Стартер-генератор СТГ-18ТМО

Назначение и особенности конструкции. Стартер-генератор СТГ-18ТМО предназначен для питания бортовой сети постоянного тока самолета (в генераторном режиме) и раскрутки двигателя при его запуске (в стартерном режиме).

Стартер-генератор представляет собой шестиполюсную электри­ческую машину постоянного тока. В генераторном режиме он ра­ботает как шунтовой генератор с самовозбуждением. Охлаждение стартер-генератора осуществляется с помощью крыльчатки на его валу и за счет его продува воздухом, поступающим по трубопрово­ду под напором встречного потока.

Особенностью конструкции стартер-генератора СТГ-18ТМО яв­ляется наличие в его приводе предельной предохранительной муф­ты и муфты сцепления-расцепления. В стартер-генераторе имеется также обгонная муфта. Предельная предохранительная муфта раз­рывает кинематическую связь вала СТГ-18ТМО с двигателем в тех случаях, когда при работе стартер-генератора в генераторном ре­жиме момент, противодействующий вращению его вала, превысит расчетную величину. Это может произойти при разрушении (закли­нивании вала) стартер-генератора, а также когда ток его нагрузки хотя бы кратковременно превысит допустимую величину.

Срезание предельной предохранительной муфты происходит в том случае, когда при запуске газотурбинной установки ТГ-16 к бортовой сети подключены один или оба генератора СТГ-18ТМО. Это объясняется тем, что стартер ГС-24А питается от бортовой се­ти и в начальный момент раскрутки установки потребляет ток, пре­вышающий допустимый ток нагрузки генератора СТГ-18ТМО.

Таким образом, если запуск газотурбинной установки осуществ­ляется при работающем двигателе АИ-24, то генератор СТГ-18ТМО этого двигателя нельзя подключать к бортовой сети. Это значит, что газотурбинную установку можно запускать при подключенном к бортовой сети только аэродромном источнике электроэнергии или бортовых аккумуляторных батареях.

Передаточное отношение редукторов стартер-генератора в стартерном и генераторном режимах различное. Автоматическое изме­нение этого отношения при останове двигателя и его запуске обеспе­чивается обгонной муфтой и муфтой сцепления-расцепления.

Основные данные

В генераторном режиме:

номинальное напряжение.........................................................................................28,5 В

отдаваемый ток...........................................................................................................600 А

мощность (при напряжении 30 В)...........................................................................18 кВт

Режим работы:

в полете..................................................................................................продолжительный

на земле....................................................не более 20 мин при токе нагрузки до 200 А

В стартерном режиме:

напряжение питания стартер-генератора:

при запуске двигателя от аэродромных

ис­точников постоянного тока.............................24 В с переключением на 48 В

при запуске двигателя от газотурбинной

ус­тановки...................................................................................................20—60 В

Среднее значение тока, потребляемого за период запуска...............................не более 850 А

Режим работы..........................................................повторно-кратковремен­ный (4 цикла

запуска, пе­рерыв между циклами 3 мин, после чего полное охлаждение)

Аппаратура регулирования и защиты генераторов СТГ-18ТМО обеспечивает параллельную работу генераторов и бортовых акку­муляторных батарей, поддержание в заданных пределах напряже­ния генераторов, защиту бортовой сети и генераторов при неисправ­ностях источников электроэнергии или самой аппаратуры.

В состав этой аппаратуры входят:

два регулятора напряжения РН-180 2-й серии;

два дифференциально-минимальных реле ДМР-600Т 2-й серии;

автомат защиты от перенапряжения АЗП-8М 4-й серии;

два балластных сопротивления БС-1800 (установлены только на самолетах первых выпусков).

Угольный регулятор напряжения РН-180 2-й серии автоматиче­ски поддерживает напряжение генератора постоянным с точностью ±1,5 В при изменении его тока нагрузки и скорости вращения в рабочем диапазоне, а также обеспечивает дистанционную ручную регулировку напряжения генератора. Одновременно регуляторы уравнивают токи нагрузки генераторов при их параллельной работе.

РН-180 2-й серии является обычным угольным регулятором на­пряжения. Напряжение генератора определяется по формуле

U_Г=сп Ф — I_яR_я,

где U_Г — напряжение генератора; с — постоянный коэффициент для данного генератора; п — частота вращения якоря генера­тора; Ф — магнитный поток, создаваемый током обмотки воз­буждения генератора и приближенно прямо пропорциональный этому току; I_я — ток в якорной обмотке генератора, приблизи­тельно равный току его нагрузки; R_я — сопротивление якорной обмотки генератора.

В процессе работы генератора изменяются частота вращения его якоря и ток нагрузки. С помощью регулятора напряжения эти из­менения автоматически компенсируются изменением тока в обмот­ке возбуждения (магнитного потока). Благодаря этому напряже­ние генератора остается практически постоянным.

Токи нагрузки параллельно работающих генераторов выравни­ваются с помощью регуляторов напряжения и балластных сопро­тивлений путем уравнивания напряжений генераторов. Если бал­ластные сопротивления не установлены на самолете, то их роль вы­полняют провода обмоток генераторов.

Регуляторы напряжения левого и правого генераторов СТГ-18ТМО размещены соответственно в левом и правом боковых зализах центроплана. Балластные сопротивления устанавливаются на противопожарных перегородках гондол.

Дифференциально-минимальное реле ДМР-600Т 2-й серии вы­полняет следующие функции:

позволяет дистанционно с помощью выключателя подключать генератор к сети и отключать его;

при включенном выключателе подключает генератор только в том случае, когда его напряжение превысит напряжение сети на заданную величину (0,2—1 В); если к бортовой сети не подключен другой источник электроэнергии, то реле подключает генератор, когда его напряжение достигнет величины около 24 В;

отключает генератор от сети при его неисправности или останове двигателя, когда напряжение генератора станет ниже напряжения сети, и через генератор идет обратный ток определенной величины (25—50 А);

не включает генератор в сеть при обратной полярности его на­пряжения;

когда генератор отключен от бортовой сети, включает сигналь­ную лампочку «Отказ СТГ».

Основными составными частями дифференциально-минимально­го реле являются дифференциальное (разностное) реле и контак­тор. Реле включается на разность напряжений генератора и бор­товой сети и в зависимости от этой разности замыкает или размы­кает цепь питания обмотки контактора, который соответственно подключает генератор к бортовой сети или отключает его.

Дифференциально-минимальные ре­ле ДМР-600Т 2-й серии левого и пра­вого генераторов СТГ-18ТМО распо­ложены соответственно в левом и пра­вом ЦРУ.

Автомат защиты от перенапряже­ния АЗП-8М 4-й серии. При некоторых неисправностях, регулятора РН-180 2-й серии напряжение генератора СТГ-18ТМО увеличивается почти в два раза по сравнению с его номинальным значением. Если при таком его напря­жении генератор останется подклю­ченным к бортовой сети, то это приве­дет к выходу из строя практически всех включенных в работу потребителей электроэнергии постоянного тока.

Автомат защиты от перенапряже­ния АЗП-8М 4-й серии автоматически выключает генератор, когда его напря­жение по какой-либо причине превысит допустимую величину, и позволяет дистанционно с помощью кнопки «Аварийное отключе­ние СТГ» выключать генератор в аварийных случаях.

Принцип действия автомата состоит в следующем. Если напря­жение генератора достигнет величины более 32 В, срабатывают расположенные в автомате реле и контактор, вследствие чего:

разрывается цепь, в которую последовательно включен выклю­чатель генератора, поэтому дифференциально-минимальное реле ДМР-600Т 2-й серии отключает генератор от сети;

в цепь обмотки возбуждения генератора включается сопротивле­ние, в результате чего уменьшаются ток в этой обмотке и напря­жение генератора.

При нажатии кнопки аварийного выключения генератора авто­мат защиты от перенапряжения срабатывает аналогично. В этом случае не имеет значения, генератор перенапряжен или работает нормально.

Следует иметь в виду, что автомат АЗП-8М 4-й серии включает генератор автоматически или при нажатии кнопки аварийного выключения независимо от того, подключен или нет генератор к бортовой сети.

При срабатывании автомата защиты от перенапряжения его кон­тактор становится на механическую защелку. В этом случае гене­ратор можно включить в работу только после снятия штока кон­тактора с защелки, для чего необходимо нажать кнопку на автомате АЗП-8М 4-й серии (рис. 7).

Автоматы защиты от перенапряжения АЗП-8М 2-й серии обоих генераторов СТГ-18ТМО установлены на потолке переднего грузо­вого отсека за откидной панелью, между шпангоутами № 10—11.

Органы управления и приборы контроля генераторов СТГ-18ТМО расположены на злектрощитке энергетики (см. рис. 1).

Два выключателя «Генераторы постоянного тока СТГ: лев., прав.» предназначены для подключения генераторов к бортовой се­ти и их отключения. Два выносных сопротивления ВС-25Б «Регу­ляторы напряжения: СТГ лев., СТГ прав.» обеспечивают ручную регулировку напряжений генераторов в пределах ±1,5 В. Две кноп­ки «Аварийное отключение СТГ лев., СТГ прав.» предназначены для выключения генераторов в аварийных случаях.

Выключатели, выносные сопротивления и кнопки аварийного выключения генераторов электрически соединены соответственно с дифференциально-минимальным реле ДМО-600Т, регулятором на­пряжения РН-180 и автоматом защиты от перенапряжения АЗП-8М. 4-й серии.

Два амперметра «СТГ лев.», «СТГ прав.» обеспечивают измере­ние токов нагрузки и обратных токов отключения генераторов. Каждый амперметр имеет деления от —100 до 1000 А, цену деле­ния 25 А и оцифровку через 200 А; при отсчете его показания не­обходимо умножать на 100.

Вольтметр «Напряжение» с галетным переключателем является общим для всех источников и бортовой сети электроэнергии посто­янного тока. Этот прибор имеет деления от 0 до 30 В, цену деления 2 В и оцифровку через 10 В; при отсчете его показания необходимо умножать на 10. При помощи переключателя вольтметр можно под­ключить непосредственно к каждому источнику электроэнергии по­стоянного тока, от которого может питаться бортовая сеть. Это обе­спечивает измерение напряжения источников электроэнергии перед их подключением к сети.

Кроме того, вольтметр можно подключить к шине левото или правого ЦРУ, а также к аварийной шине.

Переключатель вольтметра имеет соответствующие положения. Нормальное положение переключателя — «ЦРУ лев.» (прибор под­ключен к шине левого ЦРУ). Это обусловлено тем, что от шины левого ЦРУ питается большинство основных потребителей электро­энергии (система флюгирования винтов, электродвигатели подкачи­вающих насосов топливной системы и т. п.), в связи с чем необхо­димо контролировать напряжение в первую очередь на этой шине.

На средней панели приборной доски установлены две сигналь­ные лампочки «Отказ СТГ лев., прав.» с красными светофильтра­ми. Лампочки питаются постоянным током от основной шины и включаются дифференциально-минимальными реле, когда генера­торы отключены от бортовой сети.

Предполетная проверка и контроль работы в полете. Во время предполетного осмотра оборудования самолета необходимо убе­диться в целости и исправности органов управления и регулировки, приборов контроля работы источников электроэнергии. Когда ис­точники отключены от бортовой сети самолета, стрелки контроль­ных приборов должны находиться на нулевых отметках. Затем не­обходимо убедиться, что предохранительные колпачки кнопок «Аварийное отключение СТГ» закрыты и опломбированы, а выклю­чатели генераторов СТГ-18ТМО выключены.

В момент подключения к бортовой сети (к основным шинам) ис­точника постоянного тока должны загореться две лампочки «Отказ СТГ».

После запуска двигателей следует проверить напряжение гене­раторов. Для этого с помощью переключателя необходимо пооче­редно подключить вольтметр к каждому генератору СТГ-18ТМО и убедиться, что показания прибора равны 28,5 В. Если напряжение генератора отличается от указанной величины, то выносным сопро­тивлением отрегулировать его на 28,5 В. Для увеличения напряже­ния головку выносного сопротивления следует поворачивать по ходу часовой стрелки, для уменьшения — в обратном направлении; по­ворачивать следует медленно, проверяя напряжение генератора по­сле ее поворота на каждый очередной Щелчок фиксирующей пру­жины.

Если запуск двигателей осуществлялся от аэродромных источ­ников постоянного тока, то следует оставить включенными самые необходимые потребители электроэнергии, отключить аэродромные источники от бортовой сети, после чего подключить генераторы с помощью их выключателей.

Нагрузку по постоянному току в момент подключения генерато­ра нужно оставить возможно малую, потому что при большой на­грузке будут подгорать контакты подключающего контактора, что может вызвать выход из строя дифференциально-минимального ре­ле ДМР-600Т 2-й серии.

Следует иметь в виду, что благодаря имеющейся в системе эле-ктрической блокировке генератор СТГ-18ТМО, не подключается к бортовой сети если к ней подключён хотя бы один аэродромный источник электроэнергии постоянного тока.

Во время запуска двигателей от газотурбинной установки сеть постоянного тока самолета напряжением 28,5 В питается от бор­товых аккумуляторов. В этом случае для сохранения ресурса по­следних рекомендуется после запуска одного двигателя проверить, отрегулировать напряжение его генератора и подключить этот ге­нератор к бортовой сети, после чего запустить другой двигатель и аналогично подключить его генератор. В момент подключения гене­ратора к сети гаснет соответствующая лампочка «Отказ СТГ», от­клоняется стрелка амперметра, показывая ток нагрузки этого гене­ратора.

После подключения к бортовой сети обоих генераторов СТГ-18ТМО следует проверить и при необходимости отрегулиро­вать их параллельную работу. Для этого надо включить максималь­но возможное число потребителей электроэнергии постоянного тока и убедиться, что разность показаний амперметров генераторов не превышает 60 А. Если эта разность больше, то с помощью вынос­ных сопротивлений ВС-25Б следует уравнять токи нагрузки гене­раторов с точностью до 60 А, уменьшив напряжение перегруженно­го и увеличив напряжение недогруженного генератора. При этом головки выносных сопротивлений следует поворачивать поочеред­но на один щелчок каждую до получения нужной разности в пока­заниях амперметров.

Если после запуска двигателя напряжение его генератора со­ставляет несколько вольт и генератор не подключается к бортовой сети, то причиной этого может быть срабатывание автомата защи­ты от перенапряжения АЗП-8М. В таком случае необходимо с силой нажать кнопку на автомате АЗП-8М, после чего работа генератора должна восстановиться.

Когда при работающем двигателе генератор не выдает напря­жение, причиной неисправности может быть разрушение предель­ной предохранительной муфты, которая должна быть заменена спе­циалистами наземных служб. В полете оба генератора СТГ-18ТМО должны быть подключены к бортовой сети.

Необходимо периодически контролировать напряжение постоян­ного тока и токи нагрузки генераторов. Такой контроль надо обя­зательно выполнять примерно через 30 мин после взлета, так как вследствие прогрева регуляторов напряжения РН-180 отрегулиро­ванное перед вылетом напряжение генераторов может измениться.

Напряжение бортовой сети постоянного тока должно находиться в пределах 27—28,5 В. Если оно вышло из указанных пределов, то нужно с помощью выключателей поочередно отключить каждый генератор СТГ-18ТМО, подключить к нему вольтметр и выносным сопротивлением отрегулировать его напряжение на 28,5 В, после чего подключить генератор к бортовой сети. Токи нагрузки генера­торов в полете при необходимости уравнивают так же, как и на земле.

Если какой-либо из генераторов СТГ-18ТМО отключится или периодически отключается от сети (загорается соответствующая лампочка «Отказ СТГ» и стрелка амперметра генератора устанав­ливается на нуль), то причиной этого может быть заниженное на­пряжение данного или завышенное напряжение другого генератора. В этом случае следует выключить выключатель отказавшего гене­ратора, подключить к генератору вольтметр и выносным сопротив­лением ВС-25Б отрегулировать его напряжение на 28,5 В. После регулировки включить генератор в бортовую сеть, а затем отклю­чить, аналогично отрегулировать и подключить другой генератор.

Следует иметь в виду, что стрелка амперметра может находить­ся на нуле по неисправности самого прибора (в таком случае лам­почка «Отказ СТГ» гореть не будет). Для выяснения подобной не­исправности нужно выключателем кратковременно отключить дан­ный генератор от сети, наблюдая за показаниями амперметра другого генератора. При исправности отключенного генератора эти показания увеличатся приблизительно вдвое.

Если резко колеблется напряжение бортовой сети, необходимо, поочередно отключая генераторы, выяснить, из-за неисправности какого из них это происходит и неисправный генератор выключить. Генератор следует выключить также в том случае, когда его на­пряжение занижено или завышено и не поддается регулировке. В полете суммарный максимальный ток нагрузки генераторов постоянного тока может быть около 400 А (за исключением крат­ковременного периода в случае флюгирования воздушного винта двигателя). Если он превышает указанную величину или токи на­грузки генераторов резко колеблются, то причиной может быть не­исправность как самих генераторов, так и в цепи питания какого-либо из потребителей электроэнергии. Для того чтобы выяснить, какой из генераторов или потребителей неисправен, нужно пооче­редно отключать их от сети до устранения неисправности.

Отказавший генератор в любом случае необходимо отключить от сети выключателем и нажать кнопку «Аварийное выключение СТГ» данного генератора.

При необходимости восстановить работу отказавшего генерато­ра следует заменить предохранители, которые защищают цепи, обе­спечивающие нормальную работу генераторов, и расположены в со­ответствующем ЦРУ (СП-5 в цепи подключения, ИП-30 в цепи пи­тания обмотки возбуждения и ТП-600 в цепи нагрузки генератора).