cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)caht-1049Research ArticleСтатьиОПТИМИЗАЦИЯ ВЫБОРА КИНЕМАТИКИ АВИАЦИОННОГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕCКОГО ПРИВОД-ГЕНЕРАТОРНОГО АГРЕГАТАOPTIMIZING THE AVIATION ELECTROMECHANICAL DRIVE-GENERATING AGGREGATE KINEMATICS CHOICEМишинС. В.MishinS. V.

кандидат технических наук, доцент, декан факультета авиационных систем и комплексов,

Иркутск

PhD, Associate Professor, Dean of the Department of Aviation Systems and Complexes,

Irkutsk

s.mishin@mstuca.aeroИркутский филиал Московского государственного технического университета гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian Federation201706032017201212221Copyright © Мишин С.В., 20172017Мишин С.В.Mishin S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1049

Материалы статьи являются продолжением исследования структуры электромеханического привод- генераторного агрегата авиационного назначения и имеют целью формирование рекомендаций для получения максимально оптимального сочетания рабочих характеристик такого агрегата. Использование двигательного режима работы асинхронной машины на первой ступени и связанная с этим циркуляция активной мощности в контуре агрегата требуют завышения расчетной мощности синхронного генератора пропорционально потребной частоте докрутки вала генератора. В связи со сложностью обеспечения потребной величины момента асинхронной машины при возбуждении ее переменным или постоянным током следует отдать предпочтение режиму асинхронного тормоза (в этом случае отпадает необходимость в источнике постоянного тока и упрощается схемная реализация режима). Разработка дифференциального асинхронно-синхронного привод-генераторного агрегата с тремя генераторными ступенями асинхронной машины позволяет снизить величину расчетной электромагнитной мощности синхронного генератора, обеспечить высокое среднее значение коэффициента полезного действия агрегата. Применительно к современным газотурбинным двигателям, длительная работа которых возможна только при определенных фиксированных частотах вращения, число ступеней работы генераторного агрегата и режимы работы асинхронной машины нужно выбирать такими, чтобы обеспечить наилучшие показатели именно при этих частотах, допуская относительно большие величины потерь при кратковременных переходных режимах работы авиадвигателя. В статье представлены результаты серии расчетов энергетических характеристик электромеханического асинхронно-синхронного привод-генераторного агрегата авиационного назначения. На основе этих результатов выработаны рекомендации по оптимизации структуры агрегата и выбора режимов работы асинхронной машины. Разработка привод-генераторного агрегата с тремя генераторными ступенями асинхронной машины позволяет снизить его удельную массу за счет величины расчетной электромагнитной мощности синхронного генератора.

The article continues the aviation electro mechanics drive-generating aggregate structure research and aims to form the recommendations for getting the best possible combination of operating performance of such aggregate. Using the motoring of asynchronous machine on the first stage and the circulation of active-power related to it in the aggregate con- tour require synchronous generator over motoring in proportion to the required shaft speed rotation of the generator. Due to the difficulty to provide the required value of asynchronous machine moment, when starting it with AC or DC, one should give preference to the asynchronous brake (in this case the necessity for the source of direct-current is eliminated and the scheme realization of the mode is simplified). The development of differential asynchronously-synchronous drive- generating aggregate with three generator stages of asynchronous machine allows decreasing the value of synchronous generator electromagnetic power, to provide the high average value of aggregate performance efficiency. Applied to mod- ern turbo-engines which continuous work is only possible at certain fixed rotation speed, the number of generator aggregate operational stages and operation modes of asynchronous machine need to be chosen in order to provide the best possible indexes exactly at these speeds, assuming the relatively large values of losses at brief transient operational modes of aircraft engine. The calculation series results of power performance of aviation electro mechanics asynchronously-synchronous drive-generating aggregate are presented in the article. On the basis of these results the author could give the recommenda- tions for aggregate structure and operational modes choice for asynchronous machine optimization. The development of drive-generating aggregate with three generating steps of the asynchronous machine allows to reduce its specific weight due to the value of estimated electromagnetic power of the synchronous generator.

привод-генераторный агрегатэлектромеханическая система генерированияперемен- ный ток постоянной частотырежим работы асинхронной машиныdrive-generating aggregatean electromechanical system of generatingalternating current of constant frequencyoperating mode of the asynchronous machineReferencesКрасношапка М.М. Генераторы переменного тока стабильной и регулируемой часто- ты. Киев: Техника, 1974. 168 сKrasnoshapka М.М. Generatory peremennogo toka stabil'noy i reguliruemoy chastoty [Alternating current generators of stable and adjustable frequency]. Kiev, Tekhnika publ., 1974, 168 р. (in Russian)Мишин C.В. Управляемый дроссель-трансформатор в структуре электромеханиче- ской системы генерирования переменного тока постоянной частоты // Научный Вестник МГТУ ГА. 2015. № 213. С. 22-27Mishin S.V. Upravlyaemy drossel'-transformator v strukture elektromekhanicheskoy sistemy generirovaniya peremennogo toka postoyannoy chastoty [The controlled choke transformer in structure of electromechanical system of generation of an alternating current of constant frequency]. Nauchnyy Vestnik MGTU GA [Scientific bulletin of the MSTUCA], 2015, no. 213, pp. 22–27. (in Russian)Красношапка Д.М., Мишин C.В. Синтез математической модели ДАСПГАсуправ- ляемым дроссель-трансформаторным регулятором // Техническая электродинамика. 1992. № 1. С. 57-63Krasnoshapka D.M., Mishin S.V. Sintez matematicheskoj modeli DASPGA s upravlyaemym drossel transformatornym regulyatorom [Synthesis of a mathematical model DASDGA with councils given the choke-transformer controller]. Tekhnicheskaya-ehlektrodinamika [Technical electrodynamics]. Ed. Academy of Sciences of Ukraine, 1992, no. 1, pp. 57–63. (in Ukraine)Мишин C.В., Голованов И.Г. Проблемы генерирования электрической энергии пе- ременного тока постоянной частоты на современных воздушных судах // Научный Вестник МГТУ ГА. Серия Авионика и электротехника. 2007. № 112. С. 132-135Mishin S.V., Golovanov I.G. Problemy generirovaniya elektricheskoy energii peremennogo toka postojannoy chastoty na sovremennykh vozdushnykh sudakh [Problems of generation of electrical energy of an alternating current of constant frequency on the modern aircrafts]. Nauchnyy Vestnik MGTU GA [Scientific bulletin of the MSTUCA]. Seriya Avionika i elektrotekhnika [Avionics and electrical equipment series], 2007, no. 112, pp. 132–135. (in Russian)Левин А.В., Халютин C.П., Жмуров Б.В. Тенденции и перспективы развития авиа- ционного электрооборудования // Научный Вестник МГТУ ГА. 2015. № 213. С. 50-57Levin A.V., Khalyutin S.P., Zhmurov B.V. Tendencii i perspektivy razvitiya aviacionnogo ehlektrooborudovaniya [Trends and prospects of aviation equipment development]. Nauchnyy Vestnik MGTU GA [Scientific bulletin of the MSTUCA], 2015, no. 213, pp. 50–57. (in Russian)Mechem M., Norris G. Electric Jet. Aviation Week and Space Technology. Novem- ber 26. 2007Mechem M., Norris G. Electric Jet. Aviation Week and Space Technology. November 26. 2007.Moir I. Aircraft Systems: Mechanical, electrical, and avionics subsystems integration. Third Edition / I. Moir, A.Seabridge. John Wiley & Sons, Ltd. publ., 2008. 504 рMoir I. Aircraft Systems: Mechanical, electrical, and avionics subsystems integration. Third Edition / I. Moir, A.Seabridge. John Wiley & Sons, Ltd. publ., 2008. 504 р.Мишин C.В. Об особенностях аварийных режимов в авиационных электромеханиче- ских системах генерирования переменного тока постоянной частоты // Актуальные проблемы современной науки: сборник статей Международной научно-практической конференции 2013 г. Ч. 4. Уфа: РИЦ БашГУ, 2013. C. 194-197Mishin S.V. Ob osobennostyah avarijnyh rezhimov v aviacionnyh ehlektromekhanicheskih sistemah generirovaniya peremennogo toka postoyannoj chastoty [About features of emergency operation in aviation electromechanical systems of generation of an alternating current of constant frequency]. Aktual'nye problemy sovremennoj nauki: sbornik statej Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii [Асtual problems of the modern science: collection of articles of the International scientific and practical conference], 2013. Ch. 4. Ufa, Ed. RITS BashGU, 2013, pp. 194–197. (in Russian)Мишин C.В., Мишина И.В. Особенности рабочих процессов в системах генерирования переменного тока постоянной частоты // Научный Вестник МГТУ ГА. 2012. № 185. С. 138-145Mishin S.V., Mishina I.V. Osobennosti rabochikh protsessov v sistemakh generirovaniya peremennogo toka postoyannoy chastity [Features of worker processes in systems of generation of an alternating current of constant frequency]. Nauchnyy Vestnik MGTU GA [Scientific bulletin of the MSTUCA], 2012, no. 185, pp. 138–145. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.