航空燃气涡轮起动机起动限流装置、航空燃气涡轮起动机的制作方法

本技术涉及航空燃气涡轮起动机，特别地，涉及一种航空燃气涡轮起动机起动限流装置、航空燃气涡轮起动机。

背景技术：

1、在中小型航空发动机中，一般采用直流发电机作为起动动力。其优点是重量较轻、控制简单、起动完成后可转为发电机使用等，某型航空涡轮轴发动机的起动就是采用直流发电机完成起动、冷运转及假起动的运行。具体起飞过程为：电机带转辅助动力装置(apu，即起动机)点火成功后，带动飞机发动机压气机旋转做功，压气机达到一定转速后发动机燃烧室喷油点火，燃烧室后的高温燃气带动涡轮转动，涡轮带动压气机言速转动直到飞机发动机转速达到地面起飞的要求。

2、起动电机的起始输出力矩、力矩特性、转速、环境温度及重量等特性均影响与发动机的匹配程度，其中电机输出力矩特性与发动机的阻力转矩特性的匹配性最为重要。资料显示，欧美绝大多数采用电机起动的中小型发动机都无降压、升压起动步骤，也有采用分级起动的方式，有降压→全压→升压→复激转串激的起动过程。在国内为了减轻直升机载荷、简化起动程序、提高带转能力，多数也做出单级起动的方式要求，即无降压、升压等中间过程，直接采用全压起动，使发动机在启动初期就具有较高的燃气发生器转速，让燃气涡轮提早做功，尽快完成起动过程。

3、在直流起动降压/限流方案的设计与实施中，多数采用直接串联电阻分压起动的方式，少数采用先串联后脱开电阻的降压转全压的起动方式。

4、在限制直流起动机起动电流的现有技术中，大部分采用的直接串电阻分压法不能保证输出足够的起动扭矩，电起动机做功减少，限制了一定的起动性能；先串联后脱开电阻的降压转全压起动方式既能限制起动电流，又能提供足够的起动扭矩，但很少展开在适应起动机及发动机特定转速的情况下，通过试验摸索合适的串电阻大小和脱开时间，使限流电路不能最大程度满足起动机的起动转速性能需要，对于航空领域而言可靠性更低。

技术实现思路

1、本技术优选实施例提供了一种航空燃气涡轮起动机起动限流装置，以解决限制直流起动机起动电流的现有技术存在的起动性能受限、限流电路不能最大程度满足起动机的起动转速性能需要的技术问题。

2、本技术采用的技术方案如下：

3、一种航空燃气涡轮起动机起动限流装置，包括延时继电器kt1、主回路通断控制接触器km2、屏蔽串联电阻接触器km3、电阻r，其中：所述屏蔽串联电阻接触器km3的电磁线圈一端连接电启动机的负极，另一端与延时继电器kt1的静触点电路连接，所述kt1的动触片与起动电流监测分流器rs电路连接，所述延时继电器kt1的电磁线圈一端连接车台控制器，另一端连接电启动机的负极；所述主回路通断控制接触器km2的动触片与起动电流监测分流器rs电路连接，所述主回路通断控制接触器km2的静触点依次连接电阻r和电启动机的正极，所述主回路通断控制接触器km2的电磁线圈一端连接车台控制器，另一端连接电启动机的负极；所述屏蔽串联电阻接触器km3的动触片与所述主回路通断控制接触器km2的静触点电路连接，所述屏蔽串联电阻接触器km3的静触点连接电启动机的正极；

4、起动前，延时继电器kt1、主回路通断控制接触器km2、屏蔽串联电阻接触器km3均处于断电状态，起动时，车台控制器发出起动信号，主回路通断控制接触器km2通电，电阻r串在回路中，电起动机以降压方式起动，当延时继电器kt1计时达到预设的延迟时间t，屏蔽串联电阻接触器km3通电，屏蔽电阻r，电起动机由降压转为全压方式起动，所述电阻r的阻值和延迟时间t由电瓶起动限流试验优选的最优匹配值确定。

5、进一步地，所述电阻r的阻值和延迟时间t通过如下步骤确定：

6、s1、通过机载电瓶未限流起动试验得到限流试验的所需的所述电阻r的阻值和延迟时间t的选择数据参考；

7、s2、通过记载电瓶起动限流试验，根据所述电阻r的阻值和延迟时间t的选择数据参考优选得到电阻r和延迟时间t的最优匹配值。

8、进一步地，所述步骤s1具体包括步骤：

9、s11、按照飞机起动线路状态，供电电源为并联机载电瓶、不加起动限流装置，进行起动机启动试验，获得峰值电流、线路电阻和电起动机内阻和延迟时间t经验值，所述延迟时间t经验值为1s；

10、s12、若能满足起动机要求内的起动电流大小，根据起动测量试验结果，计算得出电阻r的估算值。

11、进一步地，步骤s11中，进行起动机起动试验时，分别进行起动机冷运转、大发冷转(模拟发动机冷运转)、大发起动(模拟发动机起动)试验。

12、进一步地，所述步骤s12具体包括步骤：

13、若能满足起动机要求内的起动电流大小，根据起动测量试验结果，通过以下公式进行计算得出电阻r的估算值：

14、ue＝i峰×(rs+r)

15、ue＝i期×(rs+r+r).

16、式中:

17、ue：电源电压；

18、i峰：峰值电流；

19、i期：期望起动电流；

20、rs：线路电阻；

21、r：电起动机内阻。

22、进一步地，所述步骤s2具体包括步骤：

23、s21、在所得电阻r的估算值附近取若干电阻r的试验值，在延迟时间t经验值附近取若干延迟时间t的试验值；

24、s22、将所述电阻r的试验值与干延迟时间t的试验值进行排列组合后进行排序；

25、s23、线路接入起动限流装置，按照所述排列组合调整起动限流装置电阻r、延迟时间t，并根据排序的顺序设置起动限流装置参数，进行起动机启动试验，得到不同的起动机起动性能参数，包括启动过程中的第一、二次电流峰值和第一、二次电压峰值、apu起动机压气机转速随时间的变化曲线；

26、s24、根据启动过程中的第一、二次电流峰值和第一、二次电压峰值、apu起动机压气机转速随时间的变化曲线、不同型号apu起动机完全起动时间，从所述电阻r的试验值与干延迟时间t的试验值进行排列组合中选取电阻r、延迟时间t的最优值。

27、进一步地，步骤s23中，进行起动机起动试验时，分别进行起动机冷运转、大发冷转(模拟发动机冷运转)、大发起动试验。

28、进一步地，所述步骤s24具体包括步骤:

29、s241、获取接入不同电阻r和延迟时间t时起动延时情况，包括实际延时和apu起动机开始工作时间、apu起动机完全起动时间，其中，各时间以控制器给出起动信号开始计时；

30、s242、当所述电阻r的试验值与干延迟时间t的试验值的排列组合中存在：延迟时间t大于apu开始工作时间，同上，当apu起动机压气机转速随时间的变化曲线中延迟时间t对应的apu起动机压气机转速位于apu完全起动后的转速的设定范围时，则将对应的电阻r的试验值与干延迟时间t的试验值作为电阻r、延迟时间t的最优值。

31、进一步地，所述设定范围为apu完全起动后的转速的16％～17％。

32、本技术另一优选实施例还提供了一种航空燃气涡轮起动机，包括机载电瓶、电启动机、主回路快速熔断器fu、起动电流监测分流器rs，还包括所述的航空燃气涡轮起动机起动限流装置，所述航空燃气涡轮起动机起动限流装置。

33、进一步地，所述机载电瓶为28v直流电源。

34、相比现有技术，本技术具有以下有益效果：

35、本技术提供了一种航空燃气涡轮起动机起动限流装置、航空燃气涡轮起动机，包括延时继电器kt1、主回路通断控制接触器km2、屏蔽串联电阻接触器km3、电阻r，其中，所述电阻r的阻值和延迟时间t由电瓶起动限流试验优选的最优匹配值确定。现有起动限流装置先降压再转全压的直流电机限流起动技术在设计电路和元件规格的选取上较为粗放，没有专门在适应起动机及发动机特定转速的情况下，通过对比试验的形式优选合适的电阻大小和脱开时间(即延迟时间t)，不能使限流电路最大程度满足起动机的起动转速性能需要，本技术根据起动机起动过程要求，在模拟了几种飞行状态的情况下对限流装置的设计和元件参数的选取更为精确与贴合实际，为系统的稳定运行提供了安全、简便的电起动方案，增强了装置的可靠性和适应性，最大程度满足起动机的起动转速性能需要，具有一定的工程推广应用性。

36、本技术提供了除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。