民用機(jī)場(chǎng)目視助航燈光供電回路設(shè)計(jì)研究

崔文利

摘要 近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，民航業(yè)也得到了較快的發(fā)展，我國也正在由民航大國逐漸發(fā)展成為民航強(qiáng)國。為滿足機(jī)場(chǎng)吞吐量增長，不同機(jī)型起降的需要，大部分機(jī)場(chǎng)將迎來較大規(guī)模的擴(kuò)建或新建，而整個(gè)機(jī)場(chǎng)的供電系統(tǒng)將重新進(jìn)行合理規(guī)劃。為飛行員提供起飛、著陸、滑行、停泊的目視助航設(shè)施及供電回路也要有新的布局，才能為飛行員提供更可靠準(zhǔn)確的指示信息。因此，設(shè)計(jì)研究機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施以及其供電回路也是一個(gè)非常重要的課題。

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng);目視助航設(shè)施;供電回路;調(diào)光器

一 、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施供電回路的研究背景

隨著民航業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)場(chǎng)的作用顯得更加關(guān)鍵，為了能進(jìn)一步滿足機(jī)場(chǎng)吞吐量的增加，大飛機(jī)的起降需求，機(jī)場(chǎng)內(nèi)的很多設(shè)施設(shè)計(jì)需要重新考慮。為飛行員在夜間或者能見度低時(shí)提供視覺指示信息的目視助航設(shè)施以及供電也要重新設(shè)計(jì)。機(jī)場(chǎng)助航設(shè)施系統(tǒng)在走過的二十年中，一般采用兩種方式供電：第一種是用并聯(lián)的電源線連接供電方式，即把電源線路直接放到機(jī)場(chǎng)跑道的中間或兩側(cè)，機(jī)場(chǎng)助航燈光接到兩根電源線上，一根是高壓線，另外一根是零伏，這種接線方式廉價(jià)，容易增加或減少負(fù)載，但是燈具的分壓會(huì)造成燈具的亮度不同;第二類是串聯(lián)的供電方式，無論是多少燈全部串聯(lián)在一個(gè)回路，保證燈具的亮度一致，為了防止燈具損壞等因素對(duì)整個(gè)供電回路產(chǎn)生影響，在設(shè)計(jì)的時(shí)候采用隔離變壓器，確保某個(gè)燈具故障時(shí)卻不影響整個(gè)回路的供電。

二、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施供電回路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)規(guī)模較大的機(jī)場(chǎng)一般采用英美等國進(jìn)口的調(diào)光器，中小機(jī)場(chǎng)則采用國內(nèi)生產(chǎn)的調(diào)光器。1989年，業(yè)界研制出了里程碑式的電力電子器件IGBT，叫做絕緣門極雙極型晶體管，用IGBT代替以前使用的晶閘管這種半控型器件，再加上脈寬調(diào)制技術(shù)為助航設(shè)施恒流供電，將助航燈光系統(tǒng)分五級(jí)光，由于IGBT這種器件功能強(qiáng)大，價(jià)格又便宜。因此，國內(nèi)外很多調(diào)光器都使用了IGBT這種器件，該器件的發(fā)現(xiàn)是恒流調(diào)光器器件史上的一個(gè)里程碑。

目前國內(nèi)機(jī)場(chǎng)的目視助航設(shè)施在節(jié)能上也做了很大的改進(jìn)，產(chǎn)生了許多創(chuàng)新性的設(shè)施，比如LED燈的引進(jìn)與運(yùn)用，逆向反光標(biāo)志的使用等，這些都是在保證能正常指示信息的同時(shí)做到了節(jié)能，國外在機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施的供電上也進(jìn)行了改進(jìn)，采用四回路或者更多回路設(shè)計(jì)的供電回路。

三、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施及供電回路設(shè)計(jì)方案

1、設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)的過程中分成機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施設(shè)計(jì)和目視助航設(shè)施供電回路設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，此次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)跑道燈光系統(tǒng)、滑行道燈光系統(tǒng)、標(biāo)記牌系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的供電回路，還設(shè)計(jì)出了燈光站的供電系統(tǒng)，并且計(jì)算出了調(diào)光器的功率選型參數(shù)，選擇了合適的調(diào)光器。

2、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)的構(gòu)成

機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)：基本包括恒流調(diào)光器、獨(dú)立的變壓器房，油機(jī)間，燈光電纜，燈箱，隔離變壓器，助航燈具;助航燈具由進(jìn)近燈光系統(tǒng)、目視進(jìn)近坡度指示系統(tǒng)、跑道燈光系統(tǒng)、滑行道燈光系統(tǒng)、其他燈光系統(tǒng)、標(biāo)記牌照明、機(jī)坪助航設(shè)備組成。

3、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施供電回路概述

機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施供電回路的設(shè)計(jì)主要是用串聯(lián)回路的供電方式，用調(diào)光器來控制每一路燈光回路，調(diào)光器發(fā)出一級(jí)到五級(jí)光的其中一個(gè)光級(jí)的命令，并且保持光級(jí)穩(wěn)定輸出，可靠的控制著每一路助航燈光，比如跑道中線燈回路，滑行道邊燈回路等，而對(duì)另一個(gè)回路的燈光不具有控制調(diào)節(jié)的作用，不同的恒流調(diào)光器連接著不同的負(fù)載，而每個(gè)回路的負(fù)載并不是一成不變的，也會(huì)隨著助航燈具的老化、損壞進(jìn)行變化，它會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出，使每個(gè)回路穩(wěn)定輸出在設(shè)定的電流值上，這樣就達(dá)到了恒流、調(diào)整光強(qiáng)的目的，現(xiàn)代機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)由很多個(gè)隔離變壓器串聯(lián)成一個(gè)回路，恒流調(diào)光器保持通過燈具的電流一致，從而確保了燈具的光強(qiáng)一致。

4、調(diào)光系統(tǒng)的組成

恒流調(diào)光器在中間的位置，向上接受助航燈光計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的命令，把各種數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控系統(tǒng)中，向下則是把各個(gè)光級(jí)的信號(hào)源進(jìn)行電壓和電流放大，升壓后把合適的電壓電流送到燈光回路中，并將回路中電流電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)出來上傳進(jìn)行顯示反饋等各種處理。

助航燈光的控制系統(tǒng)由測(cè)量部分、控制部分和執(zhí)行部分組成，調(diào)光系統(tǒng)是一個(gè)能調(diào)整光強(qiáng)的控制系統(tǒng)，也是由這三部分組成，通過電流互感器，把大電流進(jìn)行采樣，將采樣電壓輸出到反饋回路和顯示回路，電壓互感器是并聯(lián)在恒流調(diào)光器輸出變壓器的初級(jí)線圈上面，作用和電流互感器一樣，只是檢測(cè)的信號(hào)不同;助航燈光控制系統(tǒng)核心是主控板MCU，在設(shè)計(jì)的過程中設(shè)置了從零到規(guī)定電流變化的時(shí)間，使電流較平穩(wěn)的變化，避免短時(shí)間電流變化太快，增加沖擊電流電壓，但也不能太慢，影響電流的增加，具體按實(shí)際進(jìn)行試驗(yàn)，只要是能避免沖擊電流電壓就可以了，這樣在升壓中或者在光級(jí)轉(zhuǎn)換過程中電流電壓變化平緩，保護(hù)設(shè)備、線路和燈具，相應(yīng)的會(huì)延長燈具、線路的使用壽命。

四 設(shè)計(jì)總結(jié)

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是三個(gè)方面，機(jī)場(chǎng)燈光站供電設(shè)計(jì)、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施設(shè)計(jì)、機(jī)場(chǎng)目視助航設(shè)施的供電回路設(shè)計(jì)，在機(jī)場(chǎng)供電那部分介紹了一下調(diào)光器，計(jì)算了調(diào)光器的有關(guān)控制參數(shù)。