CN114583825B - 一种b737飞机主交流电源空中工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种B737飞机主交流电源空中工作方法，该方法包括步骤：（1）飞机在空中且有2台整体驱动发电机联网供电时，将预位APU自动启动功能；（2）当自动启动功能已预位且只有1台整体驱动发电机供电或当自动启动功能已预位且没有整体驱动发电机供电时，汇流条电源控制组件向电子控制组件发送请求自动启动APU。采用本发明中APU空中自动启动的逻辑，如果遇到一发失效或双发都失效的紧急情况，APU能自动启动，减轻了机组的工作负担，消除了机组操作的滞后性，减少了飞机不可控风险。

Description

一种B737飞机主交流电源空中工作方法
技术领域
本发明涉及民机APU空中自动启动技术，尤其是涉及一种B737飞机主交流电源空中工作方法。
背景技术
B737飞机主交流电源由交流发电、控制计算机和控制面板组成。四个主交流电源分别是左整体驱动发电机(IDG1)、右整体驱动发电机(IDG2)、APU启动发电机和外部电源。飞行中供电主要由航空发动机传动的整体驱动发电机(IDG)、发电机控制组件(GCU)以及其他设备等构成。在空中当航空发动机不工作时，IDG也不工作，这时靠辅助动力装置(APU)供电，APU是常用的补充电源。
辅助动力装置(APU)，位于飞机尾端，它的核心是一台小型的涡轮发动机，是除飞机主发动机外的一台动力装置，它的作用是向飞机独立的提供电源和压缩空气。飞机在发动机启动前，APU向飞机提供启动主发动机的电源和气源；在起飞过程中，使用APU的电源和气源，可以保证主发动机功率全部用于加速和爬升，改善起飞性能；在飞行过程中如果有发动机停车的紧急情况出现，也可以启动APU向飞机提供引气和应急电源，为发动机重启提供条件；在飞机落地后，APU提供的电源和气源可以用于客舱和驾驶舱的照明和空调，使高油耗高噪音的主发动机提前关闭。
现有B737飞机的APU在空中不能自动启动，启动好后无法自动向电网供电。当空中一发关车或某一个IDG停止工作后，意味着飞机失去一个主交流电源，机组首先要查阅操作单，按步骤执行一些操作再判断是否需要人工启动APU，且APU启动需要60S的时间，无法立即向电网供电。特别是遇到双发关车或两个IDG都停止工作的紧急情况，此时飞机由电瓶提供备用交流电源，只有少数关键系统有电，飞机处于非正常状态，机组工作负担剧增，人为因素的原因有可能进一步增长APU向飞机供电的时间，而这短短几十秒是相当重要的，每缩短一秒，整机乘客的生命安全都多一份保障。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种B737飞机主交流电源空中工作方法，实现飞机在空中一定条件下APU能自动启动，并能自动向电网供电的功能，以解决现有控制方式中APU在任何情况下都需要人工启动、人工接入电网所带来的时间滞后。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种B737飞机主交流电源空中工作方法，该方法包括步骤：
(1)飞机在空中且有2台整体驱动发电机联网供电时，将预位APU自动启动功能；
(2)当自动启动功能已预位且只有1台整体驱动发电机供电或当自动启动功能已预位且没有整体驱动发电机供电时，汇流条电源控制组件向电子控制组件发送请求自动启动APU。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，如果自动启动功能已预位且只有1台整体驱动发电机供电，则在N秒延迟后自动启动；如果自动启动功能已预位且没有整体驱动发电机供电，则自动启动立即发生，没有延迟。
作为进一步的技术方案，所述N秒为120秒。
作为进一步的技术方案，步骤(2)中，自动启动APU的具体步骤包括：
(21)电子控制组件控制打开APU进气门；
(22)在0％转速，电子控制组件先给点火系统通电，然后给APU启动发电机供电；启动转换组件将电能变换为三相启动交流电送到APU启动发电机；APU启动发电机带动APU涡轮轴转动；启动转换组件接收从APU启动发电机轴上传来的转子位置信号，启动转换组件使用转子位置信号使三相启动电源和APU启动发电机转子位置同步；
(23)在7％转速，燃油关断电磁活门打开，给APU供油；
(24)在60％转速，点火系统断电；
(25)在70％转速，APU启动发电机断电；
(26)在95％转速，APU供应电能，电子控制组件向汇流条电源控制组件发送APU启动完成的信号，汇流条电源控制组件向APU发电机控制组件发送闭合APU电源断路器的信号，APU发电机控制组件控制APU电源断路器闭合，APU向电网供电；
(27)APU加速至100％转速。
作为进一步的技术方案，整体驱动发电机替换为变频启动发电机。
作为进一步的技术方案，APU启动发电机替换为：单独的APU启动机和单独的发电机。
与现有技术相比，采用本发明中APU空中自动启动的逻辑，如果遇到所有发动机都关车的紧急情况，APU能立即启动，减去了机组判断的时间，能将APU启动的时间提前大约20秒，而这20秒对于无动力飞行的飞机来说是至关重要的。如果遇到只有一台发电机在供电的话，能减少机组人员的工作负担，机组有时间和精力去为重新启动发动机做准备。
附图说明
图1为B737主交流电源结构图；
图2为B737飞机BPCU判断APU自动启动逻辑图；
图3为B737飞机APU自动启动、自动联网供电逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，B737飞机主交流电源由交流发电、控制计算机和电源控制面板组成。
四个主交流电源分别是左整体驱动发电机(IDG1)、右整体驱动发电机(IDG2)、APU启动发电机和外部电源。IDG、APU启动发动机和外部电源提供3相、400赫兹、115伏电源，其中外部电源只有在地面才可以使用。
控制计算机可以自动控制为电源失效或负载失效提供保护。控制计算机包括左发电机控制组件(GCU1)，右发电机控制组件(GCU2)，APU发电机控制组件(AGCU)，汇流条电源控制组件(BPCU)和启动转换组件(SCU)。
GCU控制激励电源，控制IDG主发电机的输出电源。GCU控制发电机控制断路器(GCB)，根据电源质量或人工控制输入。发电机控制断路器(GCB)包括左发电机控制断路器(GCB1)，右发电机控制断路器(GCB2)。
APU发电机控制组件(AGCU)控制APU电源断路器(APB)的位置。AGCU和启动转换组件(SCU)为启动机发电机和系统载荷提供保护。
启动转换组件(SCU)控制APU发电机的电压，AGCU与SCU一起保持APU发电机电源良好。AGCU监控电源的质量。APU电源质量不好会通过GCU断开APU电源断路器(APB)，APU电源无法接入电网。
BPCU通过控制GCU和AGCU来控制所有交流电源系统在正常和非正常条件下的使用。
电源控制面板上的开关给控制计算机提供信号，对电源系统进行控制，控制计算机接通或断开断路器，以控制电源供给或不供给交流汇流条。下列是主断路器：外部电源接触器(EPC)，APU电源断路器(APB)，发电机控制断路器(GCB)。电源控制面板上的开关包括外部电源开关、左发电源开关、APU电源开关和右发电源开关，其中，外部电源开关控制外部电源供给与否，左发电源开关控制左整体驱动发电机(IDG1)供给与否，右发电源开关控制右整体驱动发电机(IDG2)供给与否，APU电源开关控制APU启动发电机供给与否。
电子控制组件(ECU)控制所有APU功能，包括启动、关闭、保护等。
如图2所示，飞机在空中且有2台整体驱动发电机(IDG)联网供电时将预位APU自动启动功能。
当在以下情况时，汇流条电源控制组件(BPCU)向电子控制组件(ECU)发送请求自动启动APU：
(1)自动启动功能已预位且只有1台IDG供电，则在120秒延迟后自动启动。
(2)自动启动功能已预位且没有IDG供电，则自动启动立即发生，没有延迟。
如图3所示为APU自动启动、自动联网供电逻辑图，具体步骤如下：
(1)BPCU监控交流汇流条状态和接受空地信号，满足自动启动条件后向ECU发送启动APU信号。
(2)ECU打开APU进气门。当进气门完全打开时，进气门的位置电门发送门完全打开信号给ECU。
(3)ECU根据转速传感器的信号判断APU的转速，当在0％转速，ECU先给点火系统通电(点火系统包括点火组件和点火电嘴)，然后给APU启动发电机供电。SCU将电能变换为三相启动交流电送到启动发电机。启动发电机带动APU涡轮轴转动。SCU接收从启动发电机轴上传来的转子位置信号。SCU使用转子位置信号使三相启动电源和启动发电机转子位置同步。
(4)在7％转速，燃油控制组件控制燃油电磁活门打开，给APU供油。
(5)在60％转速，点火系统断电。
(6)在70％转速，APU启动发电机断电。
(7)在95％转速，APU可以供应电能，ECU向BPCU发送APU启动完成信号，BPCU向AGCU发送闭合APB信号，AGCU控制APB闭合，APU向电网供电。
(8)APU加速至100％转速。
本方案中飞机的发电机使用的是整体驱动发电机(IDG)，IDG只负责发电。也可以是变频启动发电机(VFSG)，VFSG启动机和发电机是一体的，空中自动启动原理相同。
本方案中飞机的APU启动使用的是启动发电机，启动机和发电机是一体的，也可以是单独的APU启动机，单独的发电机。
本方案中APU自动启动的如果满足延时条件的话，延时为120秒，也可以是其他的时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种B737飞机主交流电源空中工作方法，其特征在于，该方法包括步骤：
(1)飞机在空中且有2台整体驱动发电机联网供电时，将预位APU自动启动功能；
(2)当自动启动功能已预位且只有1台整体驱动发电机供电或当自动启动功能已预位且没有整体驱动发电机供电时，汇流条电源控制组件向电子控制组件发送请求自动启动APU；
步骤(2)中，自动启动APU的具体步骤包括：
(21)电子控制组件控制打开APU进气门；
(22)在0％转速，电子控制组件先给点火系统通电，然后给APU启动发电机供电；启动转换组件将电能变换为三相启动交流电送到APU启动发电机；APU启动发电机带动APU涡轮轴转动；启动转换组件接收从APU启动发电机轴上传来的转子位置信号，启动转换组件使用转子位置信号使三相启动电源和APU启动发电机转子位置同步；
(23)在7％转速，燃油关断电磁活门打开，给APU供油；
(24)在60％转速，点火系统断电；
(25)在70％转速，APU启动发电机断电；
(26)在95％转速，APU供应电能，电子控制组件向汇流条电源控制组件发送APU启动完成的信号，汇流条电源控制组件向APU发电机控制组件发送闭合APU电源断路器的信号，APU发电机控制组件控制APU电源断路器闭合，APU向电网供电；
(27)APU加速至100％转速。
2.根据权利要求1所述的一种B737飞机主交流电源空中工作方法，其特征在于，步骤(2)中，如果自动启动功能已预位且只有1台整体驱动发电机供电，则在N秒延迟后自动启动；如果自动启动功能已预位且没有整体驱动发电机供电，则自动启动立即发生，没有延迟。
3.根据权利要求2所述的一种B737飞机主交流电源空中工作方法，其特征在于，所述N秒为120秒。
4.根据权利要求1所述的一种B737飞机主交流电源空中工作方法，其特征在于，整体驱动发电机替换为变频启动发电机。
5.根据权利要求1所述的一种B737飞机主交流电源空中工作方法，其特征在于，APU启动发电机替换为：单独的APU启动机和单独的发电机。
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