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

№ 1’2015
PDF версия
Важной задачей при разработке и производстве радиоэлектронной аппаратуры является обеспечение надежной работы в условиях нестабильности питающей системы электроснабжения (СЭС). В статье описаны испытания бортовых статических преобразователей напряжения (ПН) ПНАБ31-4/220/50-19 проведенные в сентябре 2014г. «НТЦ АКТОР».
Внешний вид бортового статического преобразователя напряжения

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.

Испытание бортового статического преобразователя напряжения

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

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).

Интерфейс программы управления преобразователем

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).

Требования ГОСТ Р 54073-2010  к переходным напряжениям

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).

Таблица. Параметры регулируемых преобразователей

Параметр

ПНБА11-2/160-**КР

ПНБА13-2/160-**КР

ПНБА31-4/160-**КР

ПНБА33-4/160-**КР

ПНБА31-8/160-**КР

ПНБА31-16/160-**КР

Входное напряжение, В

220 ±10% (50 Гц)

380 ±10% (50 Гц  трехфазное)

Пусковой ток (по фазе), А

15

25

32

Выходная мощность, В·А

2000

4000

8000

Выходное напряжение линейное/фазное, В

(15–160) ±5%

(15–160)/(25–275) ±5% (трехфазное)

(15–160) ±5%

(15–160)/(25–275) ±5% (трехфазное)

(15–160) ±5%

Частота выходного напряжения, Гц

(15–1200) ±1%

Максимальный пиковый ток (по фазе), А

18

6

35

12

70

140

Коэффициент искажений выходного напряжения при линейной нагрузке (THD)

Не более 1%

Шаг установки напряжения, В

0,1

Шаг установки частоты, Гц

0,5

Шаг установки тока (опция), А

0,1

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *