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1、 第六章第六章 助航燈光系統(tǒng)的供助航燈光系統(tǒng)的供電及調(diào)光系統(tǒng)電及調(diào)光系統(tǒng) 對(duì)機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)的供電要求，要做到安全可靠、萬(wàn)無(wú)一失，不能因供電原因而影響助航燈光系統(tǒng)正常工作。1 第一節(jié)第一節(jié) 助航燈光系統(tǒng)的供電助航燈光系統(tǒng)的供電 一、助航燈光系統(tǒng)負(fù)荷的類別一、助航燈光系統(tǒng)負(fù)荷的類別助航燈光系統(tǒng)的供電可靠與否直接影響飛行安全。因此，機(jī)場(chǎng)助航燈光供電的等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷。2二、助航燈光系統(tǒng)供電的要求及方式二、助航燈光系統(tǒng)供電的要求及方式1供電的要求根據(jù)MH5001-2000民用機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中6.2.20助航燈光的供電要求，對(duì)供電電源和電壓質(zhì)量提出的要求，即助航燈光應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立、穩(wěn)定

2、可靠的電源供電，還應(yīng)按最大需用功率設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。3 如外來(lái)的電源的電壓過(guò)高或過(guò)低不穩(wěn)定時(shí)，還應(yīng)設(shè)調(diào)壓器等穩(wěn)定設(shè)備，同時(shí)對(duì)兩路獨(dú)立電源，即主用電源和備用電源切換時(shí)間提出要求 4 根據(jù)助航燈光系統(tǒng)的供電要求，燈光變電站的供電方式采用兩路市電（一路市電故障或失電不影響另一路市電供電。下同。）供電和柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。53控制方式（1）自投自復(fù)方式（2）自投不自復(fù)方式上述兩種控制方式因機(jī)場(chǎng)規(guī)模、類別的不同，所采用的控制方式不同。為確保飛行安全，一般采用的控制方式為：自投不自復(fù)方式。6第二節(jié)第二節(jié) 應(yīng)急備用電源的種類及選擇應(yīng)急備用電源的種類及選擇 應(yīng)急備用電源的種類包括：（1）獨(dú)立

3、于正常電源的發(fā)電機(jī)組（柴油發(fā)電機(jī)組或汽油發(fā)電機(jī)組）；（2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路；（3）UPS（EPS）或蓄電池組。7 一、柴油發(fā)電機(jī)一、柴油發(fā)電機(jī) 允許中斷供電時(shí)間為15s及以上、供電容量75千瓦以上的助航燈光設(shè)備，應(yīng)選擇快速（高速）自啟動(dòng)全自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組。8二、供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的二、供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路專用饋電線路 自動(dòng)裝置的動(dòng)作時(shí)間能滿足助航燈光允許中斷供電時(shí)間的，選用帶有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路。9三、三、UPS（EPS）裝置）裝置UPS裝置，即靜態(tài)交流不停電電源裝置（英文全稱Uninterruptible power s

4、upply）?；蚍Q靜態(tài)交流不間斷電源系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱UPS（下同）。當(dāng)市電故障或突然失電時(shí)，UPS能夠保證交流電源不斷的向負(fù)載連續(xù)供電。10 四、四、EPS裝置裝置 EPS裝置，即靜態(tài)交流應(yīng)急電源裝置。英文全稱：Emergency power supply。EPS裝置的組成與UPS相同。EPS裝置的作用與UPS相同，即市電故障或失電時(shí)，能夠保障負(fù)載連續(xù)應(yīng)急供電。11第三節(jié)第三節(jié) 機(jī)場(chǎng)助航燈光回路的聯(lián)接機(jī)場(chǎng)助航燈光回路的聯(lián)接機(jī)場(chǎng)助航燈光設(shè)施的電源幾乎全是交流電（有些控制電路用直流電，啟動(dòng)第二電源發(fā)電機(jī)的能源或有些不中斷電源的能源儲(chǔ)存在蓄電池里）。助航燈光回路有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。12第四節(jié)第四節(jié) 調(diào)光

5、系統(tǒng)調(diào)光系統(tǒng) 民用航空機(jī)場(chǎng)的絕大部分目視助航燈光的光強(qiáng)分為五個(gè)等級(jí)，軍用機(jī)場(chǎng)目視助航燈光的光強(qiáng)分為三個(gè)等級(jí)。調(diào)光器是用來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)場(chǎng)目視助航燈光的光強(qiáng)的一種電氣設(shè)備。根據(jù)氣象條件,能見(jiàn)度等要求,由塔臺(tái)發(fā)出指令,調(diào)光器將燈光光強(qiáng)調(diào)整到所需要的光強(qiáng)等級(jí),以做到既能滿足飛行要求又能經(jīng)濟(jì)地使用燈光系統(tǒng)。13n一、調(diào)光原理一、調(diào)光原理n 機(jī)場(chǎng)目視助航燈光系統(tǒng)原理圖如圖6.4.1所示。14圖6.4.1 助航燈光系統(tǒng)示意圖15n 從圖6.4.1可以看到，目視助航燈光回路是由一系列隔離變壓器串聯(lián)構(gòu)成的懸浮回路，這是因?yàn)?，要保證系統(tǒng)燈光亮度相同，就必須保證通過(guò)燈泡的電流相同。16n 如果用并聯(lián)回路，耗費(fèi)電纜線很多，

6、造成很大浪費(fèi)；而且由于燈與燈之間的距離較遠(yuǎn)，每個(gè)燈的電纜長(zhǎng)度就不同，從而電纜上壓降也不同，所以通過(guò)燈的電流就有差別，造成燈的亮度有差異，不能達(dá)到燈光系統(tǒng)的要求，因此，供電均采用串聯(lián)電路。17n 燈泡連接在隔離變壓器的次級(jí)，燈泡發(fā)光強(qiáng)度與回路中的電流成正比。改變回路中電流的大小就能調(diào)節(jié)燈泡的亮度，反之，當(dāng)回路電流恒定時(shí)，燈泡亮度也將保持恒定。從圖6.4.1中可以看到，回路電流是隨升壓變壓器初級(jí)電壓成正比例變化的。18n 把工頻交流電源直接作用于升壓變壓器初級(jí)線圈，雖然助航燈光的燈泡會(huì)發(fā)亮，但是其亮度不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)或者回路負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，也無(wú)法保持回路中電流不變，從而也無(wú)法保持燈泡的亮度

7、不變。19n 調(diào)光器的作用就是把工頻交流電源轉(zhuǎn)變成為一種可以控制的電壓源。使變壓器初級(jí)線圈的電壓UL大小受調(diào)光器的控制。當(dāng)回路負(fù)載發(fā)生變化或交流電網(wǎng)電壓發(fā)生變化等干擾存在時(shí)，通過(guò)調(diào)光器的作用，能使UL大小保持不變，即保證燈泡亮度不變。另外，調(diào)光器也可以控制UL大小分為幾檔輸出，從而控制燈泡的亮度等級(jí)，即燈的光強(qiáng)等級(jí)。20n二、調(diào)光系統(tǒng)的組成二、調(diào)光系統(tǒng)的組成n 所有控制系統(tǒng)的組成均可分為三大部分：測(cè)量(檢測(cè))部分；控制器；執(zhí)行部分。調(diào)光系統(tǒng)做為一個(gè)能調(diào)整光強(qiáng)的控制系統(tǒng)，也是由以上三部分組成。21n 調(diào)光系統(tǒng)的檢測(cè)功能是由串聯(lián)在燈光回路中的電流互感器和并聯(lián)在調(diào)光器的輸出變壓器初級(jí)線圈上的電壓互感

8、器來(lái)完成的。n 控制器的核心是單片微型計(jì)算機(jī)(單片機(jī))。22n 現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的調(diào)光器是通過(guò)可控硅來(lái)實(shí)現(xiàn)電源電壓的轉(zhuǎn)換的。通過(guò)調(diào)整可控硅導(dǎo)通角的大小，改變調(diào)光器的輸出電壓，從而達(dá)到控制燈光回路中電流的目的。反并聯(lián)可控硅模塊可視為調(diào)光系統(tǒng)的執(zhí)行部分。23圖6.4.2 調(diào)光系統(tǒng)控制原理方塊圖24n 調(diào)光器調(diào)整燈光光強(qiáng)的原理可以從圖6.4.2中定性地分析。在微機(jī)中預(yù)先裝定好給定的燈光光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，代表燈光光強(qiáng)等級(jí)的電信息經(jīng)過(guò)脈沖調(diào)寬電路去控制可控硅的導(dǎo)通角，由于可控硅導(dǎo)通角的變化，使變壓器輸出電壓的大小也隨之發(fā)生變化，可控硅起到了電信號(hào)功率放大作用。代表光強(qiáng)的電信號(hào)越大，變壓器輸出電壓也越大，從而

9、通過(guò)燈光回路的電流也就越大，電流大，燈泡就亮，光強(qiáng)等級(jí)就高。當(dāng)預(yù)先給定的燈光光強(qiáng)信號(hào)一定時(shí)，燈泡亮度就保持一定。微機(jī)中，預(yù)先裝訂好幾個(gè)光強(qiáng)等級(jí)，燈光回路就能顯示幾個(gè)等級(jí)的光強(qiáng)。25n 當(dāng)受外界干擾（例如電網(wǎng)電壓的變化、溫度漂移等）時(shí)，燈光回路電流在裝定的信號(hào)不變時(shí)也會(huì)因干擾發(fā)生變化，使燈泡偏離給定的光強(qiáng)，可以通過(guò)電壓和電流負(fù)反饋把變壓器初級(jí)的電壓變化和燈光回路中電流的變化測(cè)量出來(lái)，分別送入微機(jī)系統(tǒng)中與予先裝定好的燈光光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行比較，這時(shí)將會(huì)有偏差信號(hào)，此偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)可控硅觸發(fā)功率放大器后，促使燈光回路中電流恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，從而使偏差逐漸減小直至為零。即，使反饋信號(hào)與予先裝定的信號(hào)又相

10、等了，輸出的回路電流與要求的電流一致，從而燈泡發(fā)光的光強(qiáng)穩(wěn)定在要求的光強(qiáng)等級(jí)上。26n 由上面分析可見(jiàn)，調(diào)光系統(tǒng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，能任意調(diào)整燈泡的光強(qiáng)，也能在給定的燈光光強(qiáng)等級(jí)下，保持燈泡發(fā)光的光強(qiáng)恒定。n 除以上功能外，調(diào)光系統(tǒng)中還加了一系列的附加功能。例如有回路狀態(tài)及參數(shù)的顯示，故障的檢測(cè)，報(bào)警等等。27第五節(jié)第五節(jié) 可控硅移可控硅移相調(diào)壓式調(diào)光器相調(diào)壓式調(diào)光器28n一、可控硅移相調(diào)壓一、可控硅移相調(diào)壓式調(diào)光器工作原理式調(diào)光器工作原理n某調(diào)光器調(diào)光器工作原理如圖6.5.1所示。29圖6.5.1 調(diào)光器原理方塊圖30n 調(diào)光器的恒流原理是將升壓變壓器副邊電流(二次電流)經(jīng)電流互感器取樣作為反饋

11、電流，通過(guò)幅度和波形變換，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)隨時(shí)將該信號(hào)與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電流值比較，經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生相應(yīng)的觸發(fā)脈沖作為控制信號(hào)調(diào)整可控硅導(dǎo)通角的大小，從而對(duì)回路電流進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到二次電流恒流的目的。當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)或負(fù)載變化(負(fù)載有開(kāi)路或短路)引起二次電流變化時(shí)，計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)加以調(diào)整，以達(dá)到高精度的恒流控制。31n 該設(shè)備中計(jì)算機(jī)還能控制回路電流的變化速度，在啟動(dòng)，關(guān)機(jī)和更換光強(qiáng)級(jí)別時(shí)，使回路電流以適當(dāng)速度變化，從而可以避免電流對(duì)設(shè)備和線路的沖擊，使設(shè)備和線路(尤其是燈泡)的使用壽命延長(zhǎng)。32n根據(jù)調(diào)光n器五個(gè)調(diào)n光級(jí)別的n要求，恒n流調(diào)整精n度如表n6.5.1所n示.調(diào)光級(jí)別輸出電流有

12、效值(安培)恒流精度(安培)5 66833650670820840 4 5266510530650670 3 435.2420440510530 2 3543340360420440 1 283527029034036033n二、可控硅移相調(diào)壓式調(diào)光器的保護(hù)二、可控硅移相調(diào)壓式調(diào)光器的保護(hù)裝置裝置n1過(guò)電流保護(hù)n當(dāng)燈光回路中電流超過(guò)額定值(6.6A8.33A)時(shí)，計(jì)算機(jī)關(guān)閉可控硅以保護(hù)負(fù)載。當(dāng)有強(qiáng)電流產(chǎn)生時(shí)，串聯(lián)于調(diào)光器輸入端的快速熔斷器FS(見(jiàn)圖6.5.1)將熔斷以保護(hù)負(fù)載。34n2過(guò)電壓保護(hù)n在調(diào)光器輸入輸出端并有壓敏電阻以防止高壓對(duì)調(diào)光器及負(fù)載的破壞。35n3負(fù)載開(kāi)關(guān)保護(hù)n 調(diào)光器上電自

13、檢、檢測(cè)各功能元件正常后方吸合交流接觸器，將負(fù)載接入調(diào)光器輸出。調(diào)光器關(guān)機(jī)時(shí)，先將可控硅關(guān)閉再釋放交流接觸器，避免了電流拉弧產(chǎn)生的干擾。36n4負(fù)載開(kāi)路保護(hù) n 當(dāng)燈光回路電纜斷路(外場(chǎng)開(kāi)路)時(shí)，調(diào)光器關(guān)閉可控硅，故障報(bào)警提示。n 當(dāng)燈光回路隔離變壓器的次級(jí)線路開(kāi)路達(dá)到30時(shí)(燈泡斷)，調(diào)光器調(diào)整可控硅維持恒流，同時(shí)提供故障報(bào)警。37n5電流互感器開(kāi)路短路保護(hù)n 當(dāng)電流互感器或電流采樣電纜有開(kāi)路短路故障時(shí)，計(jì)算機(jī)無(wú)采樣電流則關(guān)閉可控硅，故障報(bào)警提示。38n 6暫態(tài)保護(hù)n 當(dāng)調(diào)光器正常工作時(shí)，供電柜突然掉電，調(diào)光器自動(dòng)保護(hù)原有數(shù)據(jù)，待電流恢復(fù)，直接在原光級(jí)下工作無(wú)需要重新啟動(dòng)和定級(jí)。39n 7防

14、鼠保護(hù)和防潮保護(hù)n 在機(jī)柜低部裝配有防鼠網(wǎng)，防止老鼠進(jìn)入柜內(nèi)造成損害；機(jī)內(nèi)電路板均經(jīng)防潮絕緣處理，防止潮氣侵入銹蝕。40 第六節(jié)第六節(jié) 正弦波調(diào)光器正弦波調(diào)光器 恒流調(diào)光器按其采用的功率器件常分為磁放大器式、鐵磁諧振式和可控硅式恒流調(diào)光器。41n 在5070年代，我國(guó)機(jī)場(chǎng)普遍使用磁放大器式恒流調(diào)光器。它是利用磁性材料的有效磁導(dǎo)率隨直流控制電流的磁化作用而變化的原理，來(lái)改變交流有效電抗值，從而改變輸出電壓。直流電流增加，交流有效磁導(dǎo)率降低，有效電抗值減少。這類調(diào)光器其特點(diǎn)是體積笨大、噪聲大、效率低，目前已經(jīng)淘汰。42n 可控鐵磁諧振調(diào)光器其執(zhí)行元件是鐵磁諧振變壓器。鐵磁諧振變壓器的初級(jí)和普通變壓

15、器一樣，工作在鐵心磁化曲線的線性段，而次級(jí)鐵心由于增加了磁分路和輸出并聯(lián)電容而工作于飽和狀態(tài)，此時(shí)鐵心線圈輸出電壓僅與鐵心截面、最大磁感應(yīng)強(qiáng)度和線圈匝數(shù)有關(guān)。當(dāng)使變壓器次級(jí)鐵心脫離飽和區(qū)，并且由外電路的開(kāi)關(guān)來(lái)模擬其次級(jí)鐵心的飽和狀態(tài)，人為地改變外電路開(kāi)關(guān)動(dòng)作的時(shí)間即可調(diào)整輸出電壓。這類調(diào)光器在外國(guó)產(chǎn)品也可以見(jiàn)到。其特點(diǎn)是體積大、噪聲大，同樣的負(fù)載需要更大功率變壓器.。43n 隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，20世紀(jì)60年代以后，以晶閘管為代表的各類高電壓、大電流半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件相繼研制成功并得到廣泛應(yīng)用。44n 可控硅移相調(diào)壓式恒流調(diào)光器雖然比起前兩種調(diào)光器來(lái)在控制性能、報(bào)警功能及體積、噪聲、效率等

16、方面都有了很好的改善，但這種調(diào)光器存在波形畸變大、電網(wǎng)要求高、對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重、效率低、負(fù)載適應(yīng)能力差等缺點(diǎn)。45n 進(jìn)入20世紀(jì)80年代中期，出現(xiàn)了新一代半導(dǎo)體電力開(kāi)關(guān)器件絕緣門極雙極型晶體管IGBT。46n 這是一種復(fù)合器件，它的輸入控制部分為場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET），輸出級(jí)為雙極結(jié)型三極晶體管，因此兼有MOSFET和電力晶體管的優(yōu)點(diǎn)：高輸入阻抗，電壓控制，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率可達(dá)1040kHz，飽和壓降低，電壓、電流容量較大，安全工作區(qū)較寬。47n 在中大功率的開(kāi)關(guān)電源裝置中，IGBT由于其控制驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、工作頻率較高、容量較大的特點(diǎn)，已逐步取代晶閘管。目前25003300V

17、、8001800A的IGBT器件已有產(chǎn)品，可供幾千以下的高頻電力電子裝置選用。48n IGBT的智能功率模塊IPM（Intelligent Power Module），是將輸出功率器件IGBT和驅(qū)動(dòng)電路、故障檢測(cè)電路及多種保護(hù)電路集成在同一模塊內(nèi)，與普通IGBT相比，在系統(tǒng)性能和可靠性上均有進(jìn)一步提高。49n 目前也有不少研究人員采用新型功率開(kāi)關(guān)器件IGBT來(lái)設(shè)計(jì)恒流調(diào)光器，但其主控制芯片仍采用單片機(jī)，且控制方式大都為數(shù)、?；旌峡刂?。50n 下面介紹一種正弦波調(diào)光器原理，以TI公司TMS320LF240X系列DSP取代以往的單片機(jī)為主控制芯片實(shí)現(xiàn)調(diào)光器的全數(shù)字控制，采用智能功率模塊IPM取代以

18、往的可控硅晶閘管作為功率變換器件，應(yīng)用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）方法對(duì)功率變換電路的智能功能模塊（IPM）開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，通過(guò)控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光回路高精度恒流控制的全數(shù)字式恒流調(diào)光器，實(shí)現(xiàn)調(diào)光器的標(biāo)準(zhǔn)正弦輸出.51n DSP(Digital signal Processor)：數(shù)字信號(hào)處理芯片。DSP芯片是一種適合于進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，其主要應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。實(shí)時(shí)處理是指必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)外部輸入信號(hào)的處理運(yùn)算。與通用單片機(jī)相比，DSP芯片具有更加適合于數(shù)字信號(hào)處理的軟件和硬件資源，可用于復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理算法。52n控制系統(tǒng)原理框圖如圖6.6.1

19、所示。恒流調(diào)光器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，包括強(qiáng)電回路及控制回路。其強(qiáng)電回路由整流電路、逆變電路、驅(qū)動(dòng)電路和濾波電路等組成；控制回路主要是控制器，電流/電壓檢測(cè)、控制，液晶顯示及SPI通訊。53圖6.6.1 機(jī)場(chǎng)助航燈調(diào)光器控制系統(tǒng)框圖54n 強(qiáng)電回路中三相交流電壓經(jīng)全橋整流，濾波后得到直流電壓，此電壓連接到IGBT智能模塊IPM提供逆變所需的直流電壓?？刂破鬏敵龅牡刃д颐}寬調(diào)制信號(hào)（SPWM脈沖信號(hào)）經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制IPM，對(duì)加在其兩端的直流電壓進(jìn)行逆變，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)LC濾波電路后得到幅值可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)正弦電壓。55n 逆變后的電壓經(jīng)過(guò)升壓變壓器送給燈光負(fù)載，從而改變負(fù)載回路電流，使其達(dá)到給定值。

20、通過(guò)光級(jí)給定撥動(dòng)開(kāi)關(guān)可以任意切換光級(jí)，也可以通過(guò)與單片機(jī)的SPI串行通訊接受上位機(jī)的光級(jí)給定命令。當(dāng)光級(jí)改變時(shí)由程序算法控制使電流、電壓快速達(dá)到穩(wěn)定值，完成光級(jí)的切換。56 同時(shí)液晶顯示模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)如電壓/電流值、當(dāng)前光級(jí)、功率因數(shù)及故障進(jìn)行輸出顯示。系統(tǒng)工作時(shí)，由于某些原因產(chǎn)生過(guò)壓、過(guò)流等故障，導(dǎo)致IPM產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，控制器會(huì)立即停止SPWM脈沖信號(hào)的輸出，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警，提醒用戶注意。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)正常后，重新輸出SPWM脈沖信號(hào)，恢復(fù)到報(bào)警前的狀態(tài)。系統(tǒng)有一個(gè)外擴(kuò)存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)一些重要的信息，如存儲(chǔ)滿載時(shí)的電壓值，可使系統(tǒng)日常掉電重新啟動(dòng)后能自動(dòng)恢復(fù)，不必重復(fù)檢測(cè)。57n正弦波調(diào)光器

21、工作原理正弦波調(diào)光器工作原理n 正弦波調(diào)光器組成如圖6.6.2所示，機(jī)場(chǎng)助航燈調(diào)光器系統(tǒng)主要由五部分構(gòu)成：核心控制器采用TI公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器TMS320LF2406A，應(yīng)用正弦脈寬調(diào)制（SPWM）方法對(duì)功率變換電路的智能功能模塊（IPM）開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。液晶顯示模塊作為人機(jī)接口界面，采用SPI與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)串行通訊，及電源部分。5859n1強(qiáng)電回路部分n系統(tǒng)強(qiáng)電回路采用AC-DC-AC方案，由整流和逆變兩部分組成。主要由整流電路，功率驅(qū)動(dòng)電路及功率保護(hù)電路組成。功率驅(qū)動(dòng)部分主要由功率開(kāi)關(guān)管及其驅(qū)動(dòng)電路組成。本系統(tǒng)中采用IGBT智能模塊IPM作為功率器件，由DSP控制板發(fā)出的PWM脈沖信

22、號(hào)控制其開(kāi)通與關(guān)斷。60n2DSP控制部分n DSP控制部分主要由TMS320LF2406A DSP電平轉(zhuǎn)換電路，電流、電壓絕對(duì)值電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，過(guò)流/過(guò)壓檢測(cè)電路，光級(jí)給定電路，EEPROM擴(kuò)展電路，液晶控制電路及聲光報(bào)警，PWM脈沖處理電路組成?？刂撇糠值闹饕δ苁墙邮諄?lái)自強(qiáng)電回路的檢測(cè)信號(hào)，向功率驅(qū)動(dòng)部分發(fā)出控制信號(hào)，與單片機(jī)進(jìn)行通訊以及向液晶發(fā)送顯示的數(shù)據(jù)。61n3顯示及聲光報(bào)警n 燈調(diào)光器采用MCG12864液晶顯示器作為人機(jī)交互界面，并采用發(fā)光二極管及蜂鳴器作為故障聲光報(bào)警器。液晶顯示器主要用來(lái)向用戶顯示調(diào)光器的運(yùn)行狀態(tài)包括電壓、電流值，當(dāng)前運(yùn)行光級(jí)，運(yùn)行時(shí)間，功率因數(shù)，接地

23、電阻及各種故障輸出顯示。62n4SPI通訊部分n 調(diào)光器系統(tǒng)通過(guò)SPI串行通訊與單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。當(dāng)采用遠(yuǎn)程遙控方式時(shí)，通過(guò)SPI接收上位機(jī)光級(jí)給定命令，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的各種運(yùn)行狀態(tài)傳送給上位機(jī)。63 第七節(jié)第七節(jié) 隔離變隔離變壓器及單相升壓壓器及單相升壓變壓器變壓器 64n一、隔離變壓器一、隔離變壓器n 隔離變壓器用于機(jī)場(chǎng)助航燈光串聯(lián)電路中，其一次繞組處于串聯(lián)電路中，該串聯(lián)電路的電流相對(duì)是恒定的（在某一光強(qiáng)等級(jí)上時(shí)），因此流過(guò)隔離變壓器一次繞組的電流不變。由于這種工作情況，要求隔離變壓器有自己的特點(diǎn)，根據(jù)其特點(diǎn)提出設(shè)計(jì)要求和檢測(cè)方法。65n1隔離變壓器的特點(diǎn)n （）隔離變壓器必須不僅能夠帶

24、正常負(fù)載工作，還要經(jīng)受二次繞組開(kāi)路和短路的工作情況。n （）由于燈光電路用改變可控硅的導(dǎo)通角的方法進(jìn)行調(diào)光，一次繞組的電流不是正弦波，另外在二次繞組開(kāi)路狀態(tài)下，鐵心已嚴(yán)重飽合，所以隔離變壓器的磁通波形也不是正弦波。因此，磁通的畸變引起的鐵心發(fā)熱是一個(gè)不可忽略的問(wèn)題。66n（）由于要求隔離變壓器是密封的，它產(chǎn)生的熱量不容易發(fā)散出去。n 必須根據(jù)隔離變壓器以上特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行其設(shè)計(jì)，必須使變壓器的電磁參量、鐵心尺寸、導(dǎo)線截面、絕緣和包封材料都滿足以上特點(diǎn)的要求，以保證隔離變壓器具有良好的電氣特性。67n2隔離變壓器的各項(xiàng)指標(biāo)n 隔離變壓器的重要功能是安全隔離。它的一次線圈串聯(lián)在不接地的工頻3000伏的恒

25、流電路中，而二次線圈向各燈具提供低壓電源。一次線圈與二次線圈必須具有足夠的絕緣強(qiáng)度。為了滿足機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)惡劣的使用條件和保證飛機(jī)的安全運(yùn)行，隔離變壓器應(yīng)具有很高的可靠性和很長(zhǎng)的壽命。68n 隔離變壓器采用冷軋晶粒取向硅鋼帶卷繞作為鐵心，鐵心為矩形截面，形狀為環(huán)形。該鐵心有很好的磁性能，且體積小，重量輕，有助于保證變壓器的優(yōu)良電氣性能，變壓器的一次繞組和二次繞組分開(kāi)繞在鐵心上，并采用樹(shù)脂密封外加橡膠護(hù)套。其絕緣性能、防潮性能均很好，可靠性也高。69n3隔離變壓器的使用、安裝與維護(hù)n（）使用n 隔離變壓器在使用過(guò)程中應(yīng)注意存放、運(yùn)輸、安裝運(yùn)行等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，都可能會(huì)影響隔離變壓器的性

26、能。70n 隔離變壓器應(yīng)存放在通風(fēng)良好、干燥、無(wú)嚴(yán)重酸、堿化學(xué)性氣體或塵積的場(chǎng)所，應(yīng)避免擠壓、損傷、引出電纜應(yīng)無(wú)扭曲、折裂，插頭插座的護(hù)套應(yīng)始終保持就位直至安裝時(shí)方才卸下以免進(jìn)入任何雜物或變形。71n 在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)整齊排放，避免嚴(yán)重堆壓、振動(dòng)、沖擊引起損傷，保證密封性能和導(dǎo)電性能良好。72n 安裝運(yùn)行中應(yīng)注意：隔離變壓器一次繞組串聯(lián)在助航燈光恒流回路里，二次繞組向燈具提供電源使用時(shí)，應(yīng)保證產(chǎn)品一次側(cè)額定電流與主回路電流相適應(yīng)，二次輸出電流與燈泡相適應(yīng)。不同隔離變壓器，只有一次電流相同，方可串在同一回路里。變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)盡量避免和減少開(kāi)路狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)間。73n（）安裝n 隔離變壓器在安

27、裝過(guò)程中，主要經(jīng)過(guò)檢測(cè)、連接、密封等幾個(gè)環(huán)節(jié)。n 隔離變壓器進(jìn)入安裝階段時(shí)，應(yīng)檢測(cè)它的功率、一次側(cè)電流、二次側(cè)電流等標(biāo)志和施工設(shè)計(jì)要求是否相符合；一次側(cè)和二次側(cè)繞組是否是通路；一次側(cè)和二次側(cè)絕緣電阻應(yīng)分別不小于2000M和750M；橡膠護(hù)套及引出電纜應(yīng)無(wú)任何損傷，插件無(wú)變形，接觸面整齊清潔。74n 隔離變壓器在連接時(shí)，在燈坑里應(yīng)避免擠壓損傷。它的一次繞組引出電纜插頭（座）與主回路插座（頭）配對(duì)插緊，二次繞組為二芯插座，與二芯插頭配對(duì)，插緊后連接至燈具。主回路屏蔽層與電纜連接器外殼相連，用配套的接地線，跨接進(jìn)出主回路電纜的金屬屏蔽層旋緊，使整個(gè)主回路的屏蔽層通過(guò)電纜連接器接通。75n 應(yīng)注意，每

28、個(gè)隔離變壓器連接后應(yīng)測(cè)量一次繞組與主回路屏蔽層絕緣電阻，此電阻符合施工設(shè)計(jì)要求后再安裝下一只。n 安裝時(shí)還應(yīng)注意隔離變壓器的密封。隔離變壓器引出插頭、插座配對(duì)插接前，在插座內(nèi)遍涂少量硅脂后（不要將硅脂滲入導(dǎo)電體）再將其組合插緊，外包膠帶，膠帶外用螺旋式喉箍卡緊。76n二、單相升壓變壓器二、單相升壓變壓器n 單相升壓變壓器在機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)中，為由若干個(gè)接有負(fù)載燈泡的密封式隔離變壓器組成的燈光回路提供額定功率容量的恒定電流。77n 運(yùn)行時(shí)低壓側(cè)與調(diào)光器的可控硅控制回路連接，高壓側(cè)與燈光回路連接。升壓變壓器內(nèi)部設(shè)有采樣電流互感器，互感器安裝在升壓變壓器面板上的二次端子，與調(diào)光器的采樣端子相連。78n 升壓變壓器的設(shè)計(jì)原理、外形結(jié)構(gòu)、冷卻方式和一般的電力變壓器相同，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)、檢測(cè)均按國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行。但由于機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)是通過(guò)改變可控硅導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入電壓的調(diào)整從而達(dá)到調(diào)光強(qiáng)的目的，所以升壓變壓的電源波形和正常電源有區(qū)別，輸入電源不是完整的正弦波形，其中含有較多高次諧波分量。因此，升壓變壓器與一般變壓器設(shè)計(jì)又有不同之處。79n 升壓變壓器在出廠前，要經(jīng)過(guò)變壓比試驗(yàn)、繞組銅阻試驗(yàn)、空載實(shí)驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、外施耐壓試驗(yàn)、感應(yīng)電壓試驗(yàn)、短路試驗(yàn)和溫升試驗(yàn)等。80