apu启动发电机与电压调节器失效保留

从前慢 · 发表于 2016-8-24 16:50:01

737 APU采用三级无刷式启动发电机设计，用于启动APU以及APU正常运转下的供电。
启动发电机是三级无刷式设计，包含PMG、励磁机以及主发电机。原理如图：

PMG在转轴带动下切割磁力线产生电压经调压器调节、整流供给交流励磁机的励磁线圈产生磁场；励磁机转子在转轴带动下切割磁力线产生电压，经旋转整流器进行整流，供给主发电机励磁线圈，提供主发电机磁场。主发电机是旋转电极式。
启动发电机可分为两个工作模式：起动机模式和发电机模式。
起动机模式：

APU发电机工作在起动机模式下相当于一个三相异步电动机。三相旋转磁场由主
发电机电枢线圈产生。启动过程的控制环路包括
ECU，SPU和SCU。
ECU用于APU的控制、故障监控以及保护，是APU全权限数字控制的核心部件。
SPU用于提供APU启动所需电源，将115V AC或 28V DC 转换为270V DC给SCU，SCU再转换用于APU启动。
SCU在启动过程中用于控制SPU电源的选择以及将SPU提供的270V DC转换为三相启动电源，并通过接收启动发电机上的角度解算器来提供合适的启动电源（电压，相位）。
启动过程如下：
当APU启动电门打在START位且保持在ON位，启动过程开始。
ECU经启动电门由开关汇流条开始供电，进行监控各参数并控制点火，进气门以及燃油关断活门打开。当进气门打开（由进气门微动电门提供），APU转速小于7％，ECU给SCU启动信号。如果此时APU转速大于7%，则ECU会等到转速降到7%后再发送启动信号。
当1号转换汇流条有电，则SCU控制SPU里的AC to DC 模块工作输出270V DC；当1号转换汇流条没有电，SCU控制SPU里的DC to DC 模块工作，使用电瓶电输出270V DC。此时使用PSEU给ECU的空地信号来进行电瓶放电保护：18V地面，20V空中。
SCU接收SPU提供的270V DC，经SCU内部的DC to AC 模块，以及结合启动发电机上的角度解算器，输出一个合适的三相启动电源，供给启动发电机主发电机电枢线圈，主发电机在旋转磁场的作用下在励磁机中形成感应电流，开始旋转。此时SCU会断开励磁机的励磁线圈，避免产生感应电流损坏SCU（电压调节器部分）。
7%转速开始供油，30%转速滑油低压灯灭，60%转速ECU断开点火，70%转速ECU断开SCU的启动信号，启动发电机开始空转；95%转速ECU提供RTL信号。
如下是详细逻辑图

发电机模式：
发电机模式下的启动发电机按正常三级无刷式发电机工作。APU发电机工作过程中的控制与保护由AGCU和SCU共同作用来完成。这点区别于大发供电。大发供电的控制与保护均由GCU控制，IDG输出电压由GCU内部的调压器控制。APU 电压调节使用的是SCU内的调压器。
当APU带动发电机转动，PMG的定子部分产生感应电动势，该电压送给SCU。SCU内部的电压调节器VR进行变压整流，并在SCU的控制下对励磁电流进行控制，从而调节发电机输出电压。

如图，AGCU监控发电故障和用户故障,并通过AGCU中的GCR来控制SCU中的VR与GCR控制励磁电流的接入。调压器感受馈线的电压变化，来决定调节量。SCU中GCR（AGCR）断开的条件为：
1.两个APU供电电门瞬时打到OFF位。
2.APU灭火手柄拉出，或火警电门的输入。
3.AGCU故障。
4.触发电流保护：过载、差动、不平衡相，相序故障。
过载故障先进行卸载，卸载仍过载，则断开GCR。
不平衡相故障先断开BTB，仍有故障则断开GCR。
5.触发电压保护：过压，欠压
6.触发频率保护：过频，欠频
7.旋转整流器故障：通过SCU监控励磁纹波实现。当出现二极管短路，则ECU点亮维护灯；二极管进一步失效，导致励磁电流减小，输出电压降低。AGCU监控到这一故障，断开GCR。
8.与GCB，EPC的位置有关。（后进先出，交流独立供电）
9。RTL信号。
当APU出现掉电的情况，则可结合故障代码与以上GCR断开条件分析。
此处假设故障代码为4941252，依据手册基本为VR故障。

VR故障的判断过程为，AGCU提供过压信号，而VR作用为提高输出电压；AGCU提供欠压信号，而VR作用为降低输出电压。AGCU探测到任意一点，则判断VR故障，断开GCR。
此时做APU ECU自检以及AGCU自检，进行故障隔离。
MEL中相关项目为：

如果停场时间不足，则可依据MEL49-16-01办理DD。由于调压器只用于启动发电机工作在发电机模式，因此APU仍可启动用于供气，即APU不供电只供气。但VR保留的情况下，如果有电源车仍要以电源车为主，手册建议不要启动APU。VR故障的情况下启动APU，启动后会造成启动发电机的二次损伤（过励损坏）。
值得一提的是，如果APU保留，而没有地面空调设备，仅从手册要求上来说，737可使用地面高压气源用于飞机空调，320没有提及，而190手册明确要求不能使用地面高压气源用于飞机空调，地面高压气源只用于启动发动机，注意区别。