姬盼盼 战京景 胡春枝 姚鉴峰

摘  要：文章采用在定周期内各个加热负载交替接通的方法控制加热，该情况下产生的叠加电流比同时接通所有加热负载产生的电流小很多。该方法减小了电防冰控制器接通加热负载对电网的冲击。

关键词：占空比;电防冰;交替接通

中图分类号：V244.15 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）17-0103-02

Abstract： In this paper， the heating is controlled by the method of alternately turning on each heating load in a fixed period. In this case， the superposition current generated is much smaller than that produced by turning on all the heating loads at the same time. This method reduces the impact of the electric anti-icing controller on the heating load on the power grid.

Keywords： duty cycle; electric anti-icing; alternating turn-on

引言

飞机在寒冷、潮湿的空气中飞行，机翼前缘可能有不同程度的结冰。如果飞机部件没有防/除冰措施，那么这些部件的结冰可导致飞机气动特性和操稳特性的严重恶化，并最终对飞行安全产生严重影响[1]。电热系统一般采用电加热原件作为热源，目前在机翼等大组件也开始得以应用。随着飞机多电系统的发展，机翼电热系统是一种发展趋势[2]。

1 机翼电防冰控制器

1.1 机翼电防冰加热时序

机翼电防冰控制器同时采集8路温度传感器信号，经逻辑运算后控制加热单元AC230V交流电的通断实现机翼电防除冰功能。从硬件设计上机翼电防冰控制器采用24个加热通道。

电防冰控制器采用控制占空比的方式，接通、断开加热负载，实现温度控制。控制器根据设定的目标温度Ttarget与温度传感器反馈温度Treal差值ΔT调整占空比，ΔT越大占空比越高，反之越低。

1.2 加热占空比算法

按占空比的接通时间，同时接通所有加热负载，按照占空比的斷开时间，同时断开所有加热负载。同时接通加热负载产生大的电流，会对机上供电网络产生大的负担。

在定周期内各个加热负载交替接通的方法控制加热，该情况下产生的叠加电流会比同时接通所有加热负载产生的电流小很多。

使用MATLAB进行仿真，按占空比的接通时间，同时接通24个加热负载，按照占空比的断开时间，同时断开24个加热负载。同一时刻，所有负载均接通，24个负载同时接通后，电流幅值是单个负载电流值的24倍。同时接通加热负载产生大的电流，接通和断开交替处，电流变化大，会对机上供电网络产生大的负担。

为减小加热电流，采用交替加热的方法实现占空比加热除冰控制。控制负载按占空比交替接通方法：24个负载加热，加热周期T为2s。在不同温度下，24个加热负载按照相应占空比交替通电加热工作。图1显示了1个周期T（2s）内，按70%占空比控制24个负载交替加热时序图情况，前24条曲线分别为24个负载的加热时序图，第25条曲线为24个负载加热时序电流幅值叠加效果曲线。1个周期T内24个负载交替接通情况下的电流叠加情况比同时接通24个负载产生的电流小很多。大大降低了防冰控制器对电网的冲击。

依据加热占空比，软件程序计算出每个负载区域在周期T内的加热起始时间和终止时间。在起始时间和终止时间范围内，控制各个负载加热信号的接通。

机翼防冰控制器控制负载按占空比依次接通示意图，如图2所示，图中以5个负载为例示意了负载交替依次接通的时序。占空比为0时，5个负载交替接通一个循环，用时间为0;占空比为100%时，5个负载交替接通一个循环，用时为5T。

假设占空比Rate，接通时长ΔT=Rate*T，负载序号为j（j范围为[0，23]）。

当区间[j*ΔT，（j+1）*ΔT]在区间[i*T，（i+1）*ΔT]时，其中i范围为[0，23]，第j号负载的接通时间为[j*ΔT%T，（j+1）*ΔT%T]。如图2中负载0、1、3、4情况所示。

当区间[j*ΔT，（j+1）*ΔT]不在区间[i*T，（j+1）*ΔT]，其中i范围为[0，23]，j*ΔT≤i*T，并且（j+1）*ΔT>（j+1）*ΔT时，第j号负载的接通时间为[（j+1）*ΔT%T，T]和[0，j*ΔT%T]。如图2所示负载按占空比依次接通情况。

2 结束语

本文详细描述了机翼电防冰系统中，为了降低接通电流，防冰控制器采用交替接通24个加热负载的方法。该交替接通算法，已经应用到了实际产品中。对以后电除冰的控制具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]王真，蒋红娜.飞机防冰系统及其技术发展现状[J].中国科技信息，2017（13）：56-59.

[2]胡琪，黄安平，孙涛，等.浅析：机翼防/除冰技术研究进展[J].科技导报，2018，7（33）：114-119.

[3]史献林.机翼防冰自动作动功能的逻辑设计及验证[J].民用飞机设计与研究，2014（3）：92-95.