Grundfunktionen einer Generator Control Unit (GCU)
Die Generatorsteuereinheit (GCU) ist häufiger in Turbinenmotorflugzeugen zu finden. Die einfachste GCU führt eine Reihe von Funktionen aus, die sich auf die Regelung, Erfassung und den Schutz des Gleichstromerzeugungssystems beziehen.
Spannungsregulierung
Die grundlegendste der GCU-Funktionen ist die Spannungsregelung. Regulierung jeglicher Art erfordert, dass die Regulierungseinheit eine Probe einer Ausgabe nimmt und diese Probe mit einer kontrollierten Referenz vergleicht. Wenn die entnommene Probe außerhalb der durch die Referenz festgelegten Grenzen liegt, muss die Regulierungseinheit eine Anpassung an der Einheit vornehmen, die die Ausgabe erzeugt, um die Ausgabepegel zu verringern oder zu erhöhen. Im Fall der GCU wird die Ausgangsspannung eines Generators von der GCU erfasst und mit einer Referenzspannung verglichen. Wenn es einen Unterschied zwischen den beiden gibt, wird der Fehler normalerweise verstärkt und dann an den Felderregungssteuerteil der Schaltung zurückgesendet. Die Felderregungssteuerung nimmt dann Spannungs-/Erregungsanpassungen in der Feldwicklung des Generators vor, um die Ausgangsspannung wieder in die erforderlichen Bustoleranzen zu bringen.
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Overvoltage Protection
Like the voltage regulation feature of the GCU, the overvoltage protection system compares the sampled voltage to reference voltage. The output of the over-voltage protection circuit is used to open the relay that controls the output for the field excitation. These types of faults can occur for a number of reasons. The most common, however, is the failure of the voltage regulation circuit in the GCU.
Parallel Generator Operations
The paralleling feature of the GCU allows for two or more GCU/generator systems to work in a shared effort to provide current to the aircraft electrical system. Comparing voltages between the equalizer bus and the interpole/compensator voltage, and amplifying the differences accomplishes the control of this system. The difference is then sent to the voltage regulation circuit, where adjustments are then made in the regulation output. These adjustments continue until all of the busses are equalized in their load sharing.
Over-Excitation Protection
When a GCU in a paralleled system fails, a situation can occur where one of the generators becomes overexcited and tries to carry more than its share of the load, if not all of the loads. When this condition is sensed on the equalizing bus, the faulted generation control system shuts down by receiving a de-excitation signal. This signal is then transmitted to the overvoltage circuit, and then opens the field excitation output circuit.
Differential Voltage
When the GCU allows the logic output to close the generator line contactor, the generator voltage must be within a close tolerance of the load bus. If the output is not within the specified tolerance, then the contactor is not allowed to connect the generator to the bus.
Reverse Current Sensing If the generator is unable to maintain the required voltage level, it eventually begins to draw current instead of providing it. In this case, the faulty generator is seen as a load to the other generators and will need to be removed from the bus. Once the generator is off-line, it is not permitted to be reconnected to the bus until such time that the generator faults are cleared and the generator is capable of providing a current to the bus. In most cases, the differential voltage circuit and the reverse current sensing circuit are one in the same.
Reverse Current Sensing
Wenn der Generator das erforderliche Spannungsniveau nicht halten kann, beginnt er schließlich, Strom zu ziehen, anstatt ihn bereitzustellen. In diesem Fall wird der fehlerhafte Generator als Last für die anderen Generatoren angesehen und muss vom Bus entfernt werden. Sobald der Generator offline ist, darf er nicht wieder an den Bus angeschlossen werden, bis die Generatorfehler behoben sind und der Generator in der Lage ist, Strom an den Bus zu liefern. In den meisten Fällen sind die Differenzspannungsschaltung und die Rückwärtsstromerfassungsschaltung ein und dasselbe.
