定负载电流,系统的额定容量以调压点处的额定电压、额定负载电流计算电功率。

3.6

连续容量 continuous capacity

变频交流发电机在规定的转速范围、冷却条件下运行, 在发电机控制器控制下,系统调压点处应能输出的额定电压、连续负载电流,系统的连续容量以调压点处的额定电压、连续负载电流计算电功率。

3.7

过载容量 overload capacity

变频交流发电机在规定的转速范围、冷却条件下运行, 在发电机控制器控制下,系统调压点处应能输出的额定电压、过载电流,系统的过载容量以调压点处的额定电压、过载电流计算电功率。

3.8

差动保护 differential protection

使用两个或多个电流传感器测量进出保护区域的电流,检测该区域内线-线和线-地短路故障的保护方式。

3.9

电压调制 voltage modulation

交流发电系统稳态工作期间交流电压的变化。引起电压调制的因素包括交流电源电压的调节, 发电机转速的变化及负载的变化等。

3.10

电压不平衡 voltage unbalance

在调压点处测量到的各相之间相电压方均根值的最大差值。

3.11

负载不平衡 load unbalance

最高相负载与最低相负载间的差值。

3.12

波峰系数 crest factor

每个半波交流电压峰值与方均根值之比的绝对值。

3.13

交流电压的直流分量 DC component of the AC voltage交流整周波瞬时电压的平均值。

3.14

效率 Efficiency

输出功率与输入功率之比称之为效率,通常以百分比表示。

4 缩略语

下列缩略语适用于本标准。

AC——Alternation Current,交流电流;

BIT——Build-In Test,机内测试;

DC——Direction Current,直流电流;

GCU——Generator Control Unit,发电机控制器;

LRU——Line Replacement Unit,航线可更换单元;

POR——Point Of Regulation,调压点。

5 一般要求

5.1 尺寸

系统部件的外形尺寸和安装尺寸应符合产品规范和产品图样对尺寸的要求。

5.2 重量

所有系统部件的重量,不应超过产品规范的规定。

5.3 颜色

所有系统部件装配后的外露表面,应按要求或产品图样规定的颜色涂色,其涂色应能承受本文件或产品规范规定的环境条件,但下列部位不应涂色:

a) 不锈钢、铜或青铜零件;

b) 电缆;

c) 安装面;

d) 螺纹;

e) 油孔;

f) 接线板;

g) 涂漆符合订货方要求而不需涂色的零件。

5.4 外观质量及加工质量

产品外观质量及加工质量应满足下列要求:

a) 铭牌及标志牢固、正确和清晰;

b) 表面无裂纹、压伤、毛刺和擦伤;

c) 镀层完好无锈蚀,漆层无皱裂或脱落;

d) 紧固件不松动,引出线绝缘无损坏,密封物完整;

e) 软钎焊、硬钎焊和熔焊等焊接点平滑、整洁,铆接牢固;

f) 产品内部无浮散焊料、金属碎片及其他多余物;

g) 产品的电气连接、铅封和紧固件锁紧、漆封。

5.5 标志和代号

系统部件的标志和代号至少应包括下列内容:

a) 产品名称;

b) 产品型号;

c) 产品序列号;

d) 产品条码标识;

e) 制造厂名称或商标;

f) 制造日期;

g) 最大重量;

h) 软件和可编程器件标识;

i) 用来对产品的状况及工程数据进行控制的更改标识。

5.6 材料

5.6.1 材料的选择

所使用的材料应满足本标准或产品规范中的所有运行和环境性能要求。

5.6.2 防潮

非金属材料(如塑料、纤维)和表面防护用的材料应当具有防潮性能。

5.6.3 耐腐蚀

所有用在发电机系统部件的金属应进行腐蚀防护处理。保护性涂层和表面处理应具有耐磨损性能,以满足本标准规定的环境测试。除非另有规定, 镁合金材料不能用于空气冷却的发电机上。应尽量避免不同类金属相互接触,以防止产生电腐蚀。当不可避免时, 应选择适当的防护处理措施,但所用的防护处理措施,应能提供低阻抗通路,以避免产生辐射干扰。

5.6.4 液体污染

发电机表面温度为-40℃~150℃时,发电机表面应能承受航空液体的浸润。航空液体包括燃油、灭火剂、防冻液、飞机清洁剂和液压用滑油。

5.6.5 有毒材料和阻燃性

使用的材料应具有阻燃性,燃烧时不产生毒气,并具有自熄功能。

5.7 设计和结构

5.7.1 通则

民用飞机变频交流发电系统由变频交流发电机、发电机控制器、电流互感器、接触器及控制开关等部件组成,系统各部件的结构按产品规范和图样规定。

5.7.2 安装

发电机的安装应符合与发动机对接的接口控制文件要求,除发电机外的系统部件在任何安装位置应能正常工作。

5.7.3 通用化

在系统各部件的设计中应采用通用化和系列化的原则进行设计,采用的零件品种应尽可能地少。

5.7.4 标准件

系统各部件的设计应最大限度地采用标准件。

5.7.5 系统控制开关

系统应装有手动控制装置,系统的手动控制由一个开关来执行,开关处于标识的位置时应能完成下述控制功能:

a) 接通——当发电机的电气特性在规定极限内时,发电机自动地接到汇流条上;

b) 断开/复位——发电机去励磁、发电机主接触器断开和发电机灯亮;

c) 检测(当产品规范要求时)——瞬时给发电机励磁,发电机控制器中的保护装置应动作,并断开主接触器,发电机灯亮,如果系统的电气特性在规定极限内,则发电机灯灭。

5.7.6 发电机

5.7.6.1 固定和驱动方式

除非另有规定,发电机在附件机匣上安装时,应采用 V 型快卸卡箍方式固定,渐开线花键连接方式驱动,固定、连接尺寸应符合 5. 1 的要求。

5.7.6.2 旋转方向

发电机的旋转方向应与发动机的旋转方向一致,发电机上应有旋转方向的标识,并清晰、耐久。

5.7.6.3 轴承

除非另有规定,转子的两端应由轴承支撑,选用的轴承要具有高可靠性;当轴承使用润滑脂润滑时,润滑脂及其装填量应符合产品规范和产品图样的要求。

5.7.6.4 励磁

除非另有规定,发电机应由系统本身提供励磁,而不要求其他励磁电源。

5.7.6.5 电气连接

除非另有规定,发电机应配有适当的接线板与外部相连接,并符合下列要求:

a) 发电机的接线柱按相序表示,标以 A、B、C,中线接线柱标以 N,仅供输出连接用,必要时也可用六个接线柱,相应标以 A1、B1、C1、A2、B2、C2;

b) 发电机中的励磁机的励磁绕组和三相永磁发电机的引出线采用电连接器连接,也可采用接线柱,其接线柱相应标以 L-、L+和 U、V、W;若采用电连接器,其连接按产品规范规定,

并设有防差错措施;

c) 接线柱为螺栓式,用硬度不低于 34HRC 的耐腐蚀钢制成,与其配套的螺母采用自锁螺母,螺母的扭紧力矩符合产品规范和产品图样的要求;

d) 接线板上装有不易燃烧的绝缘防护盖,防止外来异物造成短路;防护盖罩住所有接线柱上的接线片,并经得起正常的拆卸而不损坏;

e) 接线柱与电线端子连接的导电方式,为面面接触式,接线柱不做为导体使用,产生和维持电接触表面压力的零件不可采用绝缘材料。

5.7.6.6 弹性传动

除非另有规定,在转子驱动端装有轴承的发电机应采用弹性传动轴驱动,弹性传动应把转子扭转幅值限制在产品规范规定的范围内,另外,不应在分解发电机的条件下更换弹性传动轴。

5.7.6.7 驱动剪切

除非另有规定,在弹性传动轴上驱动花键与转子之间应设有安全剪切段,将发电机的最大转矩限制在产品规范规定的数值内,剪切段的设计应使相邻的零部件受到剪切应力的作用时不被损坏。

5.7.6.8 防松动

应采用锁紧丝、冲点、锁紧垫圈、自锁螺母、开口销或其他有效措施防止松动。

5.7.6.9 热脱扣装置

除非另有规定,为了使发电机在过热时能自动保护,要求在发电机弹性轴上增加热脱扣装置。当发电机发热严重时,热脱扣装置能及时保护,使发电机弹性轴进入空转状态,不再驱动产品工作。

5.7.6.10 电搭接

发电机应有电搭接点,或通过安装法兰盘电搭接。

5.7.7 发电机控制器

5.7.7.1 电压调整

发电机控制器内部应设有系统电压的调整装置,电压的调整范围应符合产品规范的要求,调定电压后调整装置应被锁定。

5.7.7.2 BIT

发电机控制器中应设有 BIT 单元,如周期 BIT、连续 BIT、启动 BIT 和加电 BIT。BIT 的构成以及BIT 的自检、故障信息传输与显示应符合产品规范的规定。当系统出现故障,发电机控制器实施保护时, BIT 单元可以进行航线可更换单元(LRU)级的故障检测,并报出相应的故障代码,每项故障代码由产品规范规定。

5.7.7.3 电气连接

发电机控制器内部电气连接的布线应整齐、紧固;电连接器应固定可靠、接触良好,并能防潮。

5.7.7.4 电搭接

发电机控制器的壳体应有良好的接地,屏蔽电缆的屏蔽层应可靠接地,其电搭接应符合 HB 8412和产品规范的要求。

5.7.7.5 防松动

应采用自锁螺母、锁紧垫圈、止动垫圈和开口销等零件,防止螺钉、螺纹零件和其他连接件松动。锁紧丝的最小直径为 0.8 mm。

5.7.7.6 元器件的选择与筛选

元器件应依次按订货方提出的元器件优选目录、元器件推荐目录或元器件合格目录进行选择, 超出要求的应按订货方的规定履行审批手续。

元器件应按产品规范的规定进行筛选。

5.7.7.7 模块式结构

发电机控制器应采用模块配置及插件板组件。

5.7.7.8 印制线路板及其组装件

印制线路板及其组装件应符合 HB/Z 420-2014 的要求。

5.7.7.9 灌封

元器件需要灌封时,灌封不应影响其工作性能和对其性能的检查,灌封材料的选用需满足 5.6 中的要求。

5.7.7.10 环境应力筛选

发电机控制器应按型号的规定进行环境应力筛选,筛选对象可以是印制线路板组件或整机。

5.7.7.11 软件

除非另有规定,发电机控制器的软件应满足 HB/Z 421-2014 的要求。

5.7.7.12 通讯接口

除非另有规定,系统应通过发电机控制器中的通讯接口,按产品规范的规定传送本通道发电系统的产品状态监控信息。监控信息应包括供电参数、 BIT 检查结果和系统状态等,供电参数包括系统调压点处的输出电压和负载电流,系统状态包括故障信息和开关状态信息等,通讯接口的类型应符合产品规范的规定。

5.7.8 电流互感器

电流互感器的电流误差(比值差)及相位差应符合产品规范的要求;线路电流互感器与电机内电流互感器的电流误差及相位差要匹配;电流互感器的线圈与外壳之间应有足够的电气绝缘,密封设计应符合产品规范和产品图样的要求。

5.7.9 主接触器

除非另有规定,主接触器外壳与触点或线圈之间不允许有电气连接,但外壳可以作为磁路的一部分。接触器的密封设计、触点组合型式、触点电路电压及负载电流应符合产品规范和产品图样的要求。触点接通和断开时允许的阻性、容性或感性电流及工作寿命应符合产品规范的规定。

5.7.10 冷却

5.7.10.1 风冷型发电机

5.7.10.1.1 强迫通风冷却型发电机

a) 进气管

强迫通风冷却型发电机应设有进气管,以便使外部冷却空气进入电机内部,达到冷却之目的;除非另有规定,进气管应能在电机的径向任意位置进行调整。

b) 通风量

发电机在产品规范规定的工作转速条件下运行时,进气管进口处冷却空气的总压和冷却空气的质量流量应符合产品规范的要求。

5.7.10.1.2 自冷却型发电机

自冷却型发电机的内部风扇,应能提供足够的冷却空气质量流量,按产品规范规定的工作转速运行,系统的输出容量应符合产品规范的要求。

5.7.10.2 油冷型发电机

5.7.10.2.1 通则

油冷型发电机一般要求如下:

a) 油冷型发电机使用的冷却介质应符合产品规范的要求。

b) 发电机应能在污染度不超过 HB 8460-2014 要求的滑油中正常工作。

c) 发电机在产品规范规定的工作转速条件下运行时,当进油口处冷却滑油的温度、压力符合产品规范的规定时,进油口处的滑油流量应符合产品规范的要求。

d) 发电机在额定电压、额定负载和规定的工作转速范围内运行, 当进油口处冷却滑油的温度符合产品规范的要求时,发电机的温升不应超过产品规范的规定。

e) 发电机工作时,静密封装置不应有外部滴状冷却滑油泄漏,轴密封装置的冷却滑油泄漏量不应超过 2mL/h。

f) 发电机在持续断油 1min 内应能满载运行。如果冷却失效,发电机应能在规范规定的时间内正常运行,如果电机是在冷却失效的情况下运行,发电机应能承受所有的损害,发电机破裂、着火或者解体的现象不应出现,发电机的轴可以被剪断。

5.7.10.2.2 附件机匣供油冷却型发电机

发电机中进油口和出油口的设置,应能满足冷却和润滑的要求。

5.7.10.2.3 自带滑油供油系统冷却型发电机

发电机自带的滑油供油系统,应符合下列要求:

a) 满足控制、冷却、润滑、过滤和油气分离的要求,并保证在产品规范规定的工作姿态范围内,发电机能够正常工作;

b) 设有易于接近的加油口,以便于给发电机的油箱加油;

c) 设有油位观测窗,并在油位观测窗上设置油箱最大和最小油位指示刻线,用来监测加油量;

d) 放油口的设置保证在飞机水平位置时,以及机头上仰 15˚ 和机头下倾 20˚ 的范围内,能对发电机进行油箱放油和污染度检测;

e) 进油、出油、加油及放油等油口应有清晰标记且耐久;

f) 管路接口采用扩口式连接,管接头螺纹部分的结构和尺寸符合 HB 4-3-2002 的要求;

g) 除非滑油污染度超过 4.7.10.2. 1 b)的规定,滑油更换周期符合产品规范要求;

h) 除非因维护发电机,或非发电机原因造成的漏油而补充滑油外,在产品规范规定的更换周期内不用补充滑油。

5.7.10.3 发电机控制器

发电机控制器冷却方式为自然冷却。

5.8 耐久性

除非另有规定,发电机应能在试验场地的实际海拔高度和环境温度下,按照产品规范规定的运行条件和负载要求进行耐久性试验,发电机的工作运行周期应符合产品规范的要求。

5.9 可靠性

民用飞机变频交流发电系统的可靠性应满足飞机可靠性指标分配的要求。

5.10 维修性

5.10.1 通则

民用飞机变频交流发电系统维修性一般应满足下列要求:

a) 考虑视情维护、定期维护和状态维护的要求;

b) 能进行机上人工初始测试以确保系统部件已经正确安装;

c) 能提供机内自检测以给维护人员提供相应的数据以支持和故障诊断。

除非另有规定,发电机为定期维护,发电机控制器、电流互感器及接触器为视情维护, 系统部件的预防性维护不需要专用维修工具。

5.10.2 维修时间

系统部件的平均修复时间或平均系统恢复时间应符合产品规范的要求。

5.10.3 可达性

系统部件应易于接近、检查和拆卸/安装。

5.11 安全性

5.11.1 通则

应对民用飞机变频交流发电系统进行安全性评估,评估应包括功能危害性分析、初步系统安全性分析和系统安全性分析,评估的结果应符合产品规范的规定。

5.11.2 特殊风险要求

应满足 AC120-28D 关于发动机和 APU 转子包容故障中将飞机的危险性降至最小的要求。民用飞机变频交流发电系统应表明暴露在下列特殊风险事件中的系统安全性:

a) 可能由于在非常靠近关键设备处的雷击和失火造成的损坏;

b) 鸟的撞击或外来物损害的多重作用;

c) 转子爆破事件。

5.12 保障性

系统部件的保障性应符合产品规范的要求。

5.13 测试性

发电机控制器中 BIT 检查的故障检测率和虚警率应符合产品规范的要求。

5.14 互换性

同一零件号系统部件中的航线可更换单元(LRU),在功能、性能、接口和尺寸上是可互换的。

6 详细要求

6.1 系统控制

6.1.1 自动建压投网

发电系统不应靠外部电源而能自行建压,并且发电机控制器具有控制发电机自动建压投网的功能。

6.1.2 手动控制开关

交流电源的手动系统控制应按规范的要求提供控制开关,与开关相连接的控制电路应按规范的要求工作,如果保护功能跳闸,系统应断开发电机接触器,并保持跳闸直到手动复位,当控制开关被瞬间扳到断开/复位位置并回到接通位置时手动复位动作。在以下情况手动复位后系统应在 1s 内自动将交流电源连接到负载汇流条上:

a) 三相电压在 112.5V~118.5V 范围内;

b) 频率在规定的正常运行范围内。

6.1.3 自动复位

当发电机输入转速降低到维持自用电源最低转速以下应自动复位,在以下情况自动复位后系统应在1s 内自动将交流电源连接到负载汇流条上:

a) 发电机控制开关处于接通状态;

b) 三相电压建压并保持在 112.5V~118.5V 范围内;

c) 频率在规定的正常运行范围内。

6.2 容量

6.2.1 额定容量

(360~800)Hz、115V/200V 三相四线制变频交流发电系统的额定容量,以调压点处的电功率计算,额定负载时发电机端和调压点之间的每根馈电线上允许有 5V 的电压损失。在发电机的转速范围内和各种环境条件下,系统的额定容量应符合产品规范的规定。

6.2.2 连续容量

系统应在规定的发电机转速范围内连续提供功率因数为 0.75(滞后)至 1.0 的额定容量;当功率因数为 0.95(超前)至 1.0 时,系统的连续容量应符合产品规范的规定。

6.2.3 过载容量

系统应在规定的发电机转速范围内,并在功率因数从 0.75(滞后)至 1.0 的范围内的任一功率因数下,提供 150%额定负载电流 5min,200%额定负载电流 5s;当功率因数为 0.95(超前)至 1.0 时,系统的过载容量应符合产品规范的规定。

6.3 永磁机工作特性

6.3.1 内部供电

除非另有规定,系统一般不依靠外部电源供电,由发电机中的永磁机向发电机控制器供电,以满足电压建立、电压调节、发电机控制器中保护装置(在故障情况下)动作和系统控制复位及接触器控制电源的需要。

6.3.2 永磁机外特性

发电机在最小工作转速条件下运行,当永磁机空载以及给永磁机施加产品规范规定的阻性负载时,永磁机的输出电压应分别符合产品规范的要求。

6.4 电气性能

6.4.1 通则

除非另有规定,交流变频发电系统中规定的电气性能在 400Hz 条件下进行考核。

6.4.2 电压极限

系统在产品规范规定的全部环境和负载状态下,其调压点处瞬态和稳态电压应保持在图 1 规定的极限内。

注: 曲线 A:额定持续负载的加载及卸载电压极限,包括负载不平衡。稳态电压极限有效值为 113.0V~117.5V。

曲线 B:所有过载情况下的加载及卸载电压极限,包括负载不平衡。在恢复到稳态电压极限有效值 113.0V~ 117.5V 之前,在过载期间内,稳态电压极限有效值为 112.0V~118.0V。

图 1 电压极限

6.4.3 电压调制

除非另有规定,在规定的工作转速范围内,功率因数为 0.75(滞后)到 0.95(超前)的条件下,系统由空载到额定负载状态,当系统稳态工作时,调压点处的电压任意 1s 内由峰值电压形成的电压调制包络线上最高峰值电压与最小峰值电压之间的差值不应大于 1.25V,电压调制幅值应在图 2 规定的极限内。

图 2 电压调制极限

6.4.4 电压不平衡和相移

发电机输出端电压不平衡和相移应满足如下要求:

a) 在带不平衡负载 15 %(或者更小)的条件下,相角和相电压应在以下范围内:

1) 相位移在 118˚ ~122 ˚ 相角范围内;

2) 相之间的电压不平衡不超过 3V。

b) 在带不平衡负载 30%的条件下,相角和相电压在以下范围内:

1) 相位移在 116˚ ~124 ˚ 相角范围内;

2) 相之间的电压不平衡不超过 6V。

c) 如果带负载不平衡超过了 35%并且电压不平衡超过了 5.4.4 b)的范围,发电机保护装置在相电压超出保护功能极限前从汇流条上切断交流电源。

6.4.5 波形

系统在额定负载条件下,发电机输出端交流相电压波形应符合下列要求:

a) 波峰系数为 1.41±0.07;

b) 单次谐波含量不超过基波有效值的 1.5%;总谐波含量不超过基波有效值的 3%;

c) 交流输出电压的直流分量不超过 0. 10V。

6.4.6 故障保护

6.4.6.1 误跳闸

系统在电压建立、加(卸)载、输入转速的加(减)速、发电系统的外部故障及故障排除情况下, 不应产生误跳闸。

6.4.6.2 过压保护

当调压点最高相电压超过图 3 最大过压极限之前,发电机控制器应切断接触器的控制电源,将系统与负载汇流条断开,并断开发电机励磁。

当满足 6.1.2(手动复位后),或 6.1.3(自动复位后)要求时,发电机输出的交流电将重新连接到负载汇流条上。

6.4.6.3 欠压保护

当任意一相电压超出图 3 所规定的欠压极限之前,发电机控制器应切断接触器的控制电源,将系统与负载汇流条断开,并断开发电机励磁。

当满足 6.1.2(手动复位后),或 6.1.3(自动复位后)要求时,发电机输出的交流电将重新连接到负载汇流条上。

注:当三相电压都在区域 A 的极限范围内时,过压和欠压保护功能不应跳闸。

当任意相电压在区域 B 的极限范围内时,保护装置允许跳闸。

当任意相电压超出过压或欠压极限前,保护装置应跳闸。

图 3 过压保护跳闸时间曲线

6.4.6.4 过流保护

除非另有规定,发电系统应具有过流保护功能。在发电机短路故障情况期间,应将电流限制在250%~350%额定电流之间。

6.4.6.5 差动保护

发电系统保护功能应检测发电机 AC 输出端与主接触器之间线路的馈线故障电流,除非另有规定,当任何一相或者多相反馈电流有效值超过本标准规定值时,保护功能应断开系统与负载汇流条的连接,发电机去励磁。在手动复位或自动复位后, 电源应重新连接到负载汇流条上,除非电源馈线故障被重新触发。

a) 发电机额定容量低于 30kVA——当馈线故障电流超过 15A(有效值)时,发电机控制器应在(25~75)ms 内断开接触器,故障电流有效值为(10~15)A 时保护装置允许跳闸;

b) 发电机额定容量在(30~80)kVA——馈线故障电流超过 25A(有效值)时,发电机控制器应在(25~75)ms 内断开接触器,故障电流有效值为(15~25)A 时保护装置允许跳闸;

c) 发电机额定容量大于 80kVA——馈线故障电流超过 35A(有效值)时,发电机控制器应在(25~75)ms 内断开接触器,故障电流有效值为(15~35)A 时保护装置允许跳闸。

6.4.6.6 防拍合

出现故障时,系统应具有防拍合的能力。一旦有故障,当控制开关拨到“断开/复位”位置时,控制器应能复位。如果故障依然存在, 控制器应跳闸,并直到控制开关再次拨到“断开/复位”位置(然后再拨到“接通”位置)之前应一直保持跳闸位置。

6.4.6.7 超温告警

除非另有规定,系统应在发电机内部设有超温保护装置,超温保护装置的灵敏度、响应速度和精度应符合产品规范的要求。当发电机内部温度超过产品规范规定的温度极限值时, 按产品规范的规定通过发电机控制器传送超温告警信息。

6.5 短路能力

除非另有规定,发电机在产品规范规定的转速条件下运行,在二相、三相的线对线短路状态和单相、二相、三相的线对中线短路状态下, 应能提供不小于 300%额定负载电流的短路电流历时 5s。扩展容量的系统短路能力是基于较低容量为基础的。

6.6 绕组电阻

发电机各绕组冷态电阻应符合产品规范和产品图样的要求。

6.7 励磁电流

发电机以额定电压和产品规范规定的转速状态运行,在功率因数分别为 0.75(滞后)和 0.95(超前)的条件下,空载、额定负载时的励磁电流应符合产品规范的要求。

6.8 永磁机工作特性

6.8.1 内部供电

除非另有规定,系统一般不依靠外部电源供电,而由发电机中的永磁机向发电机控制器供电,以满足电压建立、电压调节、发电机控制器中保护装置(在故障情况下)动作和系统控制复位及接触器控制电源的需要。

6.8.2 永磁机外特性

发电机在最小工作转速条件下运行,当永磁机空载以及给永磁机施加产品规范规定的阻性负载时,永磁机的输出电压应分别符合产品规范的要求。

6.9 耐电压

除非另有规定,热态下在发电机各绕组之间和各绕组与壳体之间,发电机控制器的每个端接点与壳体之间进行耐电压试验(如果可能损坏电容器和电子器件,应将其断开),应能经受下述 50Hz 试验电压,绝缘不应击穿和闪络:

a) 50V 及其以下电路:500V、历时 1min(对于电子设备,噪音滤波器及电容介电强度测试电压不应超过 100V);

b) 50V 以上电路:不小于 1000V+2 倍额定电压、历时 1min(对 115V 交流电路执行 1250V 绝缘介电强度测试,对于 200V 交流电路执行 1500V 绝缘介电强度测试)。

具有线圈的电子器件(如变压器及电磁线圈)漏电流不应超过 5mA,其他器件漏电流不应超过 3mA。

6.10 绝缘电阻

系统部件的导电部件与部件壳体的绝缘电阻,以及相互绝缘的导电部件之间的绝缘电阻应符合表 1的要求。

表 1 绝缘电阻要求

单位为兆欧

6.11 匝间绝缘

发电机绕组的匝间、相间绝缘应能承受 150%额定电压的过电压,不应被击穿。

6.12 最大转速下的调节作用

发电机在最大转速下应能输出额定电压。

6.13 过速

除非另有规定,发电机在转速为 120%额定转速的条件下运行 5min,不应被损坏。

6.14 效率

发电机在额定转速、额定电压状态运行,带额定负载时的效率由产品规范规定。

6.15 发电机故障转矩

在馈电线短路故障的状态下,发电机所能承受的输入转矩值不应超出产品规范的规定。

6.16 环境适应性

6.16.1 通则

除非另有规定,系统部件进行环境试验时,每项试验结束后,应按下述要求检查产品工作性能:

a) 按 6.7 的规定,检查发电机的励磁电流;

b) 发电机以产品规范规定的工作转速和空载状态稳定运行,在负载功率因数为 1.0 的条件下按产品规范规定的负载变化范围突加(卸)负载,检查系统的瞬态和稳态电压,符合产品规范规定的要求;

c) 发电机以产品规范规定的工作转速和空载状态稳定运行,逐一施加模拟规定的故障,检查系统的故障保护功能,符合产品规范的要求。

6.16.2 温度-高度

除非另有规定系统部件应能承受 HB 6167.2-2014 规定的温度-高度试验,试验后系统部件应能正常工作,系统部件的表面漆层不应出现开裂、脱落, 非金属零件应无破损,润滑脂不应溢出,冷却滑油的泄漏应符合 4.7.10.2.1 e)的要求。

6.16.3 温度变化

除非另有规定,系统部件应能承受 HB 6167.3-2014 规定的温度变化条件,试验后系统部件的表面漆层不应出现开裂、脱落, 非金属零件应无破损,发电机中的润滑脂不应溢出,冷却滑油的泄漏应符合4.7.10.2.1 e)的要求。

6.16.4 湿热

除非另有规定,系统部件应能承受 HB 6167.4-2014 规定的湿热试验条件,系统部件的工作状态由产品规范规定,试验后系统部件的外观应符合产品规范的规定,产品的绝缘电阻应符合 6. 10 的要求。

6.16.5 飞行冲击和坠撞安全

系统部件应能承受 HB 6167.5-2014 规定的飞行冲击和坠撞安全试验条件,系统部件的工作状态、试验类别和冲击脉冲波形、峰值加速度及持续时间由产品规范规定, 试验时接触器不应出现自行触点闭合和断开现象,试验后系统部件应无紧固件松动及结构件变形。

6.16.6 振动

系统部件应能承受 HB 6167.6-2014 规定的振动试验条件,系统部件的工作状态和施加的试验量值、持续时间及频率范围由产品规范规定, 试验时接触器不应出现触点自行闭合和断开现象,试验后系统部件应无紧固件松动及结构件变形,系统应能正常工作。

6.16.7 防水

除非另有规定,系统部件受水浸泡时是不允许工作的。系统部件设计时应考虑防水设计, 系统部件应能承受 HB 6167.8-2014 规定的防水试验条件,试验后系统部件应能正常工作。

6.16.8 流体敏感性

系统部件设计时应考虑流体污染对系统部件的有害影响,系统部件应能承受 HB 6167.9-2014 规定的流体敏感性试验条件,试验后系统部件应能正常工作。

6.16.9 砂尘

除非另有规定,风冷型发电机应能承受 HB 6167. 10-2014 规定的砂尘试验条件,试验后能正常工作,试验条件和持续时间由产品规范规定。

6.16.10 霉菌

除非另有规定,系统部件应能承受 HB 6167. 11-2014 规定的霉菌试验条件,试验后系统部件表面的长霉评定结果不得超过产品规范的规定。

6.16.11 盐雾

除非另有规定,系统部件应能承受 HB 6167. 12-2014 规定的盐雾试验条件,试验后系统部件表面的金属接合处应无严重腐蚀,表面的漆层不应出现开裂和脱落。

6.16.12 防火和可燃性

系统部件或设备的防火及可燃性试验应按 HB 6167. 14-2014 的规定执行,系统部件或设备着火后应具有不蔓延火情的能力。

6.16.13 加速度

系统部件应能承受 HB 6167. 16-2014 规定的加速度试验条件,系统部件的工作状态、试验类别和

试验条件由产品规范规定,试验时接触器不应出现自行触点闭合和断开现象,试验后系统部件应无紧固件松动及结构件变形。

6.16.14 磁效应

系统设备磁效应试验应按照 HB 6167. 17-2014 的规定执行,在试验中受试设备应正常工作,而不影响附近设备。

6.16.15 电压尖峰

系统设备电压尖峰试验应按照 HB 6167. 19-2014 的规定执行,在试验中受试设备应能承受来自其交流电源线上电压尖峰的影响。

6.16.16 电源线音频传导敏感性

系统设备电源线音频传导敏感性试验应按照 HB 6167.20-2014 的规定执行,在试验中受试设备应能承受预期量级的频率分量干扰。

6.16.17 感应信号敏感性

系统设备感应信号敏感性试验应按照 HB 6167.21-2014 的规定执行,在试验中受试设备的连接电路应能承受安装条件下所产生的感应电压。

6.16.18 射频敏感性(辐射和传导)

系统设备射频敏感性试验应按照 HB 6167.22-2014 的规定执行,当设备及其连接导线暴露在射频调制源的某一电平情况下,设备应能正常工作。

6.16.19 射频能量发射

系统设备射频能量发射试验应按照 HB 6167.23-2014 的规定执行,在试验中设备发射的射频噪声应不超过产品规范中规定。

6.16.20 雷电感应瞬态敏感度

系统设备雷电感应瞬态敏感度试验应按照 HB 6167.24-2014 的规定执行,在试验中设备应能承受由雷电间接效应所产生的瞬态电压电流信号。

6.16.21 静电放电

系统设备静电放电试验应按照 HB 6167.26-2014 的规定执行,系统设备应具有对空气释放的静电脉冲的影响的不敏感性,或在执行预期的功能时不会因空气释放的静电脉冲而产生永久性性能降低的能力。

7 验证

7.1 通则

应进行分析、检查、试验室试验、地面试验和飞行试验, 验证民用飞机变频交流发电系统是否满足第 5 章和第 6 章的要求。

7.2 分析

在检查、地面试验和飞行试验等存在危险或不能实现的地方, 可进行分析来验证是否满足第 5 章和第 6 章的要求。

7.3 检查

应通过检查文件或检查实际安装,验证是否满足零件实际位置或零件间的实际相互关系的有关要求。提供的文档可包括合格部件的合格状态文件, 或注明间隙或其他实际关系的图纸。应对民用飞机变频交流发电系统的软件规范、文档和分析进行检查或评审,作为验证工作的一部分。

7.4 试验室试验

应进行以下试验室试验,以验证民用飞机变频交流发电系统是否满足第 5 章和第 6 章的要求:

a) 各部件的单独试验;

b) 相似比拟(即部件的功能、工作条件与已经鉴定的部件是相似的,则可不进行该部件的试验);

c) 系统设计验证试验中的测试;

d) 上述方法的适当组合。

民用飞机变频交流发电系统部件的环境试验应按 HB 6167 规定的试验种类和方法进行。

7.5 地面试验

应进行机上地面试验,以验证民用飞机变频交流发电系统是否满足第 5 章和第 6 章的要求。

7.6 飞行试验

应进行以下飞行试验,以验证民用飞机变频交流发电系统是否满足第 5 章和第 6 章的要求:

a) 系统正常状态下的飞行试验;

b) 系统故障状态下的飞行试验;

c) 特殊科目的飞行试验。

7.7 适航符合性验证

民用飞机变频交流发电系统应通过适航符合性验证方法验证其符合性,对于飞行安全有重要影响的每个有疑问的设计细节和零件、组件的适用性应通过试验确定。适航验证应按飞机适航验证计划和要求来进行。

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