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航空航天类测试方案

航空机载设备电源质量测试方法

信息来源:admin 日期:2017-10-30 18:01:55

MIL-STD-704标准用于考察航空电子设备与军用飞机供电设备之间的兼容性。它定义了军用飞机上电子设备电源输入端口上的特性要求。军用飞机上的供电系统必须按照MIL-STD-704标准的要求为电子设备供电,同时军用飞机上的电子设备在规定的电源质量条件下必须能够正常工作。

美军标704测试指南分为8个部分,第一部分是关于兼容性测试,电源分类,军用飞机电气工作条件及电子设备规格的一般性指导。第2-8部分为对应各类供电类型的电子设备所进行的兼容性测试指南。


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机载电子设备电源主要分为以下几类:

单相/三相交流,400Hz,115V

单相/三相变频交流,115V

单相交流,60Hz,115V

直流,28V/270V

MIL-STD-704详细说明了六种电气工作状态:

1、    正常工作状态

2、    电源中断(转换)状态

3、    非正常供电状态

4、    应急供电状态

5、    启动状态

6、    电源故障状态

以下详细介绍这六种状态:

正常工作状态:在正常负载条件下,军用飞机电气系统中各项功能均可正常实现。军用飞机电气负载可以为电阻性,电感性,轻微容性,非线性,开关性质的以及脉冲性质的。发动机的冲击电流和电源的冲击电流都是在正常的负载条件下的。在正常工作状态下,所有电子设备必须能在性能和功能两个方面满足要求。

电源中断(转换)状态:当电气负载在供电电源之间转换时,就会发生电源中断。对于交流系统,转换可以发生在外接地面电源、外接辅助电源,接入多功能军用飞机交流发电机或变换器;对于直流系统,转换可以发生在外接地面电源,外接辅助电源,外接多功能军用飞机直流发电机,直流变换器或变压整流器之间,在上述状态下军用飞机电气系统应当能正常运行。

非正常供电状态:当军用飞机电气系统中发生故障时,即进入非正常供电状态。非正常供电状态可能在保护装置动作消除故障之前的短暂时间内持续存在,也可能持续一段更长时间。非正常供电状态会有过压,欠压,过频及欠频状态。

能够导致非正常供电状态的故障有:

l   发电机控制单元故障

l   发电机故障,绕组损坏,失磁等

l   线路以及电流接触器故障

l   电气过载

l   短路

应急供电状态:应急供电状态是指主供电电源失效并且军用飞机电气系统在有限容量的备用电源供电时的一种工作状态。备用电源可以是电池,低压空气驱动的发电机,也可能是燃料电池。

启动状态:是指当电池启动辅助电源时,或当推进发动机的电气系统启动时的状态。对于大部分军用飞机而言,启动状态只发生在采用直流供电的系统中。

电源故障状态:当电子设备电源中断大于50ms而小于7s时的工作状态。

以下列举section2和section8的测试规范:

section2 115V 400Hz交流

section8 28V直流

测试方法

描述

测试方法

描述

正常工作状态

SAC-101

负载测量以及电流谐波测量

LDC-101

负载测量

SAC-102

稳定状态下的电压限值和频率限值

LDC-102

稳定状态下的电压限值

SAC-103

无测试要求,(为了与三相交流对应)

LDC-103

电压失真频谱

SAC-104

电压调制

LDC-104

纹波总量

SAC-105

频率调制

LDC-105

电压瞬变

SAC-107

总电压失真

 

 

SAC-108

交流中的直流分量

 

 

SAC-109

电压暂态

 

 

SAC-110

频率暂态

 

 

电源转换状态

SAC-201

电源中断

LDC-201

电源中断

非正常供电状态

SAC-301

稳定状态电压限制

LDC-301

稳定状态电压限值

SAC-302

电压瞬变(过电压,欠电压)

LDC-302

电压瞬变(过电压,欠电压)

SAC-303

频率瞬变(过频,欠频)

 

 

应急供电状态

SAC-401

电压以及频率限值

LDC-401

电压限值

启动状态

SAC-501

不做测试,为了和直流测试相对应

LDC-501

启动时电压瞬变

电源故障状态

SAC-601

电源故障

LDC-601

电源故障

SAC-602

没有测试,为了和交流三相对应

LDC-602

极性反接

SAC-603

相位翻转

 

 

阿美特克软件界面:


通过以上规范,交流电源供电设备中测试用到的仪器分为激励设备和监视设备:

激励设备:能够复现电源供电和飞机的输入信号的设备,复制军用飞机的有效工作环境。

监视设备:监视设备在测试过程中掌握电子设备是否运行在所规定的性能水平之内。

激励设备有:

1.  可调节频率及电压的交流电源,模拟电源的稳定工作状态中电压及频率的输出及非稳定工作状态中电压的瞬变,频率的瞬变,或者电压,频率,相位的变动对飞机电子设备的影响。

2.  信号发生器,模拟干扰信号,调制信号等输入

监视设备有:

3.  记录仪或者数采设备记录测试中感兴趣的电气参数

4.  数字示波器监视在不同测试环境下,机载设备的输出状态,纹波等

5.  频谱分析仪记录电压失真频谱

6.  功率分析仪记录电流谐波分量,电压失真分量等

以下简单举例电源测试项目

28V直流供电系统

序号

输出类型

输出参数

测试项目

1

28V

22~29V输出

正常输出

2

50V脉冲

电压50V,电流3A,脉宽50ms

模拟过压

3

0V脉冲

脉宽7s

模拟欠压

4

600V脉冲

 

模拟尖峰脉冲

5

—600V脉冲

 

极性反接

6

正常电压瞬变试验

28VDC 3min
 50VDC 12.5ms
降至正常稳态持续82.5ms
 18VDC持续15ms
升至正常稳态耗时100ms
正常供电10s

模拟瞬变包络线变化供电特性

7

欠压过压极限试验

28V供电5min
 50V过压浪涌50ms
正常供电10s
 0V欠压浪涌7s
正常供电10s

 

270V直流供电系统

1

电压250V~280V

 

正常输出

2

350V脉冲

输出电压350V
输出电流3A
脉宽50ms

模拟过压

3

0V脉冲

脉宽7s

模拟欠压

4

600V脉冲

 

模拟尖峰脉冲

5

—600V脉冲

 

极性反接

6

正常电压瞬变试验

270VDC 5min
 330VDC 20ms
降至正常稳态持续40ms
 200VDC持续10ms
升至正常稳态耗时40ms
正常供电10s

模拟瞬变包络线变化供电特性

7

欠压过压极限试验

270V供电5min
 350V过压浪涌50ms
正常供电10s
 0V欠压浪涌7s
正常供电10s

 

115VAC交流恒频供电测试

1

115VAC

电压108VAC~118VAC
正常稳态频率393~407Hz
输出电流10A

正常输出

2

180V脉冲

电压180V
电流3A
脉宽100ms

模拟过压浪涌

3

0V脉冲

脉宽7s

模拟欠压浪涌

4

600V脉冲

 

模拟尖峰脉冲

5

—600V脉冲

 

极性反接

6

0Hz

脉宽7s

模拟欠频

7

480Hz

脉宽5s

模拟过频

8

正常电压瞬变试验

115VAC 3min
 180V  10ms
降至稳态耗时88ms
 80V持续10ms
升至稳态耗时80ms
正常供电10s

 

9

正常频率瞬变试验

115VAC 3min
 425Hz 1s
 420Hz 4s
 410Hz 5s
达到正常稳态
 375Hz 1s
 380Hz 4s
 390Hz 5s
达到正常稳态
正常供电10s

 

10

欠压过压极限试验

115VAC 供电5min
 180VAC过压浪涌50ms
正常供电10s
 0VDC欠压浪涌7s
正常供电10s

 

115VAC交流变频供电系统

1

115VAC

电压108VAC~118VAC
正常稳态频率320~640Hz
输出电流10A

正常输出

2

180V脉冲

当f在320~420Hz范围内时
电压180V
电流3A
脉宽100ms
当f高于420Hz时
 180V,脉宽100ms

模拟过压浪涌

3

0V脉冲

脉宽7s

模拟欠压浪涌

4

600V脉冲

 

模拟尖峰脉冲

5

—600V脉冲

 

极性反接

6

0Hz

脉宽7s

模拟欠频

7

频率范围上限640Hz

脉宽5s

模拟过频

8

正常电压瞬变试验

115VAC 3min
 180V  10ms
降至稳态耗时88ms
 80V持续10ms
升至稳态耗时80ms
正常供电10s

 

9

正常频率瞬变试验

115VAC 3min
 425Hz 1s
 420Hz 4s
 410Hz 5s
达到正常稳态
 375Hz 1s
 380Hz 4s
 390Hz 5s
达到正常稳态
正常供电10s

 

10

欠压过压极限试验

115VAC 供电5min
 180VAC过压浪涌50ms
正常供电10s
 0VDC欠压浪涌7s
正常供电10s

 


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