渦槳6渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)電起動(dòng)特性分析

摘 要：渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是利用兩個(gè)直流起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF12-1進(jìn)行的。起動(dòng)過程中，不斷地改變起動(dòng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流和電樞電流，使發(fā)動(dòng)機(jī)不斷增速，直至發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪功率足以自行增速時(shí)，起動(dòng)機(jī)即脫開，系統(tǒng)停止工作。該文根據(jù)渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)電起動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)特性曲線詳細(xì)地分析了電起動(dòng)過程。

關(guān)鍵詞：渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī) 電起動(dòng) 起動(dòng)特性曲線

中圖分類號(hào)：V23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（b）-0056-02

1 概述

渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)可由地面電源或WDZ-1渦輪發(fā)電裝置任意單臺(tái)起動(dòng)。起動(dòng)過程是多級(jí)高壓起動(dòng)，用地面電源起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電壓達(dá)70 V；用WDZ-1渦輪發(fā)電裝置起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電壓達(dá)60 V。該文根據(jù)WDZ-1渦輪發(fā)電裝置作為起動(dòng)供電電源時(shí)的起動(dòng)特性曲線加以分析。

2 電起動(dòng)控制基本原理

起動(dòng)過程的控制可分為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、起動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。對(duì)點(diǎn)火、供油系統(tǒng)的控制是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間、轉(zhuǎn)速進(jìn)行點(diǎn)火和供油，使發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立工作而起動(dòng)起來。而對(duì)起動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制是要使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快增速達(dá)到點(diǎn)火、供油的轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)速控制特性公式為：

由上面公式可知，只要改變磁通Φ，外加電壓U，附件電阻R1，均可改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在實(shí)際控制中是采用升高電壓和減小磁通的辦法來提高轉(zhuǎn)速。

即：用70伏地面電源起動(dòng)時(shí)，0～70 V無級(jí)升壓調(diào)節(jié)；用WDZ-1渦輪發(fā)電裝置時(shí)，0～60 V分級(jí)升壓調(diào)節(jié)；或通過電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，來減小激磁磁通，借此達(dá)到提高轉(zhuǎn)速的目的。

3 WDZ-1渦輪發(fā)電裝置起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)特性

在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)初期，為減少起動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩，避免損壞減速器，故在電樞電路中串聯(lián)一個(gè)附加電阻，這時(shí)起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速緩慢增加，當(dāng)克服發(fā)動(dòng)機(jī)的阻力矩后，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速才逐漸增加。

起動(dòng)3.5 s后，短接電樞電路中的起動(dòng)電阻，此時(shí)電樞電壓由4～6 V上升到20～26 V，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到進(jìn)一步增速。

起動(dòng)9 s后，通過增加起動(dòng)調(diào)節(jié)盒工作線圈電阻，使電流減小，電磁拉力亦減小，炭柱電阻減小，起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF-24激磁電流增加，起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF-24的電樞電壓升到29～36 V。同時(shí)，將起動(dòng)箱14內(nèi)電流調(diào)節(jié)器的炭柱串入起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF12-1的激磁電路。使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加。

起動(dòng)15 s后，起動(dòng)調(diào)節(jié)盒工作線圈電流再次減小，起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到39～47 V。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加。同時(shí)，將起動(dòng)箱14內(nèi)電流調(diào)節(jié)器的炭柱短路，防止起動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升過猛。

起動(dòng)20 s后，起動(dòng)調(diào)節(jié)盒工作線圈電流再次減小，起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到43～51 V。同時(shí)，再次將起動(dòng)箱14內(nèi)電流調(diào)節(jié)器的炭柱串入起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF12-1的激磁電路。保證起動(dòng)功率增加。使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加。

起動(dòng)25 s后，起動(dòng)調(diào)節(jié)盒工作線圈繼續(xù)增加電阻，起動(dòng)發(fā)電機(jī)QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到51～60 V。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到5400～5900 n/min時(shí)，停止起動(dòng)。

起動(dòng)70 s后，起動(dòng)程序全部停止工作。

4 渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)電起動(dòng)系統(tǒng)特性曲線分析

下圖為應(yīng)用WDZ-1渦輪發(fā)電裝置20～60 V電源起動(dòng)渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)過程中起動(dòng)電壓、起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)速變化特性曲線。結(jié)合起動(dòng)特性曲線對(duì)電起動(dòng)過程作簡(jiǎn)要分析。（圖1）

由圖可知，從加負(fù)載開始算起的60 s時(shí)間內(nèi)，渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓分5級(jí)階梯上升，曲線斜率較大，起動(dòng)25 s左右起動(dòng)電壓值穩(wěn)定在60 V左右，直至起動(dòng)結(jié)束，電機(jī)脫開。（圖2）

WDZ-1渦輪發(fā)電裝置提供的起動(dòng)電流跟隨起動(dòng)電壓的分階次上升而呈現(xiàn)躍升，峰值電流值可達(dá)900 A，斜率變化較大，起動(dòng)25 s后，電流值趨于平穩(wěn)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，起動(dòng)電流緩慢下降。（圖3）

渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)起動(dòng)電壓、起動(dòng)電流呈現(xiàn)了相同的規(guī)律性，平穩(wěn)上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的42%～46%時(shí)，自動(dòng)斷開起動(dòng)機(jī)。此后發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速靠渦輪繼續(xù)上升，直到慢車轉(zhuǎn)速。

5 結(jié)語

該文僅限于WDZ-1渦輪發(fā)電裝置起動(dòng)渦槳6發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的起動(dòng)特性分析，實(shí)際應(yīng)用中，多應(yīng)用地面70 V電源或24-48 V電源作為起動(dòng)供電電源，起動(dòng)過程均是通過DS-8A自動(dòng)定時(shí)機(jī)構(gòu)的時(shí)序控制實(shí)現(xiàn)的，起動(dòng)原理類似，在此不做一一講解，如有需要，可參考相關(guān)書籍及說明類技術(shù)手冊(cè)。

參考文獻(xiàn)

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