Испытания бортового статического преобразователя на соответствие требованиям ГОСТ Р 54073-2010

Рис. 1. Внешний вид бортового статического преобразователя напряжения

Важной задачей при разработке и производстве радиоэлектронной аппаратуры является обеспечение надежной работы в условиях нестабильности питающей системы электроснабжения (СЭС). Существуют и действуют нормативно-технические документы, регламентирующие требования к СЭС. Требования к бортовым источникам питания устанавливает ГОСТ Р 54073-2010 «Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии».

«НТЦ АКТОР» в сентябре 2014 г. провел испытания бортовых статических преобразователей напряжения (ПН) ПНАБ31-4/220/50-19И (рис. 1).

Характеристики ПН:

• входное напряжение по ГОСТ Р 54073-2010: 115/200 В (трехфазное, трехпроводное с заземленной нейтралью);
• частота входного напряжения (постоянная) по ГОСТ Р 54073-2010: 400 Гц;
• пусковой входной ток (амплитудное значение): не более 25 А;
• выходное напряжение по ГОСТ 21128-83: 220 В/50 Гц (однофазное);
• нестабильность выходного напряжения: не более ±5%;
• частота выходного напряжения: (50 ±0,2) Гц;
• нестабильность частоты выходного напряжения: не более ±2%;
• коэффициент искажения синусоидальности выходного напряжения: не более 2%;
• форма выходного напряжения: синусоидальная;
• выходная мощность: не менее 4 кВ·А;
• выходные параметры ПН115В/220В при пропадании бортовой сети 115/200 В в пределах 80 мс сохраняются;
• ограничение выходного тока (амплитудное значение) после увеличения тока нагрузки: более 28,5 А ((28,5 ±1,4) А);
• потребление по сети 115/200 В ненагруженного ПН115В/220В: не более 200 Вт;
• КПД: не менее 85%;
• температура эксплуатации: –40…+50 °С;
• температура хранения: –60…+80 °С.

Проводились механические и климатические испытания, а также испытания на соответствие заявленным электрическим параметрам при нормах качества СЭС согласно ГОСТ Р 54073-2010 (рис. 2). Механические и климатические испытания проходили на базе испытательной лаборатории ФГУП ВНИИФТРИ (ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений»). Испытания прошли успешно.

Рис. 2. Испытания ПН:
слева на вибростенде;
справа в камере тепла и холода

Чтобы проверить ПН на соответствие требованиям нормативных документов, необходим источник питания переменного тока, позволяющий моделировать нестабильности и переходные процессы СЭС. Основными параметрами, которые необходимо смоделировать, являются:

• пониженное/повышенное напряжение;
• пониженная/повышенная частота питающего напряжения;
• спад питающего напряжения до 0 В на время 50–80 мс;
• переходные искажения;
• модуляция частоты;
• модуляция выходного напряжения.

Рис. 3. Регулируемый источник переменного тока ПНБА33-4/115/400-19КР

Для проведения подобных испытаний предназначен регулируемый источник переменного тока ПНБА33-4/115/400-19КР (ИП) производства «НТЦ АКТОР» (рис. 3).

Электрические характеристики ИП:

• входное напряжение: 380 В ±10% 50 Гц трехфазное;
• выходная мощность: 4000 В.А;
• выходное напряжение: 60–160 В/100–275 В ± 5% трехфазное;
• частота выходного напряжения: 15–1200 Гц ± 1%;
• максимальный ток по фазе: 12 А;
• коэффициент искажений выходного напряжения при линейной нагрузке (THD): 1%;
• шаг установки напряжения: 0,1 В;
• шаг установки частоты: 0,5 Гц.

Измерительные функции ИП:

• измерение выходного тока RMS с точностью не хуже: 1%;
• измерение пикового тока с точностью не хуже: 1%;
• измерение напряжения RMS фазное/линейное с точностью не хуже: 1%.

Сервисные функции ИП:

• интерфейс RS-485 гальванически развязанный;
• регулировка скорости разгона/спада выходного напряжения;
• режим AC+DC для имитации постоянной составляющей;
• синтез гармоник;
• программируемое ограничение тока;
• программирование фазового сдвига (для трехфазных преобразователей);
• функции, модулирующие переходные искажения;
• программа для управления от персонального компьютера.

Базовый ИП имеет выходную мощность 4000 В.А. При проведении испытаний она была увеличена до 4800 В.А, чтобы обеспечивалось питание бортового преобразователя мощностью 4000 В.А с учетом КПД, равного 85%.

ИП переменного тока имеет как ручной, так и программный режим управления. В ручном управление осуществляется с передней панели прибора, в программном — с компьютера через гальванически развязанный порт RS-485. Программный режим позволяет включать/выключать преобразователь, задавать значения напряжений по фазам и значение частоты выходного напряжения, а также вызывать специальные функции. Возможно программирование последовательности изменения параметров и сохранение ее в виде профиля. На экране компьютера отображаются заданные и измеренные параметры. Во время работы данные записываются в файл журнала (рис. 4).

Рис. 4. Интерфейс программы управления преобразователем

Кроме обычных режимов проверки на пониженное/повышенное напряжение и частоту, интересны проверки на спад входного напряжения до 0 В на 50 мс по ГОСТ Р 54073-2010 и на 80 мс по ГОСТ 19705-89, а также переходные напряжения (рис. 5).

Рис. 5. Требования ГОСТ Р 54073-2010 к переходным напряжениям

Переходные напряжения успешно имитировал источник переменного тока ПНБА33-4/115/400-19КР. На рис. 6 приведены осциллограммы напряжений, имитируемых ИП.

По результатам испытаний партия преобразователей ПНАБ31-4/220/50-19И признана годной для использования по назначению.

«НТЦ АКТОР» производит ряд регулируемых преобразователей для тестирования авиационного, наземного и морского оборудования (таблица).

Источники питания выполнены по модульному принципу, что позволяет гибко наращивать мощность и функциональность. Из набора источников питания собираются комбинированные системы электропитания. Постоянно улучшаются и расширяются функциональные и сервисные функции. Выходное напряжение может быть смодулировано как по амплитуде, так и по частоте, а для трехфазного режима могут быть запрограммированы фазовый сдвиг, изменяемый во времени, и небаланс напряжений в различных фазах. Программируются скорость нарастания и спада напряжения, а также режим ограничения тока и т. п. Потребители могут самостоятельно разрабатывать тестовые программы для управления преобразователем по инструментальной сети DiBUS.

Наряду с регулируемыми источниками питания переменного тока выпускаются регулируемые источники питания постоянного тока напряжением до 1000 В и мощностью до 30 кВт, позволяющие имитировать СЭС постоянного тока.

Специалисты «НТЦ АКТОР» могут подобрать источники питания с необходимыми параметрами или модернизировать имеющиеся по техническому заданию заказчика. Компактность и удобство пользования предлагаемого оборудования позволяют использовать их при разработке, приемо-сдаточных испытаниях и аттестации серийной продукции.