民用机场目视助航灯光供电回路设计研究

崔文利

摘要 近年来，随着我国社会经济的快速发展，民航业也得到了较快的发展，我国也正在由民航大国逐渐发展成为民航强国。为满足机场吞吐量增长，不同机型起降的需要，大部分机场将迎来较大规模的扩建或新建，而整个机场的供电系统将重新进行合理规划。为飞行员提供起飞、着陆、滑行、停泊的目视助航设施及供电回路也要有新的布局，才能为飞行员提供更可靠准确的指示信息。因此，设计研究机场目视助航设施以及其供电回路也是一个非常重要的课题。

关键词：机场;目视助航设施;供电回路;调光器

一 、机场目视助航设施供电回路的研究背景

随着民航业的不断发展，机场的作用显得更加关键，为了能进一步满足机场吞吐量的增加，大飞机的起降需求，机场内的很多设施设计需要重新考虑。为飞行员在夜间或者能见度低时提供视觉指示信息的目视助航设施以及供电也要重新设计。机场助航设施系统在走过的二十年中，一般采用两种方式供电：第一种是用并联的电源线连接供电方式，即把电源线路直接放到机场跑道的中间或两侧，机场助航灯光接到两根电源线上，一根是高压线，另外一根是零伏，这种接线方式廉价，容易增加或减少负载，但是灯具的分压会造成灯具的亮度不同;第二类是串联的供电方式，无论是多少灯全部串联在一个回路，保证灯具的亮度一致，为了防止灯具损坏等因素对整个供电回路产生影响，在设计的时候采用隔离变压器，确保某个灯具故障时却不影响整个回路的供电。

二、机场目视助航设施供电回路的国内外研究现状

目前，国内规模较大的机场一般采用英美等国进口的调光器，中小机场则采用国内生产的调光器。1989年，业界研制出了里程碑式的电力电子器件IGBT，叫做绝缘门极双极型晶体管，用IGBT代替以前使用的晶闸管这种半控型器件，再加上脉宽调制技术为助航设施恒流供电，将助航灯光系统分五级光，由于IGBT这种器件功能强大，价格又便宜。因此，国内外很多调光器都使用了IGBT这种器件，该器件的发现是恒流调光器器件史上的一個里程碑。

目前国内机场的目视助航设施在节能上也做了很大的改进，产生了许多创新性的设施，比如LED灯的引进与运用，逆向反光标志的使用等，这些都是在保证能正常指示信息的同时做到了节能，国外在机场目视助航设施的供电上也进行了改进，采用四回路或者更多回路设计的供电回路。

三、机场目视助航设施及供电回路设计方案

1、设计思路

在设计的过程中分成机场目视助航设施设计和目视助航设施供电回路设计两个方面，此次设计主要是针对跑道灯光系统、滑行道灯光系统、标记牌系统，同时设计了对应的供电回路，还设计出了灯光站的供电系统，并且计算出了调光器的功率选型参数，选择了合适的调光器。

2、机场目视助航设的构成

机场助航灯光系统：基本包括恒流调光器、独立的变压器房，油机间，灯光电缆，灯箱，隔离变压器，助航灯具;助航灯具由进近灯光系统、目视进近坡度指示系统、跑道灯光系统、滑行道灯光系统、其他灯光系统、标记牌照明、机坪助航设备组成。

3、机场目视助航设施供电回路概述

机场目视助航设施供电回路的设计主要是用串联回路的供电方式，用调光器来控制每一路灯光回路，调光器发出一级到五级光的其中一个光级的命令，并且保持光级稳定输出，可靠的控制着每一路助航灯光，比如跑道中线灯回路，滑行道边灯回路等，而对另一个回路的灯光不具有控制调节的作用，不同的恒流调光器连接着不同的负载，而每个回路的负载并不是一成不变的，也会随着助航灯具的老化、损坏进行变化，它会根据实际的情况进行调节输出，使每个回路稳定输出在设定的电流值上，这样就达到了恒流、调整光强的目的，现代机场助航灯光系统由很多个隔离变压器串联成一个回路，恒流调光器保持通过灯具的电流一致，从而确保了灯具的光强一致。

4、调光系统的组成

恒流调光器在中间的位置，向上接受助航灯光计算机监控系统的命令，把各种数据上传到监控系统中，向下则是把各个光级的信号源进行电压和电流放大，升压后把合适的电压电流送到灯光回路中，并将回路中电流电压实时数据检测出来上传进行显示反馈等各种处理。

助航灯光的控制系统由测量部分、控制部分和执行部分组成，调光系统是一个能调整光强的控制系统，也是由这三部分组成，通过电流互感器，把大电流进行采样，将采样电压输出到反馈回路和显示回路，电压互感器是并联在恒流调光器输出变压器的初级线圈上面，作用和电流互感器一样，只是检测的信号不同;助航灯光控制系统核心是主控板MCU，在设计的过程中设置了从零到规定电流变化的时间，使电流较平稳的变化，避免短时间电流变化太快，增加冲击电流电压，但也不能太慢，影响电流的增加，具体按实际进行试验，只要是能避免冲击电流电压就可以了，这样在升压中或者在光级转换过程中电流电压变化平缓，保护设备、线路和灯具，相应的会延长灯具、线路的使用寿命。

四 设计总结

本次毕业设计主要是三个方面，机场灯光站供电设计、机场目视助航设施设计、机场目视助航设施的供电回路设计，在机场供电那部分介绍了一下调光器，计算了调光器的有关控制参数。