渦槳6渦輪螺旋槳發動機電起動特性分析

摘 要：渦槳6發動機的起動是利用兩個直流起動發電機QF12-1進行的。起動過程中，不斷地改變起動發電機的勵磁電流和電樞電流，使發動機不斷增速，直至發動機渦輪功率足以自行增速時，起動機即脫開，系統停止工作。該文根據渦槳6發動機電起動系統的起動特性曲線詳細地分析了電起動過程。

關鍵詞：渦槳6發動機 電起動 起動特性曲線

中圖分類號：V23 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（b）-0056-02

1 概述

渦槳6發動機可由地面電源或WDZ-1渦輪發電裝置任意單臺起動。起動過程是多級高壓起動，用地面電源起動時，起動電壓達70 V；用WDZ-1渦輪發電裝置起動時，起動電壓達60 V。該文根據WDZ-1渦輪發電裝置作為起動供電電源時的起動特性曲線加以分析。

2 電起動控制基本原理

起動過程的控制可分為對發動機點火系統、供油系統、起動發電機轉速的控制。對點火、供油系統的控制是保證發動機在恰當的時間、轉速進行點火和供油，使發動機獨立工作而起動起來。而對起動發電機轉速的控制是要使發動機盡快增速達到點火、供油的轉速。

轉速控制特性公式為：

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

即：用70伏地面電源起動時，0～70 V無級升壓調節；用WDZ-1渦輪發電裝置時，0～60 V分級升壓調節；或通過電流調節器的調節作用，來減小激磁磁通，借此達到提高轉速的目的。

3 WDZ-1渦輪發電裝置起動發動機特性

在發動機起動初期，為減少起動機的起動力矩，避免損壞減速器，故在電樞電路中串聯一個附加電阻，這時起動機的轉速緩慢增加，當克服發動機的阻力矩后，發動機的轉速才逐漸增加。

起動3.5 s后，短接電樞電路中的起動電阻，此時電樞電壓由4～6 V上升到20～26 V，起動轉矩增大，使發動機得到進一步增速。

起動9 s后，通過增加起動調節盒工作線圈電阻，使電流減小，電磁拉力亦減小，炭柱電阻減小，起動發電機QF-24激磁電流增加，起動發電機QF-24的電樞電壓升到29～36 V。同時，將起動箱14內電流調節器的炭柱串入起動發電機QF12-1的激磁電路。使發動機轉速增加。

起動15 s后，起動調節盒工作線圈電流再次減小，起動發電機QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到39～47 V。發動機轉速增加。同時，將起動箱14內電流調節器的炭柱短路，防止起動發電機轉速上升過猛。

起動20 s后，起動調節盒工作線圈電流再次減小，起動發電機QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到43～51 V。同時，再次將起動箱14內電流調節器的炭柱串入起動發電機QF12-1的激磁電路。保證起動功率增加。使發動機轉速增加。

起動25 s后，起動調節盒工作線圈繼續增加電阻，起動發電機QF-24激磁電流增加，電樞電壓升到51～60 V。發動機轉速進一步增加。

當發動機轉速達到5400～5900 n/min時，停止起動。

起動70 s后，起動程序全部停止工作。

4 渦槳6發動機電起動系統特性曲線分析

下圖為應用WDZ-1渦輪發電裝置20～60 V電源起動渦槳6發動機過程中起動電壓、起動電流、起動轉速變化特性曲線。結合起動特性曲線對電起動過程作簡要分析。（圖1）

由圖可知，從加負載開始算起的60 s時間內，渦槳6發動機的起動電壓分5級階梯上升，曲線斜率較大，起動25 s左右起動電壓值穩定在60 V左右，直至起動結束，電機脫開。（圖2）

WDZ-1渦輪發電裝置提供的起動電流跟隨起動電壓的分階次上升而呈現躍升，峰值電流值可達900 A，斜率變化較大，起動25 s后，電流值趨于平穩，隨著發動機轉速的上升，起動電流緩慢下降。（圖3）

渦槳6發動機的轉速對應起動電壓、起動電流呈現了相同的規律性，平穩上升，當發動機轉速達到發動機額定轉速的42%～46%時，自動斷開起動機。此后發動機的轉速靠渦輪繼續上升，直到慢車轉速。

5 結語

該文僅限于WDZ-1渦輪發電裝置起動渦槳6發動機時的起動特性分析，實際應用中，多應用地面70 V電源或24-48 V電源作為起動供電電源，起動過程均是通過DS-8A自動定時機構的時序控制實現的，起動原理類似，在此不做一一講解，如有需要，可參考相關書籍及說明類技術手冊。

參考文獻

[1]中國南方航空動力機械有限公司航空發動機設計所.渦槳6型發動機技術說明書[S]2004.

[2]國營紅旗機械廠.WDZ-1渦輪發電裝置技術說明書[S]1980.

[3]陳嵩祿分冊主編.飛機設計手冊第13分冊[M].北京：航空工業出版社，2006.