基于輔助動力而總結(jié)的三種典型構(gòu)型
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APUMasterSwitch采用旋鈕式設(shè)計，分別有OFF位、ON位和START位，OFF位到ON位為保持型的，ON位到START位為瞬通型的。ECU接到起動命令后，通過進(jìn)氣風(fēng)門作動器打開進(jìn)氣風(fēng)門，并通過速度傳感器檢測APU轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)門打開和APU轉(zhuǎn)速小于7%時，發(fā)出起動使能命令給SCU。SCU檢測115VAC轉(zhuǎn)換匯流條是否可用，如果可用，就發(fā)出AC/DC使能信號給SPU，SPU將3相115VAC轉(zhuǎn)換成270VDC給SCU;如果不可用，就發(fā)出DC/DC使能信號給SPU，SPU將蓄電池電壓轉(zhuǎn)換成270VDC給SCU，SCU中的逆變器最后將270VDC轉(zhuǎn)換成3相交流電給起動發(fā)電機(jī)，起動發(fā)電機(jī)作為起動機(jī)發(fā)出起動力矩，驅(qū)動APU渦輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)APU轉(zhuǎn)速達(dá)到70%時，ECU移除給SCU的起動使能命令，SCU不再為起動發(fā)電機(jī)提供3相交流電，不再進(jìn)行勵磁，即切斷起動輔助，SCU轉(zhuǎn)由SG供電。當(dāng)APU轉(zhuǎn)速達(dá)到95%左右時，ECU發(fā)出可以加載信號，表明APU起動完成，可以進(jìn)行電載荷和氣載荷。
2.典型構(gòu)型2
一個MasterSwitch按鈕和一個瞬態(tài)Start按鈕。當(dāng)按下MasterSwitch按鈕到ON位時，驅(qū)動APUMainControlRelay，給APUECB供電，完成上電初始化，同時打開進(jìn)氣風(fēng)門，這時APUECB還會發(fā)出一個主繼電器輸出信號，對MainControlRelay驅(qū)動進(jìn)行自鎖，這樣當(dāng)APUMasterSwitch按鈕處于OFF位，進(jìn)行APU正常停車時，APUECB可以在關(guān)掉APU進(jìn)氣風(fēng)門幾秒后，再解鎖掉自身的供電;當(dāng)APUECB收到起動命令后，APUECB首先檢測進(jìn)氣風(fēng)門是否打開、APU轉(zhuǎn)速是否小于7%、自檢測是否完成、是否檢測到自動停車及MasterSwitch按鈕處于OFF位，如果條件滿足即進(jìn)氣風(fēng)門打開、APU轉(zhuǎn)速小于7%、無自動停車要求和MasterSwitch按鈕處于ON位，APUECB就會發(fā)出離散信號驅(qū)動Back－UpStartContactor，大約1．5s后，再發(fā)出離散信號驅(qū)動StartContactor，從而將蓄電池的能量用于對StarterMotor勵磁。當(dāng)APU起動被觸發(fā)，APUECB會發(fā)出正在起動命令，驅(qū)動APU控制板上Start開關(guān)上的ON燈，表明APU在起動過程中;當(dāng)APU轉(zhuǎn)速達(dá)到大約95%時，APUECB會發(fā)出可以加載命令，驅(qū)動AVAIL燈，同時滅掉ON燈，此時表明APU可以進(jìn)行氣載荷和電載荷。
3.典型構(gòu)型3
APUFADEC控制APU起動時序，并通過ESC控制BSG和APU燃油模塊。起動能量源由APU蓄電池提供，由ESC將APU蓄電池24V直流轉(zhuǎn)換成三相交流。APU控制板上有兩個開關(guān):一個是APU起動/正常停車開關(guān)，采用旋鈕式設(shè)計，分別有OFF位、ON位和START位，OFF位到ON位為保持型的，ON位到START位為瞬通型的;一個是APU應(yīng)急停車開關(guān)，在APU運(yùn)行發(fā)生故障時使用，還有一個APU防火手柄也可以起到應(yīng)急停車的作用(如圖3所示)。APU起動電氣控制原理，分為APUFADEC上電/掉電電氣控制和BSG起動/停車電氣控制。APUFADEC上電電氣控制:旋轉(zhuǎn)APU起動正常停車開關(guān)到ON位，至少3秒鐘，以實(shí)現(xiàn)APUFADEC軟硬件的初始化和自檢，同時驅(qū)動APUFADECPowerControlRelay，給APUFADEC上電，并通過diode1對APUFADECPowerControlRelay進(jìn)行驅(qū)動，形成自鎖電路。BSG起動電氣控制:旋轉(zhuǎn)到START位。APUFADEC接收到起動命令后，會檢測APU轉(zhuǎn)速和APU進(jìn)氣風(fēng)門狀態(tài)，當(dāng)條件滿足后，就會發(fā)出起動能量控制命令，并驅(qū)動APUStartPowerContactor1和2，這樣由APU蓄電池提供的能量經(jīng)過ESC轉(zhuǎn)換為無刷直流起動發(fā)電機(jī)(BSG)的起動力矩。APUFADEC掉電和BSG停車電氣控制:當(dāng)APUFADEC接收到正常停車命令后，會去掉起動能量控制命令，終止BSG的運(yùn)行，然后發(fā)出掉電控制命令，驅(qū)動APUFADECDe－powerControlRelay，從而解除自鎖電路，APUFADEC實(shí)現(xiàn)掉電;當(dāng)APUFADEC接收到應(yīng)急停車命令時，APUstartEmergencyStopRelay會立刻被驅(qū)動，終止BSG的運(yùn)行，然后發(fā)出掉電控制命令，驅(qū)動APUFADECDe－powerControlRelay，從而解除自鎖電路，APUFADEC實(shí)現(xiàn)掉電。正常的APU起動，APU轉(zhuǎn)速小于50%，BSG作為起動機(jī)使用，由APU蓄電池提供起動力矩，當(dāng)APU轉(zhuǎn)速高于50%，就會撤掉來自APU蓄電池的能量，BSG作為發(fā)電機(jī)使用，給ESC供電，并通過APU渦輪旋轉(zhuǎn)及控制燃油供給量，來逐步提高APU的轉(zhuǎn)速，當(dāng)APU轉(zhuǎn)速達(dá)到95%左右時，APUFADEC會發(fā)出可以加載信號給AGCU，表明APU起動完成，可以進(jìn)行電載荷和氣載荷。
作者：孫振華單位：上海飛機(jī)設(shè)計研究院
