CN212514797U

CN212514797U - 一种飞机直流发电系统模拟实验台

Info

Publication number: CN212514797U
Application number: CN202020371113.3U
Authority: CN
Inventors: 李超选
Original assignee: Xi'an Liangao Electronic System Engineering Co ltd
Current assignee: Xi'an Liangao Electronic System Engineering Co ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2030-03-23

Abstract

本实用新型涉及一种飞机直流发电系统模拟实验台，包括监控系统上位计算机、控制机柜、发电机组(交流异步电动机和直流)、变频器和机上附带的直流负载，变频器与交流异步电动机、直流发电机及直流负载依次电连接，且变频器连接监控系统上位计算机；变频器通过对电压、电流、频率矢量控制，实现对交流异步电动机转速的调节，同时带动直流发电机转速变化；交流异步电动机与直流发电机同轴转动，且转速相同，交流异步电动机拖动直流发电机实现DC输出；发电机组设于控制机柜外部，实验台控制机柜设有控制面板。本实用新型的优点是，可模拟飞机直流发电系统对机上电气和电子等设备提供15～115V工作电压，并具备线性可调功能，满足多种设备的测试和实验需求。

Description

一种飞机直流发电系统模拟实验台

技术领域

本实用新型涉及飞机直流发电领域，具体为一种飞机直流发电系统模拟实验台。

背景技术

市场现有许多飞机直流发电机具有以下缺陷：

1)输出电压单一，无法实现输出电压的线性调节；

2)监测控制系统结构复杂，监控、测试安全性存在隐患；

3)直流发电系统动力源多采用油机，对空气造成污染的同时噪音较大；

4)多数飞机直流发电系统采用航空部件，或使用退役的飞机直流发电机，维护保养费用高昂，而且适用性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种飞机直流发电系统模拟实验台，可模拟飞机直流发电系统对机上电气和电子等设备提供15～115V 工作电压，并具备线性可调功能，满足多种设备的测试和实验需求。通过对该设备系统演示、测试和实验操作，可加深对飞机直流电源系统原理、结构组成和机上设备电气工作环境的学习和掌握。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种飞机直流发电系统模拟实验台，包括监控系统上位计算机、控制机柜、发电机组、变频器和机上附带的直流负载，所述发电机组包括交流异步电动机和直流发电机，所述变频器与交流异步电动机、直流发电机及直流负载依次电连接，且所述变频器连接监控系统上位计算机。

所述交流异步电动机作为直流发电机动力源，所述变频器通过对输入的380V电压、电流、频率重新调制(矢量控制)，实现对交流异步电动机转速的调节，同时带动直流发电机输出的电压、电流调节及转速变化；变频器机身面板和分立式操作面板可控制并显示交流异步电动机工作的电压、电流、频率和转速。变频器通过网络接口与监控系统上位计算机相连，实现对交流异步电动机工作的电压、电流、频率和转速的远程控制和监视。

所述交流异步电动机与直流发电机同轴转动，且转速相同，交流异步电动机拖动直流发电机实现DC输出。

所述直流发电机电源输出接口连接直流负载，直流负载通过网络接口与监控系统上位计算机相连，实现直流负载远程控制。

所述发电机组设于控制机柜外部，所述实验台控制机柜设有控制面板。

进一步的，所述控制面板的布局分为三部分：总电源开关(含急停开关)，系统输入电源的电压表、电流表，电源指示灯；交流异步电动机输入的电压表、电流表、频率和电机转速；直流发电机输出的电压表、电流表、转速。

进一步的，所述交流异步电动机和直流发电机通过联轴器连接，且通过在其底部设置底座实现两者的转轴处于同一轴线上，交流异步电动机和直流发电机，构成对托系统。

进一步的，所述控制机柜采用琴式结构，铁质亚光密纹喷塑外观，桌面为防火、防水、耐磨高密度板。

进一步的，所述模拟实验台通过监控系统上位计算机通用接口连接变频器，可实现对直流发电系统模拟实验台的远程控制和监测。

进一步的，所述变频器采用MD500T2.2GB变频器，该变频器采用书型结构设计、开环矢量控制，支持无缝并排和导轨安装，接线端子采用无盖设计，且内置输入滤波器。

所述交流异步电动机选用西玛公司的YE-132S1-2三相异步电动机，该型电动机额定功率5.5KW，为拖动直流发电机输出的功率，留有充足的功率余量。

所述直流发电机选用西玛公司的Z2-41直流发电机，额定功率4.2KW，额定转速2850r/min，额定电压115V，额定电流36.5A，效率80％。

进一步的，所述模拟实验台的所有电气控制、监测部件和输入/输出接口都安装于控制面板上和控制机柜侧面。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型系统方案秉承绿色环保概念，无噪音和空气污染；

2、监测控制系统简洁、直观，操作简便，无需特殊培训，易于掌握；

3、实验台可完全模拟飞机直流发电系统，对机上电气和电子等设备提供15～115V工作电压，并具备线性可调功能，满足多种设备的测试和实验需求；

4、监控系统上位计算机通过网口与变频控制器链接，可实现对直流发电系统模拟实验台的远程控制和监测。测试、实验过程无安全隐患；

5、发电系统各关键部件采用通用性产品，后期维护及保养简单，部件可替代性强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型系统拓扑示意图；

图2为本实用新型控制机柜结构示意图；

图3为本实用新型发电机组对托系统示意图；

图中：1-变频器，2-交流异步电动机，3-直流发电机，4-直流负载，5- 底座，6－控制机柜，7－控制面板。

具体实施方式

如图1－3所示的一种直流发电系统模拟实验台，是模拟飞机低压直流发电系统的实训设备。该实验台可模拟飞机直流发电系统对机上电气和电子等设备提供15～115V工作电压，并具备线性可调功能，满足多种设备的测试和实验需求。通过对该设备系统演示、测试和实验操作，可加深对飞机直流电源系统原理、结构组成和机上设备电气工作环境的学习和掌握。

1、实验台总体架构

直流发电系统模拟实验台由琴式监测调节控制机柜6，发电机组(交流异步电动机2和直流发电机3)、变频器1和机上直流负载4组成。系统拓扑示意图见图1。

2、控制机柜6采用琴式结构，铁质亚光密纹喷塑外观，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，结构坚固。考虑到教学和实验安全，发电机组置于实验台控制机柜6外。控制机柜6结构如图2所示。

所有电气控制、监测部件和输入/输出接口都安装于控制机柜6的控制面板7上和柜体侧面。

控制面板7根据布局主要分为三部分：1)总电源开关(含急停开关)，系统输入电源的电压表、电流表，电源指示灯；2)交流异步电动机2输入的电压表、电流表、频率和电机转速(通过变频器1显控面板显示)；3) 直流发电机3输出的电压表、电流表、转速等。调节控制功能通过变频器1 实现，数显测量仪表显示电参数指标，并配备相关指示灯。

通过监控系统上位计算机通用接口与变频器1连接，可实现对直流发电系统模拟实验台的远程控制和监测。

3、交流异步电动机2作为直流发电机3的动力源，交流电动机3选用西玛公司的YE-132S1-2三相异步电动机。该型电动机额定功率5.5KW，为拖动直流发电机3输出的功率，留有充足的功率余量。额定转速2920r/min，效率87％，功率因数0.88，额定电压三相380VAC，额定电流10.9A。电机高度(含底座5)345mm，宽度(含底座5)210mm。

4、变频器1可对电压、电流、频率重新调制(矢量控制)，实现对交流异步电动机2转速的调节，同步带动直流发电机3转速变化。同时变频器1机身面板和分立式操作面板可控制并显示交流异步电动机2工作的电压、电流、频率和转速。也可与监控系统上位计算机相连，实现对交流异步电动机2工作的电压、电流、频率和转速的控制和监视。

根据交流异步电动机2的功率，选用汇川科技的MD500T2.2GB变频器。 MD500系列变频器是一款通用紧凑型多功能变频器，采用书型结构设计；采用开环矢量控制，以高性能的电流矢量控制技术可实现异步电机控制；支持无缝并排和导轨安装，体积小巧，安装简便，节省空间；接线端子采用无盖设计，配线、操作、维护更加方便；内置输入滤波器，充分提高抗干扰能力和降低对外干扰；采用宏参数，将典型应用一键实现。交流异步电动机2的结构为现有技术。

5、交流异步电动机2与直流发电机3同轴转动，两者转速相同，交流异步电动机2拖动直流发电机3实现DC输出，通过交流异步电动机2输出的转速调节实现直流发电机3输出的电压、电流调节。直流负载4(飞机主电瓶)直接连接直流发电机3。直流发电机3选用西玛公司的Z2-41直流发电机，额定功率4.2KW，额定转速2850r/min，额定电压115V，额定电流36.5A，效率80％。

电动机-发电机通过联轴器连接，电动机和发电机高度不同，通过设置底座5使三相异步电动机和直流发电机3的转轴处于同一轴线上，电动机- 发电机构成对托系统，结构示意图如图3所示。

6、系统电气指标参数

系统工作电源：三相380VAC；

系统输出电压：DC15～115V

系统输出电流：36.5A(+/-10％)

系统输出功率：4.2KW(+/-10％)

本实用新型的关键点和保护点：

1)系统方案秉承绿色环保概念，无噪音和空气污染；

2)监测控制系统简洁、直观，操作简便，无需特殊培训，易于掌握。

3)实验台可完全模拟飞机直流发电系统，对机上电气和电子等设备提供15～115V工作电压，并具备线性可调功能，满足多种设备的测试和实验需求。

4)监控系统上位计算机通过网口与变频控制器链接，可实现对直流发电系统模拟实验台的远程控制和监测。测试、实验过程无安全隐患。

5)发电系统各关键部件采用通用性产品，后期维护及保养简单，部件可替代性强。

本实用新型中未作详细描述的均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，包括监控系统上位计算机、控制机柜(6)、发电机组、变频器(1)和机上附带的直流负载(4)，所述发电机组包括交流异步电动机(2)和直流发电机(3)，所述变频器(1)与交流异步电动机(2)、直流发电机(3)及直流负载(4)依次电连接，且所述变频器(1)连接监控系统上位计算机；

所述交流异步电动机(2)作为直流发电机(3)动力源，所述变频器(1)通过对电压、电流、频率矢量控制，实现对交流异步电动机(2)转速的调节，同时带动直流发电机(3)输出的电压、电流调节及转速变化；所述交流异步电动机(2)与直流发电机(3)同轴转动，且转速相同，交流异步电动机(2)拖动直流发电机(3)实现DC输出；

所述发电机组设于控制机柜(6)外部，所述实验台控制机柜(6)设有控制面板(7)。

2.根据权利要求1所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述控制面板(7)的布局分为三部分：总电源开关，系统输入电源的电压表、电流表，电源指示灯；交流异步电动机(2)输入的电压表、电流表、频率和电机转速；直流发电机(3)输出的电压表、电流表、转速。

3.根据权利要求1所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述交流异步电动机(2)和直流发电机(3)通过联轴器连接，且通过在其底部设置底座(5)实现两者的转轴处于同一轴线上。

4.根据权利要求1所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述控制机柜(6)采用琴式结构，铁质亚光密纹喷塑外观，桌面为防火、防水、耐磨高密度板。

5.根据权利要求1所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述模拟实验台通过监控系统上位计算机通用接口连接变频器(1)。

6.根据权利要求1所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述变频器(1)采用MD500T2.2GB变频器，该变频器采用书型结构设计、开环矢量控制，支持无缝并排和导轨安装，接线端子采用无盖设计，且内置输入滤波器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种飞机直流发电系统模拟实验台，其特征在于，所述模拟实验台的所有电气控制、监测部件和输入/输出接口都安装于控制面板(7)上和控制机柜(6)侧面。