圖 8-24（c）變速恒頻交流電源系統(tǒng)方塊圖該系統(tǒng)不用 CSD，發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)輸出的變頻交流電經(jīng)整流器整流成直流電，再由逆變器將直流電變成恒頻交流電。變速恒頻交流電源系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：取消了 CSD，重量有所減輕。不足之處是：允許的工作環(huán)境溫
度比較低，過載能力差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性相對(duì)較低，維護(hù)比較困難。
8.
4.2 恒速恒頻交流電源系統(tǒng)的基本要求目前，絕大多數(shù)現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)和直升機(jī)上都采用恒速恒頻交流電源系統(tǒng)作為主電源，運(yùn)輸機(jī)上通過恒裝實(shí)現(xiàn)恒速；而直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本恒定，發(fā)電機(jī)連接在主減速器上，一般不需要 CSD，發(fā)電機(jī)輸出頻率基本保持不變。因此，本章重點(diǎn)介紹恒速恒頻交流電源系統(tǒng)，不討論恒裝的工作。

根據(jù)國際航空電源標(biāo)準(zhǔn)（ISO1540），航空恒頻交流電源應(yīng)滿足如下要求：
表 8-2恒頻交流電源參數(shù)

8.
4.3 交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理在直升機(jī)交流電源中，普遍采用同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)類型可以根據(jù)其勵(lì)磁方式來劃分。按勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是否帶有電刷，可分為有刷交流發(fā)電機(jī)和無刷交流發(fā)電機(jī)兩大類。每一類中又包含自勵(lì)和他勵(lì)兩種方式。由于有刷交流發(fā)電機(jī)存在輸出功率小、可靠性差、維護(hù)工作量大的缺點(diǎn)，目前直升機(jī)上大多采用無刷交流發(fā)電機(jī)。對(duì)直升機(jī)交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求是：起激可靠，短路時(shí)具有瞬時(shí)強(qiáng)激磁能力，從而保證保護(hù)裝置可靠動(dòng)作。

交流電源參數(shù) 主匯流條 應(yīng)急匯流條
電壓 額定電壓（相）  115 V  115 V
允許電壓范圍  108V～118V  104V～122V
過壓保護(hù) ＞132V  —
欠壓保護(hù) ＜ 98V  —
三相電壓不平衡 ＜3V ＜4V
頻率 額定頻率  400Hz  400Hz
允許頻率范圍  380 Hz～420 Hz  360 Hz～440 Hz
過頻保護(hù) 大于 430 Hz  —
欠頻保護(hù) 小于 370 Hz  —
波形 理想波形 正弦波 正弦波
總諧波 ＜5% ＜5%
單次諧波 ＜4% ＜4%
相位 正常三相相位差  120°  120°
允許相位差  118°～122°  118°～122° 

下面重點(diǎn)介紹無刷交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。根據(jù)勵(lì)磁方式不同，可分為自勵(lì)和他勵(lì)兩種方式，又稱為二級(jí)式和三級(jí)式無刷交流發(fā)電機(jī)。
1．二級(jí)式無刷交流發(fā)電機(jī)（自勵(lì)）二級(jí)式無刷交流發(fā)電機(jī)主要由交流勵(lì)磁機(jī)、主交流發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)整流器組成。結(jié)構(gòu)示意圖如圖 8-25
所示。圖中，ABC為三相輸出，AF接調(diào)壓器。原理電路如圖 8-26所示。交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁線圈和主交流發(fā)電機(jī)的三相輸出線圈裝在定子上。交流勵(lì)磁機(jī)的三相輸出線圈、旋轉(zhuǎn)整流器和主交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈裝在轉(zhuǎn)子上。

圖 8-25二級(jí)無刷交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖二級(jí)無刷交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理分析如下。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，交流勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子電樞繞組切割剩磁產(chǎn)生剩磁電壓，經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后輸送到主交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈上，從而產(chǎn)生磁場。主交流發(fā)電機(jī)定子電樞繞組切割磁力線，也產(chǎn)生一個(gè)剩磁電壓，剩磁電壓大約在 15V左右。該電壓通過調(diào)壓器使交流勵(lì)磁機(jī)的磁場增大，主發(fā)電機(jī)的輸出電壓也隨之增加，當(dāng)電壓增加到額定電壓時(shí)，調(diào)壓器限制交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，使主發(fā)電機(jī)輸出電壓保持恒定。由以上分析可知，二級(jí)式發(fā)電機(jī)是靠剩磁起激發(fā)電的。在發(fā)電機(jī)振動(dòng)、受干擾等情況下，剩磁會(huì)消失，需進(jìn)行充磁。為保證起激可靠，可以在交流勵(lì)磁機(jī)的磁極中嵌入永久磁鐵。

圖 8-26二級(jí)無刷交流發(fā)電機(jī)原理電路另外，當(dāng)交流發(fā)電機(jī)輸出端短路時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁消失，也就是說沒有了強(qiáng)激磁能力。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，可以采用復(fù)勵(lì)或相復(fù)勵(lì)電路。相復(fù)勵(lì)電路既具備強(qiáng)激磁能力，又能補(bǔ)償不同負(fù)載的電樞反應(yīng)，使發(fā)電機(jī)具有較硬的外特性，從而減輕調(diào)壓器的負(fù)擔(dān)。相復(fù)勵(lì)電路具有電壓相加型、電流相加型和磁勢相加型。下面以電壓相加型相復(fù)勵(lì)電路為例，說明其