CN114062783B - 一种供电兼容性试验阻抗网络 - Google Patents
一种供电兼容性试验阻抗网络 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及航空测试领域,为一种供电兼容性试验阻抗网络,试验电源输出电路、阻抗网络匹配电路和接口电路,不同的所述接口电路的输入端或输出端上设有能够进行接线的接口,所述阻抗网络匹配电路包括三相电感电路、N相电感电路和三相电容电路,所述三相电感电路的输出端与三相电容电路的输入端相连,所述接口电路包括电源输出接口电路、阻抗网络接口电路、标准供电特性接口电路和UUT供电接口电路。具有能够实现线路高效改接从而对各种被试设备进行高效测量的技术效果。
Description
技术领域
本申请属于航空测试领域,特别涉及一种供电兼容性试验阻抗网络。
背景技术
在供电兼容性试验过程中,针对不同用电类型的被试设备,在进行电压尖峰和电压畸变试验项目时,需在试验线路中连接不同的阻抗网络,采用常规方式进行器件和线路连接构型较为复杂,不仅会导致试验周期延长,还容易出现连接错误、线路短路等潜在安全隐患。因此如何安全、高效地实现阻抗网络连接是一个需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供了一种供电兼容性试验阻抗网络,以解决现有技术中试验模型线路改接困难、试验效率低下的技术问题。
本申请的技术方案是:一种供电兼容性试验阻抗网络,包括试验电源输出电路、阻抗网络匹配电路和接口电路,不同的所述接口电路的输入端或输出端上设有能够进行接线的接口,所述阻抗网络匹配电路包括三相电感电路、N相电感电路和三相电容电路,所述三相电感电路的输出端与三相电容电路的输入端相连,所述接口电路包括电源输出接口电路、阻抗网络接口电路、标准供电特性接口电路和UUT供电接口电路;所述电源输出接口电路用于接入试验电源,所述标准供电特性接口电路用于接入试验中各种供电特性,所述UUT供电接口电路用于接入被试设备,所述标准供电特性接口电路的输出端与UUT供电接口电路的输入端相连;所述阻抗网络接口电路用于根据不同的试验类型分别接入至阻抗匹配网络电路的不同位置以形成不同的电路结构来到达不同的试验需求。
优选地,所述阻抗网络接口电路包括N相转接电路、电压畸变接口电路、电压尖峰接口电路、电容转接电路、阻抗网络输出接口电路;所述N相转接电路设于N相电感电路上,所述电压畸变接口电路设于三相电感电路的输入端,所述电压尖峰接口网络设于三相电感电路的输入端和三相电容电路的输出端之间,所述电容转接电路设于三相电容电路上,所述阻抗网络输出接口电路设于三相电感电路的输入端和三相电容电路的输出端之间。
优选地,所述N相转接电路包括电压畸变转接网络和电压尖峰转接网络,所述电压畸变转接网络设于N相电感电路的输入端;所述电压尖峰转接电路包括尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络,所述尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络并联设于N相电感电路的输出端。
优选地,所述电容转接电路包括第一三相转接网络和第二三相转接网络,所述第一三相转接网络设于三相电容电路的输出端,所述第二三相转接网络设于三相电感电路的输出端和三相电容电路的输入端之间。
优选地,所述电压尖峰接口电路对应设有尖峰设备接入电路、脉冲变压器、尖峰输出接口电路和电源输入接口电路,所述尖峰设备接入电路与脉冲变压器的输入端相连,所述尖峰输出接口电路和电源输入接口电路与脉冲变压器的输出端相连。
优选地,所述UUT供电接口电路包括UUT直流接口电路和UUT交流接口电路,所述标准供电特性接口电路包括直流特性接口电路和交流特性接口电路,所述UUT直流接口电路与直流特性接口电路的输出端相连,所述UUT交流接口电路与交流特性接口电路的输出端相连。
优选地,所述三相电感电路包括分别设于A相、B相、C相上的第一电感、第二电感和第三电感,所述N相电感电路包括设于N相线上的第四电感,所述三相电容电路包括分别设于A相、B相、C相上的第一电容、第二电容和第三电容,各电容的正极与三相电感电路的输出端相连。
本申请的一种供电兼容性试验阻抗网络,通过设置试验电源输入电路、阻抗网络匹配电路和接口电路,阻抗匹配网络电路包括三相电感电路、N向电感电路和三相电容电路,接口电路包括电源输出接口电路、阻抗网络接口电路、标准供电特性接口电路和UUT供电接口电路,试验电源的电能从电源输出接口电路的接口上引出,能够选择性的接入到阻抗网络接口电路或标准供电特性接口电路上,而后再通过UUT供电接口电路接入到被试设备上,通过选择的不同能够完成不同的测试项目,接入方便,试验效率较高。
优选地,阻抗网络接口电路包括N相转接电路、电压畸变接口电路、电压尖峰接口电路、电容转接电路、阻抗网络输出接口电路,通过将不同的阻抗网络接口电路接入到阻抗网络匹配电路的不同位置上,在同一套阻抗网络上能够完成不同试验项目测试的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案,下面将对附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请供电兼容性试验阻抗网络的连接流程图
图2为本申请直流单相或交流设备电压畸变频谱试验的电路结构示意图;
图3为本申请三相四线交流电压畸变频谱试验的电路结构示意图;
图4为本申请三相三线交流电压畸变频谱试验的电路结构示意图;
图5为本申请直流或单相交流设备电压尖峰试验的电路结构示意图;
图6为本申请三相四线交流电压尖峰试验的电路结构示意图;
图7为本申请三相三线交流电压尖峰试验的电路结构示意图;
图8为本申请阻抗网络与对应接口线路的结构示意图;
图9为本申请直流设备电压畸变频谱试验的接口连接示意图;
图10为本申请三相四线交流电压畸变频谱试验的接口连接示意图;
图11为本申请三相三线交流电压畸变频谱试验的的接口连接示意图;
图12为本申请直流设备电压尖峰试验的接口连接示意图;
图13为本申请三相四线交流电压尖峰试验的接口连接示意图;
图14为本申请三相三线交流电压尖峰试验的的接口连接示意图。
1、试验电源输出电路;2、三相电感电路;3、N相电感电路;4、三相电容电路;5、电源输出接口电路;6、阻抗网络输出接口电路;7、标准供电特性接口电路;8、UUT直流接口电路;9、UUT交流接口电路;10、N相转接电路;11、电压畸变接口电路;12、电压尖峰接口电路;13、电容转接电路;14、尖峰设备接入电路;15、脉冲变压器;16、尖峰输出接口电路;17、电源输入接口电路。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
一种供电兼容性试验阻抗网络,按照GJB181、DO-160、HB20326等相关标准的规定,机载用电设备在进行供电兼容性试验的试验项目——“电压尖峰”、“电压畸变”时,试验线路中应连接相应的电感、电容阻抗网络,以确保试验条件应力完整施加至被试设备电源输入端,并保护试验电源免受试验条件应力的不利影响。常规试验、电压尖峰、电压畸变的接线流程如图1所示。
本申请能够应用的用电设备如下:1、28V直流用电设备;2、270V直流用电设备;3、115V/400Hz单相恒频交流用电设备;4、115V/200V400Hz三相恒频交流用电设备;5、115V单相变频交流用电设备;6、115V/200V三相变频交流用电设备;7、220V/50Hz单相交流用电设备。
按照DO-160的相关规定,针对不同用电类型的机载用电设备,在电压尖峰试验中的线路连接如下:
直流或单相交流用电设备电压尖峰试验中的线路连接如图2所示;三相三线制交流用电设备电压尖峰试验的线路连接如图3所示,图示仅为对被试设备A相供电输入线路进行电压尖峰试验时的连接,对被试设备B、C相供电输入线路进行电压尖峰试验时,应将尖峰信号发生器串入对应线路中;三相四线制交流用电设备电压尖峰试验的线路连接如图4所示,图示仅为对被试设备A相供电输入线路进行电压尖峰试验时的连接,对被试设备B、C相供电输入线路进行电压尖峰试验时,应将尖峰信号发生器串入对应线路中。按照GJB182和DO-160等相关标准的规定,尖峰信号发生器内阻应为50Ω±5Ω。
直流或单相交流用电设备电压畸变试验的线路连接如图5所示;三相三线制交流用电设备电压畸变试验的线路连接如图6所示,图示仅为对被试设备A相供电输入线路进行电压畸变试验时的连接,对被试设备B、C相供电输入线路进行电压畸变试验时,应将变频电源串入对应线路中;三相四线制交流用电设备电压畸变试验的线路连接如图7所示,图示仅为对被试设备A相供电输入线路进行电压畸变试验时的连接,对被试设备B、C相供电输入线路进行电压畸变试验时,应将变频电源串入对应线路中。
综合以上所述,在供电兼容性试验中,线路阻抗网络存在6中构型,采用常规方式进行器件和线路连接较为复杂,不仅为导致试验周期较长,还特别容易出现连接错误、线路短接等潜在安全隐患。
因此对六种阻抗匹配网络进行最多元器件、最大相似性、最小线路改装分析,将共性连接进行固定设计,所述元器件均采用固定安装,差异性连接采用插拔连接方式设计。
如图8所示,包括试验电源输出电路1、阻抗网络匹配电路和接口电路。试验电源输出电路1用于接入试验电源,阻抗网络匹配电路用于6种构型的阻抗匹配的固定设计,接口电路用于不同构型的差异性设计,不同的接口电路的输入端或输出端上设有能够进行接线的接口,接口处采用插拔式连接。
阻抗网络匹配电路包括三相电感电路2、N相电感电路3和三相电容电路4,三相电感电路2的输出单与三相电容电路4的输入端相连,接口电路包括电源输出接口电路5、阻抗网络接口电路、标准供电特性接口电路7和UUT供电接口电路。
电源输出接口电路5用于接入试验电源,标准供电特性接口电路7用于接入各种供电特性,UUT供电接口电路用于接入被试设备,标准供电特性接口电路7的输出端与UUT供电接口电路的输入端相连。阻抗网络接口电路用于根据不同的试验类型分别接入至阻抗匹配网络的不同位置以形成不同的电路结构来达到不同的试验需求。
试验电源的电能从电源输出接口电路5引出后,进行常规试验时,通过香蕉插头短接线将电源输出接口电路5串入至标准供电特性接口电路7、UUT供电接口电路上,再通过UUT供电接口电路与被试设备相连,即可完成检测;
进行电压畸变或电压尖峰试验时,通过香蕉插头短接线将电源输出接口电路5串入至阻抗网络接口电路上,根据不同的试验需求采用不同的接法使得阻抗匹配网络电路形成不同的构型,而后再通过香蕉插头短接线串入至标准供电特性接口电路7、UUT供电接口电路上,再通过UUT供电接口电路与被试设备相连,即可完成检测。
因此,通过采用这种保留相似性、采用插拔连接的方式连接阻抗网络的差异性,能够有效的减少线路的接线繁琐程度,有效的减少了电路结构,一个工作人员即能够对所有的接线类型进行有效的接线,从而有效提升了接线和试验效率。
优选地,阻抗网络接口电路包括N相转接电路10、电压畸变接口电路11、电压尖峰接口电路12、电容转接电路13、阻抗网络输出接口电路6。
N向转接网络设于N相电感电路3上,电压畸变接口电路11设于三相电感电路2的输入端,电压尖峰接口电路12设于三相电感电路2的输入端和三相电容电路4的输出端之间,电容转接电路13设于三相电容电路4上,阻抗网络输出接口电路6设于三相电感电路2的输入端和三相电容电路4的输出端之间。
通过将不同的阻抗网络接口电路接入到阻抗匹配网络电路的不同位置,从而形成了不同的网络构型,能够满足试验所要求的6中匹配网络构型,也就能够有效地进行电压畸变和电压尖峰试验。
优选地,N相转接电路10包括电压畸变转接网络和电压尖峰转接网络,电压畸变转接网络设于N相电感电路3的输入端;电压尖峰转接网络包括尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络,尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络并联设于N相电感电路3的输出端。对于不同的试验类型,香蕉插头分别插入到不同的接口电路即可。电压畸变转接网络对应NL接口,尖峰直流转接网络对应N0接口,尖峰三相转接网络对应N1、N2、N3接口。
优选地,电容转接电路13包括第一三相转接网络和第二三相转接网络,第一三相转接网络设于三相电容电路4的输出端,第二三相转接网络设于三相电感电路2的输出端和三相电容电路4的输入端之间。第一三相转接网络对应C1-A、C2-B和C3-C接口,第二三相转接网络对应C1+A、C2+B和C3+C接口。
通过采用不同的接法,第一三相转接网络直接接入N相线,三相电容电路4与阻抗网络输出接口电路6实现并联;第一三相转接网络通过交叉转接的方式接入至第二三相转接网络,即第一三相转接网络的A、B、C三相分别对应接入第二三相转接网络的C、A、B三相,三相电容电路4与阻抗网络输出接口电路6实现串联,以能够分别实现电压畸变和电压尖峰测试,不存在安全风险,接入稳定。
电压畸变接口电路11和电压尖峰接口电路12均设有直流和三相接口,在此不再赘述。
优选地,电压尖峰接口电路12对应设有尖峰设备接入电路14、脉冲变压器15、尖峰输出接口电路16和电源输入接口电路17,尖峰设备接入电路14和脉冲变压器15的输入端相连,尖峰输出接口电路16和电源输入接口电路17与脉冲变压器15的输出端相连。脉冲变压器15用于修正尖峰信号发生器内阻至50Ω±5Ω范围内,电源输入接口电路17用于接入阻抗网络输出接口电路6,尖峰输出接口电路16用于接入标准供电特性接口电路7,接线简单,尖峰信号发生器的工作稳定。
优选地,UUT供电接口电路包括UUT直流接口电路8和UUT交流接口电路9,标准供电特性接口电路7包括直流特性接口电路和交流特性接口电路,UUT直流接口电路8与直流特性接口电路的输出端相连,UUT交流接口电路9与交流特性接口电路的输出端相连。被试设备根据试验需求接入直流或交流接口处进行测试。
优选地,三相电感电路2包括分别设于A相、B相、C相上的第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3,所述N相电感电路3包括设于N相线上的第四电感Ln,所述三相电容电路4包括分别设于A相、B相、C相上的第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3,各电容的正极与三相电感电路2的输出端相连。
N相转接电路10和电容转接电路13为系统中负线转接网络,用于满足各种机载用电设备供电兼容性试验阻抗的连接要求,即可极为方便的实现电容C1、C2和C3在电源相线相间或相线与中负线之间的并联连接,也可轻易实现中负线线路中的电感Ln的接入或断开,不存在外部线路的多点短接等可能引起的安全风险。
具体的,还设有供电兼容性试验阻抗网络机箱,供电兼容性试验阻抗网络机箱上对应各电路均设有接口,接口包括试验电源直流与交流插座,对应电源输出接口电路5;电压畸变匹配网络输入直流与交流插座,对应电压畸变接口电路11;电压尖峰匹配网络输入直流与交流插座,对应电压尖峰接口电路12;匹配网络输出直流与交流插座,对应阻抗网络输出接口电路6;标准特性注入插座,对应标准供电特性接口电路7;电源输入插座,对应电源输入接口电路17;尖峰输出插座,对应尖峰输出接口电路16;中负线转接网络插座,对应N相转接电路10和电容转接电路13;UUT直流与交流供电插座,对应UUT直流接口电路8、UUT交流接口电路9;尖峰信号发生器连接插座,对应尖峰设备接入电路14。对于不同的试验项目,具体接法如下:
如图9-14所示,在试验电源输出电路中,对直流用电设备(包含28V直流、270V直流)进行使用试验时,试验电源输出由“直流”插座引出;对交流用电设备(含115V交流、220V交流)进行试验时,试验电源输出由“A相”、“B相”、“C相”交流插座引出。
框内为匹配网络电路,进行电压畸变试验时,对直流用电设备(含28V直流、270V直流):进行电压畸变频谱试验(LDC/HDC103)中畸变频率高于25Hz的试验条件(试验条件C~K)时,试验电源输出由“直流”插座引出,并连接至电压畸变匹配网络输入“直流”插座;对交流用电设备(含115V交流、220V交流):进行电压畸变频谱试验(SAC/SVF/SXF/TAC/TVF106)试验时,试验电源输出由“A相”、“B相”、“C相”交流插座引出,并一一对应连接至电压畸变匹配网络输入“A相”、“B相”、“C相”插座;对SAC/SVF/SXF等单相交流用电设备,则应对应连接至“A相”插座。
进行电压尖峰试验时,对直流用电设备(含28V直流、270V直流):进行电压尖峰试验时,试验电源输出由“直流”插座引出,并连接至电压尖峰匹配网络输入“直流”插座;对交流用电设备(含115V交流、220V交流):进行电压尖峰试验时,试验电源输出由“A相”、“B相”、“C相”交流插座引出,并一一对应连接至电压尖峰匹配网络输入“A相”、“B相”、“C相”插座;对SAC/SVF/SXF等单相交流用电设备,则应对应连接至“A相”插座。
对匹配网络输出插座的接法如下:对直流用电设备(含28V直流、270V直流):进行电压畸变频谱试验(LDC/HDC103)中畸变频率高于25Hz的试验条件(试验条件C~K)时,供电电源应由匹配网络输出“直流”插座引出,并连接至耦合变压器;进行电压尖峰试验时,供电电源应由匹配网络输出“直流”插座引出,并连接至供电兼容性试验阻抗网络机箱前面板“电源输入”插座;对交流用电设备(含115V交流、220V交流):进行电压畸变频谱试验(SAC/SVF/SXF/TAC/TVF106)试验时,供电电源由匹配网络输出“A相”、“B相”、“C相”插座引出,并将被试相线连接至耦合变压器,其它两相连接至对应的标准特性注入插座;对SAC/SVF/SXF等单相交流设备,则供电电源应由匹配网络输出“A相”插座引出,并连接至耦合变压器;对交流用电设备(含115V交流、220V交流):进行电压尖峰试验时,供电电源应由匹配网络输出“A相”、“B相”、“C相”插座引出,并将被试相相线连接至供电兼容性试验阻抗网络机箱前面板“电源输入”插座,其它两相连接至对应的标准特性注入插座;对SAC/SVF/SXF等单相交流用电设备,则供电电源应由匹配网络输出“A相”插座引出,并连接至供电兼容性试验阻抗网络机箱前面板“电源输入”插座。
中负线转接网络插座通过变换上述各插座间线路连接方式,即可方便实现交、直流电压畸变频谱或电压尖峰试验中所要求的系统中线/负线连接更改。
被试设备的接线如下所示,对直流用电设备进行试验时,其供电电源正线必须连接在“DC+”插座;对单相交流用电设备进行试验时,其供电电源相线必须连接在“单相/A相”插座;对三相交流用电设备进行试验时,其供电电源相线必须一一对应连接在“单相/A相”、“B相”和“C相”插座;直流电源负线应连接至“DC-”插座,交流电源零线或中线应连接至“N”插座;尖峰信号发生器用于产生电压尖峰信号,但其内阻<0.5Ω,因此在供电兼容性试验阻抗网络机箱内安装了脉冲变压器(50Ω),用于将尖峰信号发生器阻抗修正为50Ω±5Ω。进行电压尖峰试验时,应将尖峰信号发生器输出与供电兼容性试验阻抗网络机箱前面板“尖峰信号发生器”所示两接线柱对接。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种供电兼容性试验阻抗网络,其特征在于:包括试验电源输出电路(1)、阻抗网络匹配电路和接口电路,不同的所述接口电路的输入端或输出端上设有能够进行接线的接口,所述阻抗网络匹配电路包括三相电感电路(2)、N相电感电路(3)和三相电容电路(4),所述三相电感电路(2)的输出端与三相电容电路(4)的输入端相连,所述接口电路包括电源输出接口电路(5)、阻抗网络接口电路、标准供电特性接口电路(7)和UUT供电接口电路;
所述电源输出接口电路(5)用于接入试验电源,所述标准供电特性接口电路(7)用于接入试验中各种供电特性,所述UUT供电接口电路用于接入被试设备,所述标准供电特性接口电路(7)的输出端与UUT供电接口电路的输入端相连;
所述阻抗网络接口电路用于根据不同的试验达到不同的试验需求;
所述阻抗网络接口电路包括N相转接电路(10)、电压畸变接口电路(11)、电压尖峰接口电路(12)、电容转接电路(13)、阻抗网络输出接口电路(6);
所述N相转接电路(10)设于N相电感电路(3)上,所述电压畸变接口电路(11)设于三相电感电路(2)的输入端,所述电压尖峰接口电路(12)设于三相电感电路(2)的输入端和三相电容电路(4)的输出端之间,所述电容转接电路(13)设于三相电容电路(4)上,所述阻抗网络输出接口电路(6)设于三相电感电路(2)的输入端和三相电容电路(4)的输出端之间;
所述N相转接电路(10)包括电压畸变转接网络和电压尖峰转接网络,所述电压畸变转接网络设于N相电感电路(3)的输入端;所述电压尖峰接口电路(12)包括尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络,所述尖峰直流转接网络和尖峰三相转接网络并联设于N相电感电路(3)的输出端;
所述电容转接电路(13)包括第一三相转接网络和第二三相转接网络,所述第一三相转接网络设于三相电容电路(4)的输出端,所述第二三相转接网络设于三相电感电路(2)的输出端和三相电容电路(4)的输入端之间;
所述电压尖峰接口电路(12)对应设有尖峰设备接入电路(14)、脉冲变压器(15)、尖峰输出接口电路(16)和电源输入接口电路(17),所述尖峰设备接入电路(14)与脉冲变压器(15)的输入端相连,所述尖峰输出接口电路(16)和电源输入接口电路(17)与脉冲变压器(15)的输出端相连。
2.如权利要求1所述的供电兼容性试验阻抗网络,其特征在于:所述UUT供电接口电路包括UUT直流接口电路(8)和UUT交流接口电路(9),所述标准供电特性接口电路(7)包括直流特性接口电路和交流特性接口电路,所述UUT直流接口电路(8)与直流特性接口电路的输出端相连,所述UUT交流接口电路(9)与交流特性接口电路的输出端相连。
3.如权利要求1所述的供电兼容性试验阻抗网络,其特征在于:所述三相电感电路(2)包括分别设于A相、B相、C相上的第一电感、第二电感和第三电感,所述N相电感电路(3)包括设于N相线上的第四电感,所述三相电容电路(4)包括分别设于A相、B相、C相上的第一电容、第二电容和第三电容,各电容的正极与三相电感电路(2)的输出端相连。
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