Транзисторные аппараты защиты и коммутации для авиационных систем переменного тока

• Автор: Серафимов, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 193 с. : ил.

1. ТРАНЗИСТОРНЫЕ АЗК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
1.1 Транзисторные АЗК переменного тока в составе СЭС

1.2 Анализ потребителей электроэнергии авиационных СЭС переменного тока
1.3 Обоснование технических требований к транзисторным
АЗК переменного тока
ВЫВОДЫ
2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЯ НЕАВАРИЙНЫХ ТОКОВ
2.1 Формирование время-токовых характеристик транзисторных АЗК переменного тока
2.2 Силовые транзисторные ключи переменного тока
2.3 Организация безопасных режимов отключения индуктивных нагрузок переменного тока
2.4 Функциональная схема транзисторных АЗК переменного
тока без ограничения неаварийных токов
ВЫВОДЫ
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК В АВАРИЙНЫХ РЕЖИМАХ
3.1 Необходимость и особенности моделирования мощных полупроводниковых приборов
3.2 Математическое моделирование мощных биполярных транзисторов с изолированным затвором
3.3 Анализ развития коротких замыканий нагрузки в СТК и
разработка способов защиты от КЗ
ВЫВОДЫ

4. СИНТЕЗ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
4.1 Массоэнергетический расчет транзисторных АЗК переменного тока
4.2 Структурно-параметрическая оптимизация транзисторных АЗК переменного тока по критерию минимума массы
4.3 Результаты автоматизированного проектирования транзисторных АЗК переменного тока без ограничения неаварийных токов
ВЫВОДЫ
5. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫХ АЗК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
5.1 Уровень технической реализации транзисторных АЗК переменного тока
5.2. Принципиальная электрическая схема транзисторных АЗК переменного тока без ограничения неаварийных токов
5.3. Результаты экспериментальных исследований транзисторных АЗК переменного тока без ограничения неаварийных токов
ВЫВОДЫ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. Сведения о внедрении результатов работы

Существующие системы электроснабжения летательных аппаратов (СЭС ЛА), построенные на основе традиционных устройств, перестают удовлетворять непрерывно возрастающим требованиям по повышению их эффективности. Поэтому возникает потребность в разработке новых высокоэффективных СЭС ЛА, основанных на бесконтактных способах преобразования, регулирования и распределения электроэнергии, максимально использующих достижения и возможности силовой полупроводниковой техники и микроэлектроники [1,2].
Свойства и структура СЭС ЛА определяются свойствами и возможностями входящих в нее устройств, предназначенных для реализации всех процессов в системе. Поэтому нельзя проектировать новые СЭС ЛА, а также модернизировать существующие, не располагая достоверными данными о всех классах устройств, входящих или необходимых для таких систем. Следовательно, для создания новых СЭС ЛА и повышения эффективности и надежности существующих необходимы, в первую очередь, разработка и изучение свойств, особенностей, возможностей и тенденций развития комплекса новых устройств, необходимых для функционирования этих систем [ 1 ].
Коммутационно-защитная аппаратура (КЗА), являющаяся неотъемлемой частью систем распределения электроэнергии, предназначена для обеспечения их нормального функционирования при частичных отказах, предотвращения пожароопасных ситуаций, дистанционного управления потребителями электроэнергии (ПЭ), защиты первичных источников электропитания и проводов распределительных сетей от перегрузок по току при случайных коротких замыканиях (КЗ) и аварийных утечках тока через поврежденную изоляцию сетевых проводов.
К КЗА авиационных СЭС предъявляются общие требования по экономичности, малому остаточному напряжению во включенном состоянии, малым остаточным токам в отключенном состоянии, высокому быстро-

коограничения.
Методы формирования ВТХ электронными средствами очень разнообразны [ 1,14, 16 ]. Оценка преимуществ и недостатков различных цифровых методов формирования ВТХ с зависимой выдержкой времени дана в [24].
В случае разработки транзисторных АЗК переменного тока для традиционных СЭС ВТХ провода считается заданной, поскольку в ходе проектирования системы - прототипа с контактной КЗА - провод был уже выбран под заданный аппарат защиты, а тот, в свою очередь выбран под заданные нагрузки. Речь идет таким образом о замене контактной КЗА в существующей системе на бесконтактные АЗК без изменения остальных параметров СЭС. Если защиту АЗК «настроить» на ВТХ провода и обеспечить хорошую стабильность защитных узлов, а также ввести «мгновенную» защиту АЗК от аварийных токов на уровне 1отс > /н.макс, то отпадает необходимость в подробной информации о переходных токах в нагрузках, которую всегда трудно получить, если СЭС проектируется не одновременно с АЗК [ 68 ].
Электронные вычислители в составе АЗК могут воспроизвести любую требуемую зависимость, связывающую время выдержи аппарата во включенном состоянии с током нагрузки, в частности, например, обратнозависимую время-токовую характеристику традиционных тепловых аппаратов защиты. Однако, следует иметь в виду различную физическую природу процессов, вызывающих срабатывание электронной и тепловой защит. Тепловые и электронные автоматы с одинаковыми ВТХ могут по-разному среагировать на переходный ток произвольной формы. Поэтому совпадение ВТХ традиционных аппаратов защиты и полупроводниковых АЗК (чего обычно требуют разработчики СЭС) - не есть гарантия их взаимозаменяемости.
Отсутствие термочувствительных элементов в электронных АЗК вынуждает отказаться также и от традиционного метода согласования перегрузочных характеристик защитного устройства и защищаемого провода,