[发明专利]一种航空发动机点火电路的升压电容的耐压值确定方法

说明书

本申请属于航空发动机起动点火技术领域，涉及一种航空发动机点火电路的升压电容的耐压值确定方法，包括步骤S1、获取所述第一放电回路中的初级绕组N1的电感量L、所述限流电阻R1的阻值R、以及所述电容器C2的电容值C；步骤S2、将所述第一放电回路等效为一个零输入RLC阻尼振荡回路，确定其微分方程，并确定放电管V击穿导通前电容器C2的电压U_C0；步骤S3、求解微分方程，确定电容器C2上的电压Uc；步骤S4、根据降额系数，确定电容器C2的耐压值。按本申请提供的耐压值确定方法所确定的升压电容参数，相应的电路能够可靠工作，功能和性能满足要求，工作状态安全稳定。

技术领域

本申请属于航空发动机起动点火技术领域，特别涉及一种航空发动机点火电路的升压电容的耐压值确定方法。

背景技术

航空发动机起动点火系统由点火装置、点火电缆及点火电嘴组成，如图1所示。航空发动机起动点火系统的工作原理：点火装置将发动机供电电源提供的低压电能变换为高压脉冲电能，通过点火电缆向点火电嘴传输，在点火电嘴放电端瞬间释放，产生高功率的放电火花，用于点燃发动机燃烧室内的燃油、空气混合气，进而起动发动机。

图2所示带有二次升压的高压放电电路是国内现有的航空发动机起动点火系统点火装置在用电路形式之一，电路结构仿照国外某航空发动机用点火电路采用了二次升压，用来驱动高压沿面电嘴产生火花放电。

电路工作原理：由点火电源提供的直流电源经过二极管VD向贮能电容器C1充电，与此同时以电容器C1为电源经过限流电阻R1、R2向贮能电容器C2充电。电容器C1用来贮存点火电嘴DZ工作所需的能量，电容器C2用来贮存二次升压变压器T升压所需的能量，放电管V的作用是担任放电开关。随着充电过程的进行，当电容器C1、C2两端的电压达到放电管V1的导通电压Unp时，放电管V击穿导通。

此时，在由电容器C2、放电管V、变压器T的初级绕组N1以及限流电阻R1组成的放电回路Ⅰ中，电容器C2经过放电管V、限流电阻R1对变压器T的初级绕组N1放电，由于电磁感应作用，在变压器T的次级绕组N2感应出点火电嘴所需的高压Un2。

在由电容器C1、放电管V、变压器T的次级绕组N2以及点火电嘴DZ组成的主放电回路Ⅱ中，电容器C1的电压和变压器T的次级绕组N2感应出的电压叠加为点火电嘴DZ提供高压，这个高电压使点火电嘴击穿放电，将贮能电容器C1贮存的电能在点火电嘴的放电端释放形成放电火花。

点火电嘴DZ的击穿电压通常高于放电管的导通电压，寿命后期的击穿电压达到初始值的2～3倍，在高气压条件下也会成倍增长，所以通常要将电压提升到10kV～25kV。

由上述工作原理可知，二次升压电路设计是整个点火电路能否实现预期功能以及能否在寿命周期内可靠工作的重要环节。使用这种电路的现有点火装置产品在研发时是参照国外电路的参数用试验的方法来确定参数，也就是说这部分器件的参数是试出来的，国外样机中的这些专用件通常只有编号，没有参数。如图2中的电容器C2的额定工作电压(后简称耐压)没有标注，靠试验或比照法选取，而不是依据理论计算得出的，往往选的比较高，通常选取8kV，航空产品对重量体积要求不断加严，这种方法不利于产品的精准设计。

目前尚未见到这种二次升压电路电容器耐压的计算方法。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种航空发动机点火电路的升压电容的耐压值确定方法，所述航空发动机点火电路包括第一放电回路及第二放电回路，所述第一放电回路包括电容器C2、放电管V、变压器T的初级绕组N1以及限流电阻R1，所述第二放电回路包括电容器C1、放电管V、变压器T的次级绕组N2以及点火电嘴DZ，其中，由点火电源提供的直流电源首先向电容器C1充电，与此同时以电容器C1为电源经过限流电阻R1、R2向电容器C2充电，当电容器C1、C2两端的电压达到放电管V的导通电压Unp时，放电管V击穿导通，点火电嘴DZ形成击穿电压，电容器C2作为升压电容器，其耐压值确定步骤包括：