28V机载用电设备供电特性测试平台的控制系统设计
28V机载用电设备供电特性测试平台的控制系统设计
杨鸣强;陈乾宏;张超
【摘要】为实现对机载用电设备进行自动、高效的供电特性测试,需为测试平台设计适合的控制系统.兼顾RTCA-DO-160E、GJB181-1986、GJB181A-2003 3种供电标准,针对28 V低压直流供电的机载设备,开发了一套直流供电特性自动测试平台的控制系统.该控制系统基于LabVIEW软件,以PCIe-6353板卡输出信号控制主电路电压的产生与波形参数,以PCI-5114实现了输出波形的实时监测与参数分析；模块化的程序设计方式使系统具有良好的人机界面和可扩展性；结合测试平台在输出信号、人机界面、数据管理、信号测量等方面的控制需求,给出了控制系统各部分的软件设计方法和部分程序.通过试验平台运行结果可说明控制系统使测试平台能自动、高效完成3种供电标准的测试项目.
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2013(021)003
【总页数】4页(P623-625,637)
【关键词】供电特性测试;LabVIEW;控制系统;人机界面
【作者】杨鸣强;陈乾宏;张超
【作者单位】南京航空航天大学自动化学院,南京 210016;南京航空航天大学自动化学院,南京 210016;南京航空航天大学自动化学院,南京 210016
【正文语种】中文
【中图分类】TM932
0 引言
飞机实际供电环境复杂，存在电压浪涌、供电中断以及电压尖峰等情况。为了保证机载用电设备在实际供电环境下能安全运行，各国制定了相应的飞机供电特性标准，明确机载用电设备的供电条件，RTCA－DO－160E［1］、GJB181－1986［2］、GJB181A－2003［3］是必须满足的供电标准。由于存在多个供电标准，不同供
电标准要求的测试项目较多，且具体测试项目对供电的幅值及时间要求非常严格，如何准确、高效率的完成供电特性的测试成为机载用电设备研制中亟待解决的实际问题。显然，传统人工测试方法无法满足高效测试的需要，开发自动或半自动测试平台是解决上述问题的有效手段［4］。
测试平台通常由主电路与控制系统两部分组成。
主电路用于生成各种输出电压波形，控制系统用于实现调整输出电压波形参数、实时监测与控制测试过程、人机对话等功能，因而是实现测试平台高效、自动运转的关键。就已知的信息，在市场上测试平台中仅正鸿航科的产品可经串口与上位机通讯，人机界面不是很友好，功能可扩展性不强。同时，测试平台只是在液晶屏上给出波形信息，不便于测试波形的保存和记录，影响了产品的测试效率。因此，在兼顾控制生成输出电压的同时，如何设计友好的人机界面，更好地实现测试波形的监测与记录，以及提高测试平台功能可扩展性是控制系统设计需要解决的问题。
论文首先对3种标准进行总结、归纳，结合硬件，对控制系统进行需求分析；进
而介绍LabVIEW软件的特点及选取其为系统软件的原因；结合平台需求，给出了在各模块中Lab－VIEW实现自动控制测试的方法和程序；最后，论文给出测试平台的运行情况，说明了控制系统可实现供电测试平台高效、自动运行。
1 控制系统软硬件选取
1.1 测试平台硬件实现及控制需求
通过概括、总结3个航空供电标准中有关28V低压直流供电特性的内容，可以发现：
（1）3个标准均要求提供3类波形进行输入特性测试：宽范围、高动态的输出电压，特定频率和幅值要求的脉动电压以及严格波形要求的尖峰电压。
（2）3个常用的标准，尤其是DO－160E，规定用电设备需要测试的项目繁多，测试程序复杂。每个测试项目中，对负载端电压的波形要求严格，不光要求静态电压值准确，还对波形的上升、下降率以及维持时间有严格要求，有时还要求重复多次。
由于3个标准在测试内容上存在共性，可以共用波形发生的硬件单元来满足不同标准和不同产品测试的需要，即高动态宽范围直流输出电压发生模块、脉动电压发生模块以及尖峰电压发生模块。
结合上述系统硬件构成，可以得到测试平台对控制系统的需求为：①为直流电压发生模块与脉动电压发生模块提供快速、宽范围的小信号基准，为尖峰电压发生模块提供驱动信号。②提供数字信号，控制测试项目转换与电路内部继电器开关。③提供良好的人机界面，方便测试过程控制、数据管理及波形监测与保存。
1.2 控制系统组成
控制系统如图1所示，由LabVIEW软件、DAQ板卡PCIe－6353与虚拟示波器板卡PCI－5114组成。
图1 控制系统框图
LabVIEW作为目前被广泛应用于航空电源测试平台的软件，不仅具有虚拟仪器界面友好、易于扩充移植、自动化程度高的优点，同时其采用面向对象、图形化的编程语言，程序编制相对方便；程序自带丰富的函数库，便于数据采集、数据分析、数据显示和数据存储，故选用LabVIEW作为系统软件［5－6］。
在本系统中，虚拟仪器硬件接口——数据采集（Data Acquisition，DAQ）多功
能卡需通过一定数额的模拟、数字、计数器信号输出，实现测试平台的硬件模块切换与控制不同测试波形输出。通过对系统中模拟、数字、计数器信号数量统计，选取PCIe－6353作为平台的信号生成板卡。
为实现对输出测试信号的有效观测，平台配置了一块高速虚拟示波器板卡PCI－5114，其能提供最高250MS/s的实时采样率，125M带宽，相较于DAQ板卡，能提供更高的采样速度，及功能强大的波形测量与频谱分析等功能。
2 控制系统软件需求
控制系统软件需求如图2所示。
软件需求结构主要分为两部分：控制应用功能区和数据管理功能区。控制应用功能区中通过良好的人机界面，用户可操作控件控制测试项目开始结束，监测测试过程；选定测试项目并开始测试后，程序驱动DAQ板卡有序向测试平台硬件提供各模拟、数字信号，实现测试过程自动化；测试过程中，程序通过调用Ni－Scope函数驱
动示波器板卡，实时对输出信号进行监测，分析并保存当前波形数据。数据管理功能区通过调用数据库函数与报表函数，实现对测试数据的储存，查询，生成word 表格，从而进行数据管理。
图2 软件需求框图
由于本系统测试项目繁多，软件程序较大，需尽量实现特定功能程序的模块化，进而方便模块灵活调动，增强程序可读性及功能可扩展性。
3 系统软件程序设计
由第1、2节可知，控制系统软件驱动PCI板卡控制测试平台硬件部分（直流电压输出模块、脉动电压发生模块、尖峰电压发生模块）生成电压波形；观测并保存电压波形；管理测试数据。以下为各电压输出模块波形生成、波形观测、数据管理的软件设计方法与程序，并给出了人机界面的设计思路。
3.1 直流电压输出模块程序设计
由于输出滤波器有大电容的影响，开关电源无法实现DO－160E中瞬时供电中断、浪涌电压测试等输出电压快速变化（大于28V/ms）的波形输出。与开关电源相对应的线性电源具有输出电压低于输入电压、动态响应速度快、输出纹波较小等优点。故直流电压发生模块最终采用前级开关电源后级线性电源的方案。因此，直流电压输出模块电源程序需分别实现对开关电源与线性电源的实时控制。
以DO－160E中AB类3次过压浪涌为例。当点击按钮开始该项目测试时，程序
进行一个包含两层顺序结构的for循环，通过定义for循环的次数进而确定浪涌信号的个数。顺序结构的第一层为两个任意信号发生器通过LabVIEW自带的DAQ
助手驱动DAQ板卡输出开关电源与MOSFET的电压基准，并通过波形图显示基
准波形，其中DAQ助手的应用，使得程序员无需编制相对复杂的DAQ程序，而只需根据不同测试项目调整DAQ助手中的某些参数即可。第二层中包含了一个定时结构，通过定义定时结构的循环周期确定浪涌电压之间的时间间隔。定时循环内置的1kHz定时源提供了最小1ms的循环周期，通过外接定时源可以将频率提高
到1MHz。
3.2 脉动电压发生模块程序设计
脉动电压发生模块通过SPWM逆变器产生幅值和频率随时间变化的交流电压。本模块程序需根据不同标准所规定的脉动值精确控制正弦基准，进而控制输出电压的幅值和频率。
以DO－160E中RZ设备纹波电压测试为例，如图3所示。正弦波发生程序外层
为定时循环，用于控制当前正弦波的作用时间。定时循环每执行一次，移位寄存器加2，通过公式节点选择当前正弦波基准的幅值，并经DAQ写入函数控制板卡输出基准，进而控制SPWM逆变器输出电压。
3.3 尖峰电压发生模块程序设计
尖峰电压发生模块通过全桥电路结合LC谐振实现。本模块程序需为全桥电路提供
驱动信号。
图3 DO－160ERZ设备纹波电压基准生成程序
以DO－160E中尖峰电压测试为例。程序通过DAQ任务实现，定义DAQ任务的数字输出类型，脉冲宽度、周期、采样率，结合While循环函数实现驱动信号输出。
3.4 数据管理程序设计
数据管理程序实现3项功能：数据存储、数据查询、导出报表，通过LabVIEW中的数据库工具包实现。数据存入或读取只需调用“打开数据库”，“数据写入（列表）”，“关闭数据库”函数，向特定数据库、表单中写入或读取数据即可。图4 示波器程序
导出报表由报表函数实现。程序执行流程为建立word报表，表格数据导入，格式设置，关闭报表。
3.5 示波器程序设计
示波器程序用于驱动示波器板卡实现输出波形观测分析。图4为部分示波器程序。示波器主体程序由Ni－Scope中函数实现，其为NI公司提供的一个API函数和DAQ驱动程序库。图示各函数分别为信号采集初始化，触发、滤波参数设定，波形显示，频谱分析显示，波形参数计算。通过本虚拟示波器可实现波形显示、测量、存储、回放，波形参数报表生成等功能。
3.6 人机界面设计
本测试平台测试项目众多，人机界面的设计必须保证操作界面简洁、可操作性高，后台程序可读性、可扩展性强。主程序流程如图5所示。
图5 主程序流程图
DO－160E操作界面如图6所示。标准及数据查询通过事件结构进行选择，各标
准下层测试类别通过选项卡进行分类，底层子测试项目由事件结构连接。通过以上
分类，用户可方便地找到欲测试项目，进行相关试验。为保证程序的可读性与可扩展性，操作界面采用子面板技术，即在一个VI前面板中动态调用并显示另一个VI 前面板内容，并进行相应操作，其前提是对各具有特定功能的程序进行模块化。由此可保证后期程序维护时，只需对相应子VI进行修改便能实现整个系统相应功能
的更改。
4 测试平台试验结果
以DO－160E中AB类3次过压浪涌为例。点击过压浪涌按钮后，在操作界面上
将通过波形图表显示输出基准波形，同时从示波器中可依次观测到3个浪涌电压
波形，电压变化率大于28V/ms，符合标准要求。由此可知，测试控制系统具有快速的电压变化率，同时人机界面友好，能方便、自动执行测试过程。
数据管理界面通过选择相应的测试设备、编号及标准，调用数据库中数据即可方便地查看以往测试设备的试验情况，点击“导出报表”即可生成word报表，进行
打印。
输出电压波形观测界面，即虚拟示波器如图7所示，其中显示的波形为600V电
压尖峰。此外，该虚拟示波器还可实现波形图片存储、回放，波形参数测量，频谱分析，生成word报表等功能，为用户提供了功能强大，人机界面友好的输出电压观测平台。
5 结论
论文介绍了一台兼顾RTCA－DO－160E、GJB181－1986、GJB181A－2003 3
种供电标准，针对28V低压直流供电的机载设备，基于LabVIEW开发的直流供
电特性自动测试平台（额定输出28V/15A、峰值输出80V/15A）的控制系统设计；给出了测试项目的控制方法与程序；输出电压波形完全符合各标准规定要求。控制系统具有人机界面友好、功能可扩展性强、自动化程度高、数据与波形管理方便等
优点，测试平台在交与需求方后能很好地完成机载用电设备的供电特性测试。
【相关文献】
［1］RTCA DO－160E.Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment［Z］.2004.
［2］GJB181－1986.飞机供电特性及对用电设备的要求［Z］.国防科学技术工业委员会，1986. ［3］GJB181A－2003.飞机供电特性［Z］.中国人民解放军总装备部，2003.
［4］饶骞.测试自动化的未来［J］.计算机测量与控制，2005，（9）：6.
［5］阮奇桢.我和LabVIEW［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2010.
［6］林静，林振宇，郑福仁.LabVIEW 从入门到精通［M］.北京：人民邮电出版社，2010.
桥式起重机电气控制系统设计
1 引言(或绪论） 1．1 课题简介 本次毕业设计课题为“20/5t桥式起重机电气控制系统设计”。其主要任务是将接触—继电器控制的传统桥式起重机利用PLC进行改造.用到的实验台是THJPES-2型机床PLC电气控制实训考核装置,所以本次任务的重点是完成模拟实验.本次设计的控制部分主要是西门子S7—200 PLC系统，并结合STEP7软件进行了简单的控制编程。1．2桥式起重机在现代工业中的发展情况 桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化重要的工具和设备.所以桥式起重机在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。 经过多年的发展,我国桥式起重机的应用不断扩大，随着技术进步，针对实际中桥式起重机的恶劣工作坏境及长时间超负荷作业而导致的事故，为桥式起重机改造提出了新的要求，以便在实际操作更加安全、更加高效。 1．3PLC在工业自动控制中的应用 可编程程序控制器简称PLC，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器,是一种以微机处理器为核心用作数字控制的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求，同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构，使用户程序的编制清晰直观、方便易学，调试和查错都很简单。PLC现已成为现代工业控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性、逻辑功能强、体积小、可在线修改控制程序、具有远程通讯联网功能等优异性能,日益取代由大量中间继电器组成的传统继电—接触器控制系统在机械、化工、冶金等行业中的重要作用。PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一.微电子技术与计算机技术的结合,使PLC 的功能变得更加强大，通过可编程控制的实现，为PLC 增添了使用上的灵活性。目前PLC 应用范围之广，在工业自动控制中发挥着不可替代的重要作用，钢铁、化工、石油、机械制造、汽车等领域对PLC 的依赖程度也越来越高.控制模式的多样化发展是PLC 进步的成果之一，也是PLC功
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直流电源特性综合测试系统规程
一、概述 1.1 用途 DL/T 724-2000《电力系统用蓄电池直流电源仪器运行与维护技术规程》第5.3条中，GB/T19826-2005《电力工程直流电源设备通用技术条件和安全要求》第5.2条中及6.3条中，对充电仪器的稳压精度、稳流精度、纹波系数、充电机效率等技术指标及试验方法有明确的规定及技术要求。试验内容主要是通过调压仪器（如变压器）将充电机交流输入电压在额定电压±10%内变化，通过负载调整仪器（如放电电阻），使充电机的直流输出电压及输出电流在规定范围内变化（电压调整范围为额定值的90%～115%，电流调整范围为额定值的0～100%），在调整范围内测量电压、电流及纹波值，通过计算，得到充电机的稳压精度、稳流精度及纹波系数、充电机效率等。 该仪器是根据国家关于直流电源运行和维护规程的相关要求而派生的一个产品，主要包含稳压精度测量、稳流精度测量、纹波系数测量等功能，同时配备该仪器数据分析软件，对上传至计算机的测量数据进行各种分析。 1.2 功能 该仪器的检测方法严格按DL/T 459-2000《电力系统直流电源柜定货技术条件》规定执行，实现对直流电源的充电机的各项技术指标进行检测。主要功能有： 1.2.1 综合测试
综合测试显示测量直流电流、测量直流电压、测量交流电压和测量纹波电压，并计算出稳压精度、稳流精度、稳压纹波系数和稳流纹波系数。 1.2.2 稳压精度测量 稳压精度测量显示测量直流电流、测量直流电压和测量交流电压，并计算出稳压精度。 按照DL/T 459-2000《电力系统直流电源柜定货技术条件》规定，充电浮充电仪器在浮充电(稳压)状态下，交流输出电压在其额定值的+15%、－10%的范围内变化，输出电流在其额定值的0－100％范围内变化，输出电压在其浮充电压调节范围的任一数值上保持稳定，其稳压精度应符合表一内规定 充电浮充电 仪器类别项目名称磁放大 型 相控型 高频开关电源 型 I II 稳压精度 % ≤±5% ≤±0. 5% ≤±1 % ≤±0.5% 稳流精度% ≤±2% ≤±1% ≤±2 % ≤±1% 纹波系精度% ≤1% ≤1% ≤±1 % ≤0.5% 注：I、II表示浮充电仪器的精度分类
电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现
电力设备运行状态在线监测系统的设计 和实现 摘要：在线监测是一种监测设备运行特性的技术或过程。通过提取故障特征 信号，分析判断被监测特征的变化或趋势，可以及时准确地掌握设备运行状态， 保证设备安全、可靠、经济运行。本文主要分析电力设备运行状态在线监测系统 的设计与实现 关键词：电力设备；运行状态；监测系统；设计 引言 随着中国经济社会的重大发展，电力需求的不断增长，以及信息技术和自动 化技术在中国的应用，电力设备的运行状况在安全稳定的框架内运行，大大提高 了电网的稳定性和可靠性。电气设备运行在线监测系统灵敏度高，敏感传感器监 测和收集电气设备异常信息，利用计算机信息技术识别和处理故障信息，在线量 化故障信息，引进新设备特性，在线监测和诊断。 1、在线监测技术基本概述 在线监测技术主要是对所有设备的运行进行综合技术评价，并结合操作模式、操作方法和公式模型对主要设备的功能进行综合评价。实际上，辅助技术(集成 勘探技术、BIM技术)必须结合起来，找出故障发生的地点和原因，以优化设备的 实际运行功能，并扩大相应的维修计划和故障原因，实现主要的监控目标。因此，技术不仅可以提高设备的运行效率，还可以延长电气设备的运行周期，从而减少 故障对设备正常运行的负面影响。与此同时，技术提高了设备利用率，大大降低 了后续维护和维护成本，从而实现了优化的根本目标。 2、电气设备在线监测的特点
随着信息技术、传感器和通信技术的迅速发展，在线监测技术在电力设备中 的使用以及在发电机、变压器、电动机、断路器、电缆等方面的在线监测技术和 设备的使用也越来越普遍。发电厂已经达到了很高的成熟程度。与定期停机维护 模式相比，在线监控系统可以根据实时监控的电气参数判断电气设备运行状况， 实时分析诊断电气设备运行状况，研究电气设备维护计划在线监测技术的维护方 法能及时反映电气设备的运行状况，有助于在发生事故时采取预防措施和有效的 解决措施。使用在线监控设备可以将电气设备的维护从定期维护模式切换到状态 维护模式。在线监测技术在发电机、变压器和发电厂断路器等主要电气设备中的 广泛应用，有助于及时发现电气设备的缺陷，并为不同设备的不同缺陷情况找到 有效的解决办法，以避免接触关于对当地发电机放电进行在线监测，目前大多数 新的中型和大型机组的标准配置是对当地发电机放电进行在线监测。据统计，绝 缘问题占发电机事故的35%以上，占突发事故的最大比例。绝缘问题通常伴随着 一定的桌面释放量，桌面释放量可以决定绝缘材料残馀物的强度和寿命，局部波 形特征可以帮助用户确定绝缘问题的位置和类型。由于在发电机正常工作温度、 振动条件和工作电压下在线监测当地的发电机放电情况，所收集的数据最具代表性；在电气故障的预防性试验中，发电机工作温度降低，初步的定位和绝缘问题 可能消失和减弱，振动停机时也缓解了一些问题，无法正确确定故障的位置。通 过对当地垃圾填埋场进行在线监测，许多用户成功地避免了重大的设备事故和潜 在的重大损失。电力设备在线监测技术的使用是电力设备状态检修和数字电站发 展的必要条件。探测技术发展的必然过程是事故维修，从定期维修到状态维修。 在线监控技术与传统设备的计划维护和预防性测试相比具有以下特点:(1)在线实 时监控设备出现故障时的电气设备状态，能够及时检测并采取预防措施或采取措 施2)在实际工作电压和电气设备工作状态下对电气设备参数进行检测，检测数据 更加准确、现实，反映了实际工作情况。3)系统存储电气设备缺陷持续发展的历 史数据，能够根据设备缺陷的演变和变化趋势确定设备的设计、内容和维修时间，设备维修目标和效率强。(4)如果出现绝缘问题，可以立即确定问题所在，从而 提高维修和测试工作的效率和针对性。(5)通过减少电气设备断电时间，可以更 合理地安排生产，提高牵引效率(6)电子监控信息管理系统可以储存、分析和分 类电气设备的状态、报警信息和其他数据。
自控实验——电机控制
目录 一．设计内容 (3) 二．熟悉环境 (3) 三．建立传递函数 (5) 四．仿真设计 (9) 五．完整接线及调试 (13) 六．实验总结 (18)
一． 设计内容 1、 任务要求 （1） 给小型直流电机系统或球式磁悬浮系统,设计完整的闭环控制系统,采用极点配置的 现代理论控制方式, 可以借助Simulink 软件设计控制器算法，使系统满足给定的性能指标。 （2） 系统要准确建模。 （3） 要实物框图，要有Simulink 仿真框图和设计计算。 （4） 实物当面验收和实验报告。 （5） 时间约１０个学时，即一周内完成。 2、 性能指标 （1） 无静态误差 （2） 电机相应时间 < 0.3秒 （3） 磁悬浮响应时间 < 0.8秒 （4） 超调量 < 20% 二． 熟悉环境 1、 电机组 （1） 电机的工作原理 电磁力定律和电磁感应定律。直流电动机利用电磁力定律产生力合转矩。直流发电机利用电磁感应定律产生电势。电动机包含三部分：固定的磁极、电枢、换向片和电刷。只要维持电动机连续旋转，保证电磁转矩的方向不变，才能维持电动机不停地转动。实现上述现象的方法是导体转换磁极时，导体的电流方向必须相应的改变。而换向片和电刷就是实现转换电流方向的机械装置。改变电刷A 、B 上电源的极性，也就改变了电机转动的方向。这就是正转反转的原理 （2） 转矩平衡方程 0()()()() () ()()() ()()() t a a e c a a a a a a dw T T T J em L dt T t K I t em E t K w t dw t T t J T t em dt dI t U t L R I t E t dt =++===+=++ T em 是电枢转子受到的电磁转矩，0T 是电机本身的阻转矩， T L 是电动机的负载转矩，dw J dt 是负载折算到转子本身的转动惯量乘以转子的转速。电机存在死区可以这样理解，死区主要由摩擦产生，开始时T em 要克服0 T 带来的转矩，所以电机在死区范围内，能量都消 耗在阻力上。
浅谈数据中心供配电系统设计
浅谈数据中心机房供配电系统设计 丁国余 上海**系统工程有限公司 摘要：现代的数据中心中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电系统必须在所有的时间都有效，这就不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，每个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。 关键词：数据中心、UPS不间断供电、冗余、接地、防静电 一、系统概述 现代的数据中心机房中都包括大量的计算机，对于这种场所的电力供应，都要求供电系统必须在所有的时间都有效，扩容容易，维护简便，容错力强，最重要的是性价比高。数据中心机房是现代信息化建设的基础工程，为各个业务提供稳定、安全的工作环境，而机房的供配电系统就是这基础工程的心脏和大动脉，供配电系统的稳定，能够保障其它系统发挥作用和核心业务正常运行。系统不同于一般建筑的供配电系统，它是一个交叉的系统，涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等，各个系统互相交叉，互有影响，这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。 二、设计标准 数据中心有专门的设计标准，全球第一个综合性的数据中心电信基础标准TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》，是2005年4月由美国电信产业协会(TIA)、TIA技术工程委员会(TR42)和美国国家标准学会(ANSI)批准的。国内的相关规范和标准也是综合国外标准以及国内数据中心建设发展情况做出的，数据中心设计规范GB 50174—2008《电子信息系统机房设计规范》也于2008年l1月12日发布，2009年6月1日开始实施。 设计一个数据中心首先需要根据用户重要性和业主对数据中心可靠性、安全性等的具体需求，确定机房等级．再按照相应等级确定适合的供配电系统。国内的数据中心首先需要满足国内规范的要求。GB 50174—2008中关于数据中心
多电飞机电源系统
1。多电飞机的技术特点 多电飞机是航空科技发展的一项全新技术，它改变了传统的飞机设计理念,是飞机技术发展的一次革命。美国从20世纪80年代中到90年代初开始投入了大量的人力和物力,组织开展多电飞机的研究。该研究涉及发电、配电、电力管理、电防冰、电刹车、电力作动和发动机等多个领域,从航空电力系统的概念出发，优化整个飞机的设计。与全电飞机略有不同，多电飞机(More Electric Aircraft，MEA）在用电力系统取代液压和气压系统的过程中，采用电动静液作动器来操纵飞行控制舵面。电动静液作动器实际上是一种分布式的小型电动和电控液压系统,因而可以说，多电飞机方案是全电飞机方案的初级阶段。 随着波音787飞机和空客380飞机的首飞及投入运营，多电飞机已成为现实.多电飞机的特征是具有大容量的供电系统,并广泛采用电力作动技术，使飞机重量下降，可靠性提高，维护性好，运营成本降低。多电飞机的主要优势简述如下。 （1)多电飞机使飞机的电气系统体系结构优化 影响飞机电气系统体系结构的因素很多，包括飞机的类型（民用或军用运输机、亚声速或超声速飞机、战斗机等）、飞机的体系结构（发动机类型、数量、具体布局）、电气负载总需求及它们之间的互相关联性。图1.3—1是一种典型的多电民用飞机电气系统体系结构图。 多电飞机技术由于采用电力驱动代替了液压、气压、机械系统和飞机的附件传动机匣，是飞机系统的重大创新,它可以节约飞机的有效空间,优化飞机的空间布局，有利于飞机的总体设计，有效提高了飞机的性能和系统可靠性，使之具有容错和故障后重构的能力。 图1.3-1 多电民用飞机电气系统体系结构图 （2) 多电飞机简化了飞机的动力系统结构 多电飞机中的二次能源只有电能，使整个动力系统设计简化，取消了飞机的附件传动机匣和燃气涡轮起动机，简化了飞机的结构,使飞机结构简单、重量轻、可靠性高、可维修性
飞机供电特性测试方案
飞机供电特性测试方案 GJB-181A-2003飞机供电特性中规定了飞机供电系统性能、发电系统电源特性、保护装置、交流供电系统、直流供电系统、用电设备等的技术规范和使用要求。所以，设计的试验系统将按照各部分的要求进行设计。在交流供电系统、直流供电系统和用电设备的试验系统中将主要有供电电源、电压尖峰信号发生系统、浪涌发生系统、电子负载、电量采集和监测及分析系统等组成。 在我们的解决方案中采用大功率程控电源来组成交流供电和直流供电系统；采用电量采集和分析系统来组成供电系统的监测、电源系统的检测和供电线路性能参数的提取与评测等。 该系统也可以用于DO160F-16电源输入标准的测试。 大功率程控电源系统构成 利用该电源系统可实现飞机供电系统的各种供电状态。如：转换工作特性；恒频交流供电系统正常工作和非正常工作（过压和欠压、过频和欠频）、应急工作；变频交流供电系统正常工作的稳态特性、瞬态特性、非正常工作、应急工作；直流供电系统的正常工作、非正常工作（过压和欠压）、应急工作、电起动；等等。 ?信号发生器（单路dds+3路dds） ?四象限功率放大器（3+1） ?高频变压器 主要功能 ?产生所有的干扰信号 ?回放示波器采集到的信号 ?功率配置灵活，可从1kw到150kW ?可交流直流两用 ?系统纹波系数极低，频率响应宽 ?非常低的谐波失真- 甚至是在负载极端非线性条件下 ?小信号带宽最高至50kHz 或100kHz ?具有长时过载能力(最高至1小时)
?短时过载能力(5 到10分钟) ?在最大功率负载条件下(最大承受时间5毫秒) ?非常低的内部阻抗 ?非常快的转换率> 52V/μs (上升时间< 5μs @ 230V rms 满足EN 61000-4-11的要求) ?DC至5kHz 的大信号带宽内工作(-3dB) –可以选至15kHz或30kHz的带宽 电量采集和分析系统构成 测量数组 12乘4开关阵列任何路径可伸延至任何4组的输出:数字万用表,峰值测量,通用时间计数器,及外置/辅助设备。 差动宽带峰值监测器 输入范围：±200mV满度, ±2V满度 可编程频宽：40Hz - 200kHz, 40Hz - 2MHz,40Hz - 20MHz,-13dB标准 准确度：0.2%满度分辨率：0.05%满度 电源量测 可用于：RMS电压, RMS电流, 峰值电流, 峰值启动电流 准确度：0.2%满度分辨率：0.05%满度 负载电流量测Amps DC 准确度：0.2%满度分辨率：0.05%满度 通用时序计数器 模式：频率, 时间间隔, 时序, 求和, 瞬变, 及交接监测 频率计数器：0 ~ 650kHz, 0 - 4.5MHz 分辨率：10Hz, 100Hz 触发电平：可编程0 - 20V, 上升或下降 时间间隔计数器：7档, 1μs至1.8小时 分辨率：以十为单位, 100ns - 100ms 触发：可编程-10V / +10V, 开和关两种状态 时序：7, 8位定时器锁存 触发：2@-10V / +10VVDC, 2@-20VDC, 1@ 0-100VDC , 2@TTL逻辑电平 准确度：1%全标度分辨率：0.025%全标度 多个交接探测器：交接数目@触发电平—— (最多为128个交接) 数字万用表：6位半数字, IEEE-488接口 对电源输出特性测试对电源输入部分测试稳定度测试保护测试硬件控制： 1.DC输出电压测试 1.输入浪涌电流测试 1.电压稳定度测试 1.短路保护测试 1.I2C读写 2.DC输出电流测试 2.输入RMS电流测试 2.负载稳定度测试 2.OVP/UVP测试 2.GPIB读/写 3.峰对峰值杂讯测试 3.输入功率测试 3.综合稳定度测试 3.过载保护测试 3.RS232 4.效率测试 4.输入电压极限测试时间和暂态反应测试 4.过功率保护测试 4.TTL信号 5.在线电压调整测试 5.输入功率因数测试 1.开机电压建立时间其它测试 5.继电器控制 6.PowerGoodSignal测试 6.输入频率极限测试 2.关机电压保持时间 1.风扇速度测试 6.示波器控制 7. P/s On signal测试7.输入电压周期性掉 电测试3.暂态响应时间（如恢 复时间） 2.特殊波形捕捉7.信号发生器 8.波形捕捉 4.输出电压顺序 3.总谐波失真度 9.过冲电压量测测试
电机试验台术参数
电机试验台技术参数 1功能要求★ 主要用于电机和发动机性能试验、可靠性试验，由交流电力测功机作为加载控制设备，完成用户要求的各种发动机性能试验和测试。 整套系统需满足但不限于以下标准： GB/T 18297-2001《汽车发动机性能试验方法》 GB/T 19055-2003《汽车发动机可靠性试验方法》 GB/T18488.1-2006 《电动汽车用电机及其控制器：技术条件》 GB/T18488.2-2006 《电动汽车用电机及其控制器：试验方法》 GB/T 22669-2008《三相永磁同步电动机试验方法》； GB/T 1032-2005《三相异步电动机试验方法》； GB/T 1029-2005《三相同步电机试验方法》； 2 供应商资质要求★ 2.1 供应商应提供近三年的业绩清单，同时要求设备供应商具有对所提供系统五年以上的制造经验，投标设备应有良好的国际销售业绩和使用信誉； 2.2 供应商在最近三年内，至少为三家以上中国国内知名高校、科研院所或知名汽车企业在汽车发动机领域运用配套相似等级的系统，并提供该系统及设备的销售情况等用户信息； 2.3 供应商必须在中国有良好的售后服务支持； 2.4 必须提供设备制造商产品说明，招标现场必须有技术人员进行支持与解释。 3 环境条件 使用地点：武汉 海拔：低于1000米 环境湿度：20-80%R.H. 厂房湿度：≤90%； 厂房温度：5°C～40°C； 电源：AC380V±10%；50HZ±2%；三相五线制； 工业用水压力：0.3 MPa； 4 适用范围 额定功率::≤160KW 额定扭矩:350N.m/4000rpm； 发动机、电机最高转速:≤8000rpm 5 系统配置
开关电源设计 机载高频开关电源设计
开关电源设计机载高频开关电源设计 机载高频开关电源产品专门用于输入交流400Hz的场合，这是特意为了满足军用雷达、航空航天、舰船、机车以及导弹发射等专门用途所设计的。应用户要求，研制出机载高频开关电源产品对电子武器装备系统的国产化，打破国际封锁，提高我军装备的机动性，高性能都有重要的意义。 机上可供选择的供电电源有两种输入方式：115V/400Hz中频交流电源和28V直流电源。两种输入方式各有优缺点， 115V/400Hz电源波动小，需要器件的耐压相对较高;而28V直流电源却相反，一般不能直接提供给设备部件使用，必须将供电电源进行隔离并稳压成为需要的直流电源才能使用。机载电源的使用环境比较恶劣，必须适应宽范围温度正常工作，并能经受冲击、震动、潮湿等应力筛选试验，因此设计机载电源的可靠性给我们提出了更高的要求。下面主要介绍115V/400Hz 中频交流输入方式所研制的开关电源，它的输出电压270～380Vdc可以调节，输出功率不小于3000W，环境温度可宽至-40℃～+55℃，完全适应军品级电源的需要。 系统构成及主回路设计
图1所示为整机电路原理框图。它的设计主要通过升压功率因数校正电路及DC/DC变换电路两部分完成。115Vac/400Hz中频交流电源经输入滤波，通过升压功率因数校正(PFC)电路完成功率因数校正及升压预稳、能量存储，再通过DC/DC半桥变换、高频整流滤波器、输出滤波电路以及反馈控制回路实现270～380Vdc可调节输出稳压的性能要求。 图1 整机电路原理框图 升压功率因数校正电路主要使输入功率因数满足指标要求，同时实现升压预稳功能。本部分设计兼顾功率因数电路达到0.92的要求，又使DC/DC输入电压适当，不致使功率因数校正电路工作负担过重，因此设定在330～350Vdc。 隔离式DC/DC变换器电路拓扑结构形式主要有以下几种：正激、反激、全桥、半桥和推挽。反激和正激拓扑主要应用在中小功率电源中，不适合本电源的3000W输出功率要求。全桥拓扑虽然能输出较大的功率，但结构相对较为复杂。推挽电路结构中的开关管电压应力很高，并且在推挽和全桥拓扑中都可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏。而半桥电路因为具有自动
民用飞机供电系统设计
民用飞机供电系统设计 吴明星 【摘要】China has carried out the research of civil aircraft,the aircraft electrical system of advanced technology consists of the following aspects:variable frequency power,electrical multi -channel transmission systems and electrical load management cen-ters (ELMC).With the development of foreign status and trend,it is introduced from power supply system,electrical power dis-tribution system and electrical load management three aspects of the design of civil aircraft electrical systems.%针对我国已经开展大型客机的开发和研制，对飞机的电气系统先进技术变频电源、电气多路传输系统和电气负载管理中心（ELMC）进行了一些探讨。结合国外电气系统发展的现状及发展趋势，从电源系统、配电系统和电气负载三个方面阐述了民用飞机电气系统的设计。 【期刊名称】《技术与市场》 【年(卷),期】2015(000)011 【总页数】3页(P7-9) 【关键词】电气系统;变频电源;多路传输系统;负载管理中心(ELMC) 【作者】吴明星 【作者单位】上海飞机设计研究院，上海 201210 【正文语种】中文
飞机发电机控制单元的设计分析
飞机发电机控制单元的设计分析 摘要随着多电飞机的发展和飞机性能的逐步提高，用电设备迅速增加，电源功率不断增大，致使电网重量过重，自动化程度低、响应速度慢，并且维护性、扩展性和可靠性差。要消除这些不利影响，我国相继开展了对高速数据总线，发电机控制器（GCU），固态功率控制器，远程终端等的研究，由微型计算机为核心的发电机控制单元（GCU）将占主体地位。基于此，本文就针对飞机发电机控制单元的设计展开详细的分析。 关键词飞机；发电机；控制单元；设计 前言 为了适应新的发展需要，研究新型的飞机电源系统已经是当务之急。飞机发电机控制器（GCU）既是飞机供配电系统的一部分，也属于航空电子综合系统的一部分，它的主要功能就是完成飞机发电机的控制和保护功能。本文的主要目标是要在以前对飞机供配电系统理论研究的基础上，完成飞机发电机控制器的理论设计，以我国某型军用飞机为对象，完成发电机控制器（GCU）原理样机的设计与实现。 1 概况 发电机控制器（GCU，generator control unit）是飞机交流电源系统的控制和保护核心，对飞机供电系统的安全稳定运行起着十分重要的作用。近年来，随着多电/全电飞机概念的提出，以及大量电子设备的应用，对飞机供电质量、可靠性、稳定性和自动化程度提出了更高要求。现役飞机普遍使用模擬式控制保护方案，由于模拟电路自身的缺陷（例如：器件老化、随温度变化等）造成电路参数改变，再加上复杂控制算法采用模拟电路很难实现等问题，只能实现简单的控制保护功能。据调查发现，传统的发电机控制器很容易出问题，且大多数问题出现在控制保护方面。传统的控制保护利用RC充放电特性实现反延时保护，保护动作参考电压通过稳压管或电阻分压得到，这就对元器件提出很高的要求。工作时间一长，元件老化引起电路参数发生改变，很容易造成基准电压改变，导致延时不准等问题，从而使得控制保护不可靠。并且复杂的延时控制，采用RC电路实现比较困难，且对工程人员调试和维修造成很大困难。笔者设计一种基于DSP 十CPLD的发电机控制器，可大大提高飞机供电质量、减少外设。同时，满足先进飞机性能在高可靠性、可扩展性等方面的要求[1]。 2 系统的组成 飞机交流发电机是飞机交流电源系统的核心，为了保证交流发电机的正常运行保证交流电源的质量、品质和可靠性等供电指标对交流发电机配有GCU。此外，GCU还应具有上电BIT、运行BIT等检测功能，并实时显示飞机交流发电机运行状态；对发电通道进行故障和传输通道的状态信号的监测。基于此，设计
航空机载设备电质量测试方法
航空机载设备电源质量测试方法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。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： 发电机控制单元故障
基于S4R的28V电源系统的设计和仿真
基于S4R的28V电源系统的设计和仿真 林秦洲;张朋松;郭警涛;张丽华 【摘要】电源系统是航天器的关键分系统之一,负责为航天器的子系统和负载提供安全可靠的能源,电源系统的优劣直接关系到航天器工作的安全;设计了基于S4R的以太阳能电池阵-蓄电池组-功率控制器为基础的电源系统,分析设计了S4R功率调节模块,应用Saber仿真软件对S4R功率控制系统进行了仿真,验证了S4R功率控制单元供电/充电/分流的三种工作状态,仿真结果表明S4R功率调节模块可以自动调节功率输出,并且波动较小,具有很好的动态响应性能和实时性. 【期刊名称】《计算机测量与控制》 【年(卷),期】2010(018)003 【总页数】3页(P649-651) 【关键词】电源系统;S4R;太阳能电池阵;功率调节;Saber 【作者】林秦洲;张朋松;郭警涛;张丽华 【作者单位】西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,自动化学院,陕西,西安,710072 【正文语种】中文 【中图分类】V423.4+4 0 引言
电源系统是航天器的关键子系统之一,负责向子系统和有效载荷提供安全可靠的电能,其供电质量的好坏直接关系到整个航天器能否正常工作。目前,国内外有着各种形式的电源系统拓扑结构,其中运用最多的是太阳能电池阵-蓄电池组拓扑。本设计的航天器电源系统也应用太阳能电池阵—蓄电池组拓扑,但控制方法上采用目前国外先进的顺序开关串行分流调节(Sequential Switching Serial Shunt regulator,S4R)分流调节技术,使得电源控制系统更加高效[1]。 电源系统要求能够确保航天器任务期内的各种轨道上的正常供电,满足仪器所需的负载功率。功率调节系统是整个电源系统正常供电的关键,将太阳电池阵发出的功率调节成母线所需的稳定电压,可以直接为航天器负载供电或进行二次分配,并对蓄电池组进行充电,蓄电池组在太阳电池阵不能保持母线电压稳定时进行放电,以维持电源母线电压稳定。 1 系统结构原理 1.1 S4R的产生与发展 太阳能电池阵/蓄电池供电系统由太阳能电池阵、蓄电池组和功率控制单元3个部分组成。航天器处于光照区时,太阳能电池阵通过光伏效应把太阳光能转换成电能,对负载供电、蓄电池充电或对地分流;在非光照期,蓄电池组经过放电调节控制器向航天器载荷供电。 S4R电源控制技术是在2002年5月的第六届欧洲空间电源会议上,由阿尔卡特公司提出的最新研究成果,是在S3R(Sequential Switching Serial regulator)基础上发展而来的。国外处于应用阶段,国内几乎正处于研究阶段。 1.2 S4R的结构及原理 S4R功率调节系统包括顺序开关串行分流调节 (S4R)、蓄电池误差放大器 (BEA)、母线主误差放大器(MEA)和蓄电池放电调节器 (BDR)[2]。S4R功率控制技术的核心思想是对太阳能电池阵的输出端进行高效控制,把S3R的集中控制方式转变为多
机房UPS及配电系统
1.1 机房UPS及配电系统 本方案依据《供配电系统设计规范》（6850052-95要求，把机房设备用电作为重点考虑。供配电系统包括线路分配、开关柜、UPS电源、普通插座和专用插座的布设，以及空调、门禁、视频监控照明等辅助设备的配电系统。所有设备采用双回路供电，每个机柜均设计两路独立回路。 1.1.1 功能要求 ＞考虑到E地块供电的可靠性，机房供配电系统采用市电供电和UPS 相结合的供电方式； ＞按照机房工程的求的设备量计算整个机房的市电用电量由电气施工方提供2路独立回路至机房配电柜，我方负责机房配电柜配 出部分，所有机房内设备用电经过机房市电和UPS酉己电柜之 后由机房内部独立控制； ＞市电配电柜动力用电（机房空调、照明、新风等需与消防联动的用电设备）总开关安装分励脱扣装置，接收消防控制器的低压信 号，在消防报警之后切断动力用电总开关，达到消防的要求； ＞机房内安装堆电源，电池容量配备满载120分钟后备电池； ＞机房内提供市电和UPS电，机柜均单独回路供电； ＞消防系统由UPS供电；
1.1.2 设计要点 ＞配电柜充分考虑市电及UPS的用电负载及20%-25%的冗余。 ＞酉己电柜主电缆由楼层配电柜弓1入，动力开关与消防联动。 ＞计算机插座回路采用ZR-BVR3*2.5电源线。 ＞机房内采用两路市电提供UPS电源，经ATS全自动切换开关，可以做到不断电的情况下自动切换，UPS提供两路16A的电源至机 柜下方的接线箱，再连接至机巨内的PDU电源模块。 ＞电源插座全部采用专业PDU。 ＞配电柜内开关均选用施奈德断路器。 ＞UPS输出电源和市电做旁通备份，在UPS全部发生故障的情况下，可通过专业的手动切换开关来完成电源的切换，这种专业切换开 关通过机械联动机构,避免市电和UPS电源同时合闸，因频率不 同步而造成的险情。 ＞机房内考虑空调电源、门禁电源和及其它设备电源。 ＞在适当区域布置适量的市电电源点，提供维修及保洁等使用。 ＞配电柜配备专业的电量仪，带电流、电压指示。 ＞强弱电桥架分开无交叉，桥架管线的通道进出口做到恪封、防水、防鼠要求。 1.1.3 电源设计分类 机房计算机设备包括4室机、PC服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源
机载直流用电设备电源特性要求及试验方法
机载直流用电设备电源特性要求及试验方法 LT
等方面，GJB181A-2003与GJB181B-2012的内容基本一样，但跟GJB181-86相比有较大的变化。GJB181-86标准包含飞机供电特性和对用电设备的要求，而GJB181A-2003与GJB181B-2012只描述了飞机供电特性。 1直流供电特性要求对比 2.1测试状态 GJB181-86标准规定了供电系统正常工作期间、非正常工作期间、应急工作期间和供电特性超出非常极限范围期间（供电故障）四种状态。GJB181A-2003与GJB181B-2012明确了供电系统正常工作、转换、非正常工作、应急工作、发动机启动和供电故障六大类的电源特性要求。供电转换和发动机启动均是属于正常工作状态，在GJB181-86中这两项直接包含在正常工作状态内，而GJB181A-2003与GJB181B-2012将其单独列出。 2.2设备分类 为保证用电设备输入端的电压要求，GJB181-1986把用电设备按电压等级分为A、B、C三类。虽然大部分用电设备都属于B类，但设计供电系统时不得不考虑A类用电设备的要求。无论发电系统和配电网路都必须保证这一要求，这也将增加制造成本和飞机重量。另一方面，由于电力电子技术的发展，使得发电设备电压输出品质和用电设备的稳态电压适应范围都有所改进。基于这些原因，GJB181A-2003与GJB181B-2012，标准中对用电设备不再按电压等级分类，而是依据设备功能的重要性分为一般用电设备、重要用电设备
和关键用电设备。这种分类不再影响稳态电压范围或其它极限电压，但可影响用电设备电源适应性试验的敏感度判据。 2.3直流稳态电压 GJB181-1986把用电设备按电压等级分为A、B、C三类，各类供电电压范围见GJB181-1986“2.3.1.1中表3直流供电系统稳态电压范围”，B类设备的正常工作稳态电压均为25V～30V，非正常工作稳态电压为23V～32V，蓄电池供电电压为18V～24V，发动机起动电压为18V～30V。GJB181A-2003与GJB181B-2012，所有设备的正常工作稳态电压均为22V～29V，非正常工作稳态电压为20V～31.5V，应急工作的稳态直流电压为18V～29V，电起动工作的直流电压为12V～29V。 2.4直流电压脉动和畸变 电压脉动是稳态工作期间直流电压围绕直流电压平均值所作的交变性变化。GJB181-1986标准要求脉动电压幅度（峰值与平均电压之差）不大于2V，脉动电压频谱在GJB181-1986中图9所示范围内，频谱范围10Hz～200KHz。 GJB181A-2003与GJB181B-2012，对直流脉动电压峰值要求不超过1.5V，但没有脉动频谱要求，而是采用直流电压畸变系数和频谱进行要求。直流畸变是指叠加在直流电压中交流电压的方均根值，直流畸变系数是指直流畸变与直流电压平均值之比。GJB181A-2003与GJB181B-2012中低压直流畸变系数不超过0.035，畸变频谱频率范围为10Hz~500KHz，比GJB181-1986中的200 KHz频谱频率范围要宽。
模拟电机的电力电子负载及其在电力系统动模试验中的应用
模拟电机特性的电力电子负载 及其在电力系统动模实验中的应用 黄清军，邹旭东，熊威，刘良春，康勇 (华中科技大学电气与电子工程学院，武汉市430074) 摘要针对电力系统动模实验中需要配备电机类负荷，而传统采用的交流传动平台结构复杂、特性不灵活，提出一种利用电力电子负载模拟电机端口特性的模拟电机系统。分析了电机模拟的原理，提出将实时数字仿真技术引入到电力电子负载平台的方法；鉴于通用RTDS系统价格昂贵，提出常规数字控制器中嵌入电机模型实时仿真单元的方案，并研究了相应的电机模型、仿真步长和数值计算方法。仿真和实验结果表明：电机模拟器能实时模拟出电机不同运行工况下的端口特性。样机实验说明了常规DSP中集成实时仿真和实时控制的方案可行有效。 整个电机模拟系统结构简单，成本低廉，可以取代电机及其机械负载，不仅可用于动模实验，还可用于电机驱动器的测试，具有较高的工业应用价值前景和广阔的市场。 关键词：电力电子负载；电力系统动模实验；电机模拟器；实时数字仿真；实时电机仿真器 中图分类号：(TM743) Motor Simulator based on Power Electrical Load and Its Application in Power System Dynamic Physical Simulation Huang Qingjun1Zou Xudong1Xiong Wei1Liu liangchun2 Tong Li1 Kang Yong1 (Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei Province) Abstract: In order to overcome the shortcoming of traditional drive platform used in power system dynamic physical simulation, a motor simulating system based on power electrical load was proposed. The principle of motor simulating was analyzed firstly, and RTDS technology was adopted towards real-time reference current calculation. To replace the costliness general RTDS system, the real-time motor model emulator was embedded in conventional micro processer, then the matched motor model, step time and numerical method was studied. Simulation and experiment results showed that motor simulator had the same port characteristics with the real motor in different conditions. The experiment prototype demonstrated the effectiveness of the methods of real time simulating and real time controlling in conventional DSP. The whole system, which had a simple structure and low cost ,could replace the motor and its mechanical load in dynamic physical simulation or the test of motor drive, and had a industrial application value and broad market prospect. Keywords: power electrical load, power system dynamic physical simulation, motor simulator, RTDS, real-time motor emulator 1 引言 电力系统动模实验是研究和检验电力系统继电保护产品以及其他一些电力系统自动装置的重要手段之一[1]。在电力系统中，电机既是最主要的发电设备，提供了全世界90%以上的电能；而作为功率负荷，又消耗了全世界发电量的70%以上[2]。为研究电机运行对供电网络造成的影响，在动模实验中需要构造出电机类负载。 虽然电机是一种常见设备，但其机械负载在实验室条件下却不易获得，长期以来都是采用交直流传动平台来模拟不同机械负载下的电机运行工况。文献[3][4][5]分别构造出基于直流电机、异步电机、永磁同步电机的传动实验平台，但这些平台都是以机械负载模拟为目标，结构复杂，电机参数调整不便。文献[1]提出了用电力电子负载进行动模实验的方法，但仅限于模拟电阻电容电感等常规负载，而不适用于电机这种高阶、非线性、动态时变负载。 本文通过将电力系统中常用的实时数字仿真 国家自然科学基金重点项目（XXXXXX）收稿日期2012-09-12