Привод постоянных оборотов
- Привод постоянных оборотов (ППО), также привод постоянной частоты вращения (ППЧВ), англ. CSD (constant speed drive) — гидромеханическое либо пневмомеханическое устройство, применяемое для привода генератора переменного тока, требующего постоянной частоты вращения, от двигателя с переменными оборотами (обычно газотурбинного). Используется главным образом на самолётах разработки 1960 — 1990 гг, так как в это время стала широко внедряться основная сеть переменного тока, но не существовало мощной и надёжной силовой электроники, позволяющей получить напряжение стабильной частоты без стабилизации оборотов генератора.
В основе ППО лежит, как правило, планетарный редуктор, водило которого приводится от вала двигателя, солнечная шестерня — от докручивающего устройства (гидромашины, гидравлической или воздушной турбины), а от кожуха приводится генератор. На малых оборотах двигателя докручивающее устройство вращается в прямом направлении и его обороты складываются с оборотами двигателя, обеспечивая стабильные обороты генератора. По мере роста оборотов двигателя система автоматического управления снижает обороты докручивающего устройства вплоть до его полной остановки, поддерживая обороты генератора, а в некоторых ППО докручивающее устройство при высоких оборотах двигателя может для расширения диапазона регулирования переходить на обратное вращение — его обороты при этом вычитаются из оборотов двигателя.
Привод постоянных оборотов ППО-40, используемый для привода генератора ГТ40ПЧ6 самолёта Ту-154 и некоторых других — воздушный. Водило редуктора приводится от ротора высокого давления двигателя, солнечная шестерня — от воздушной турбины, воздух к которой подаётся от компрессора двигателя через пусковую и регулирующую заслонки. По мере роста оборотов двигателя с малого газа (53 %) до 0,6 номинального режима (81 %) центробежный регулятор закрывает регулирующую заслонку, пока обороты турбины не упадут до нуля. При дальнейшем росте оборотов ГТД заслонка закрывается полностью и турбина за счёт момента, возникающего в редукторе за счёт передачи мощности от ГТД на генератор, начинает вращаться в обратную сторону, работая как поглотитель энергии.
Если момента на солнечной шестерне не хватает для раскрутки турбины до оборотов, обеспечивающих удержание оборотов генератора (например, при малой нагрузке генератора), то исполнительный механизм регулятора продолжает движение и открывает клапан подачи воздуха к сегнерову колесу. Это колесо установлено на одном валу с турбиной, представляет собой четыре трубки, концы которых загнуты в сторону прямого вращения турбины, воздух к нему подаётся через ступицу. Воздух, вырываясь из сопел сегнерова колеса, создаёт реактивный момент, раскручивающий вал турбины в обратную сторону, что позволяет удерживать требуемые обороты генератора (6000 мин-1) вплоть до взлётных оборотов двигателя (98,5 %) при любых нагрузках генератора.
В конце 70-х годов в Советском Союзе создана серия гидравлических привод-генераторов ГП, объединяющих в одном агрегате гидравлический ППО и генератор ГТххНЖЧ12 (где ГТ — генератор трёхфазный, хх — мощность в кВА, Ж — жидкостное охлаждение, 12 — обороты в тысячах мин–1), имеющие общую гидросистему. В серию входят:
* ГП-21 мощностью 30 кВА (устанавливается на двигатель Д-36 самолётов Ан-72, Ан-74, Ан-148, Як-42 и на двигатели АЛ-31Ф, РД-33 самолётов Су-27, МиГ-29 соответственно);
ГП-23 мощностью 60 кВА (устанавливается на двигатель ПС-90 самолёта Ил-96, на двигатель Д-18Т самолёта Ан-124 и на двигатель НК-25 самолёта Ту-22М3);
ГП-26 мощностью 90 кВА (устанавливается на двигатель ПС-90 самолёта Ту-204);
ГП-22 мощностью 120 кВА (устанавливается на двигатель НК-32 самолёта Ту-160).ГП надёжнее и удобнее в эксплуатации, нежели старые ППО, выполненные раздельно с генераторами, как правило, воздушного охлаждения. Как и у ППО-40, у ГП дифференциал (планетарный редуктор) в зависимости от оборотов двигателя может работать в режимах ускоряющей, прямой или понижающей передачи. Корпус дифференциала приводится через пару гидравлически соединённых напрямую аксиально-плунжерных гидромашин с наклонной шайбой (ГМ1 и ГМ2), из которых у ГМ1 наклон шайбы регулируется центробежным регулятором.При малых оборотах авиадвигателя наклон шайб машин противоположный, ГМ1 работает в режиме насоса, ГМ2 — в режиме мотора с направлением вращения, противоположным вращению ГМ1, и вращает одно из колёс дифференциала против вращения входного вала ГП, увеличивая обороты генератора. При определённых оборотах входного вала наклон шайбы ГМ1 (угол α) становится нулевым, а при дальнейшем росте оборотов регулятор наклоняет шайбу ГМ1 в сторону наклона шайбы ГМ2, при этом ГМ2 переходит в насосный режим и потребляет энергию, позволяя колесу дифференциала вращаться в сторону вращения вала привода и уменьшать обороты генератора. ГМ1 при этом работает в моторном режиме.
Аналогичные агрегаты созданы и за рубежом, по-английски они называются IDG — integrated drive generator, интегральный генератор-привод. Например, IDG установлены на двигателях самолёта A320, охлаждается он подкачиваемым к двигателю топливом, после охлаждения IDG топливо сбрасывается в концевую часть крыла, тем самым находящееся в крыльевых кессон-баках топливо подогревается, чем исключается выпадение кристаллов льда.
Так как ППО приводится от двигателя, но работает в системе электроснабжения, то работы с ним выполняются специалистами разных направлений: снятие, установку, обслуживание выполняют авиатехники по СД, а подключение и отключение при снятии/установке, проверки ППО при работающем двигателе выполняют специалисты по АиРЭО.
Связанные понятия
Поскольку на современных летательных аппаратах имеется большое количество разнообразных исполнительных механизмов и агрегатов, то в качестве источников механической энергии применяются гидравлические, пневматические и электрические приводы. Наиболее универсальным из них считается электрический привод благодаря высокой надёжности, простоте в эксплуатации и возможности автоматизации. По виду преобразования энергии различают электродвигательный привод и электромагнитный.
Источник
ППО (привод постоянных оборотов)
ППО обеспечивает стабилизацию частоты переменного тока соответствующего основного генератора в заданных пределах путем стабилизации его частоты вращения на всех режимах работы двигателя.
В настоящее время на самолётах ГА применяются два вида ППО:
Воздушный привод постоянных оборотов (привод постоянной частоты вращения) (на примере ППО самолёта Ту-154М) (рис. 8.3.)
Основными устройствами ППО на Ту-154М являются:
— суммирующий (дифференциальный) редуктор;
— воздушная турбина привода;
— регулятор привода постоянных оборотов РППО-30К;
— электромагнитный клапан включения ППО в работу;
— электромеханизм коррекции частоты МКЧ-62ТВ;
Суммирующий редуктор ППО имеет два входных вала и один выходной
Один из входных валов получает вращение от коробки приводов двигателя, т.е. его обороты изменяются в зависимости от режима работы этого двигателя.
На втором входном валу выполнена воздушная турбина, на которую через блок управляемых воздушных заслонок подается сжатый воздух от компрессора высокого давления двигателя. Частота вращения турбины пропорциональна количеству подаваемого воздуха, то есть степени открытия воздушных заслонок.
 |
Обороты выходного вала ППО равны сумме оборотов двух входных валов и контролируются центробежным датчиком регулятора РППО-30К, который обеспечивает стабилизацию оборотов выходного вала ППО, а, следовательно, и оборотов 
генератора.
Рис. 9.3. Принцип работы ППО
ППО включается в работу с помощью электромагнитного клапана, который срабатывает при включении переключателя соответствующего генератора.
Воздух начинает поступать на турбину ППО, что приводит к её вращению и к вращению соответствующего входного вала. Увеличиваются обороты генератора.
Центробежный датчик регулятора РППО вращается со скоростью, пропорциональной скорости вращения генератора. При работе генератора на номинальных постоянных оборотах центробежные силы датчика, уравновешены силой пружин. При отклонении оборотов генератора от номинального значения баланс сил нарушается — РППО через систему рычагов открывает или прикрывает воздушную заслонку, увеличивая подачу воздуха на турбину, что приводит к возрастанию оборотов турбины и выходного вала.
Если частота переменного тока генератора начинает отклоняться от номинала, по сигналу блока регулирования частоты БРЧ-62БМ включается в работу электромеханизм коррекции частоты, который производит перенастройку РППО-30К, что приводит к восстановлению частоты.
Источник
Привод постоянных оборотов
Привод постоянных оборотов (ППО), также привод постоянной частоты вращения (ППЧВ), англ. CSD (constant speed drive) — гидромеханическое либо пневмомеханическое устройство, применяемое для привода генератора переменного тока, требующего постоянной частоты вращения, от двигателя с переменными оборотами (обычно газотурбинного). Используется главным образом на самолётах разработки 1960 — 1990 гг, так как в это время стала широко внедряться основная сеть переменного тока, но не существовало мощной и надёжной силовой электроники, позволяющей получить напряжение стабильной частоты без стабилизации оборотов генератора.
В основе ППО лежит, как правило, планетарный редуктор, водило которого приводится от вала двигателя, солнечная шестерня — от докручивающего устройства (гидромашины, гидравлической или воздушной турбины), а от кожуха приводится генератор. На малых оборотах двигателя докручивающее устройство вращается в прямом направлении и его обороты складываются с оборотами двигателя, обеспечивая стабильные обороты генератора. По мере роста оборотов двигателя система автоматического управления снижает обороты докручивающего устройства вплоть до его полной остановки, поддерживая обороты генератора, а в некоторых ППО докручивающее устройство при высоких оборотах двигателя может для расширения диапазона регулирования переходить на обратное вращение — его обороты при этом вычитаются из оборотов двигателя.
Привод постоянных оборотов ППО-40, используемый для привода генератора ГТ40ПЧ6 самолёта Ту-154 и некоторых других — воздушный. Водило редуктора приводится от ротора высокого давления двигателя, солнечная шестерня — от воздушной турбины, воздух к которой подаётся от компрессора двигателя через пусковую и регулирующую заслонки. По мере роста оборотов двигателя с малого газа (53 %) до 0,6 номинального режима (81 %) центробежный регулятор закрывает регулирующую заслонку, пока обороты турбины не упадут до нуля. При дальнейшем росте оборотов ГТД заслонка закрывается полностью и турбина за счёт момента, возникающего в редукторе за счёт передачи мощности от ГТД на генератор, начинает вращаться в обратную сторону, работая как поглотитель энергии.
Если момента на солнечной шестерне не хватает для раскрутки турбины до оборотов, обеспечивающих удержание оборотов генератора (например, при малой нагрузке генератора), то исполнительный механизм регулятора продолжает движение и открывает клапан подачи воздуха к сегнерову колесу. Это колесо установлено на одном валу с турбиной, представляет собой четыре трубки, концы которых загнуты в сторону прямого вращения турбины, воздух к нему подаётся через ступицу. Воздух, вырываясь из сопел сегнерова колеса, создаёт реактивный момент, раскручивающий вал турбины в обратную сторону, что позволяет удерживать требуемые обороты генератора (6000 мин -1 ) вплоть до взлётных оборотов двигателя (98,5 %) при любых нагрузках генератора.
В конце 70-х годов в Советском Союзе создана серия гидравлических привод-генераторов ГП, объединяющих в одном агрегате гидравлический ППО и генератор ГТххНЖЧ12 (где ГТ — генератор трёхфазный, хх — мощность в кВА, Ж — жидкостное охлаждение, 12 — обороты в тысячах мин –1 ), имеющие общую гидросистему. В серию входят:
- ГП-21 мощностью 30 кВА (устанавливается на двигатель Д-36 самолётов Ан-72, Ан-74, Ан-148, Як-42 и на двигатели АЛ-31Ф, РД-33 самолётов Су-27, МиГ-29 соответственно);
- ГП-23 мощностью 60 кВА (устанавливается на двигатель ПС-90 самолёта Ил-96, на двигатель Д-18Т самолёта Ан-124[1] и на двигатель НК-25 самолёта Ту-22М3);
- ГП-26 мощностью 90 кВА (устанавливается на двигатель ПС-90 самолёта Ту-204[2] );
- ГП-22 мощностью 120 кВА (устанавливается на двигатель НК-32 самолёта Ту-160).
ГП надёжнее и удобнее в эксплуатации, нежели старые ППО, выполненные раздельно с генераторами, как правило, воздушного охлаждения. Как и у ППО-40, у ГП дифференциал (планетарный редуктор) в зависимости от оборотов двигателя может работать в режимах ускоряющей, прямой или понижающей передачи. Корпус дифференциала приводится через пару гидравлически соединённых напрямую аксиально-плунжерных гидромашин с наклонной шайбой (ГМ1 и ГМ2), из которых у ГМ1 наклон шайбы регулируется центробежным регулятором. [3]
При малых оборотах авиадвигателя наклон шайб машин противоположный, ГМ1 работает в режиме насоса, ГМ2 — в режиме мотора с направлением вращения, противоположным вращению ГМ1, и вращает одно из колёс дифференциала против вращения входного вала ГП, увеличивая обороты генератора. При определённых оборотах входного вала наклон шайбы ГМ1 (угол α) становится нулевым, а при дальнейшем росте оборотов регулятор наклоняет шайбу ГМ1 в сторону наклона шайбы ГМ2, при этом ГМ2 переходит в насосный режим и потребляет энергию, позволяя колесу дифференциала вращаться в сторону вращения вала привода и уменьшать обороты генератора. ГМ1 при этом работает в моторном режиме.
Аналогичные агрегаты созданы и за рубежом, по-английски они называются IDG — integrated drive generator, интегральный генератор-привод. Например, IDG установлены на двигателях самолёта A320, охлаждается он подкачиваемым к двигателю топливом, после охлаждения IDG топливо сбрасывается в концевую часть крыла, тем самым находящееся в крыльевых кессон-баках топливо подогревается, чем исключается выпадение кристаллов льда.
Так как ППО приводится от двигателя, но работает в системе электроснабжения, то работы с ним выполняются специалистами разных направлений: снятие, установку, обслуживание выполняют авиатехники по СД, а подключение и отключение при снятии/установке, проверки ППО при работающем двигателе выполняют специалисты по АиРЭО.
Источник
