飛機供電特性恒頻交流浪涌發生器的測試方法

文/李娜

電源特性試驗是考核航空機載用電設備性能的一項關鍵試驗，滿足GJB 181A-2003《飛機供電特性》及GJB 5189-2003《飛機供電特性參數測試方法》要求的交流浪涌發生器是機載用電設備電源特性抗擾試驗中的重要測試儀器，主要考察用電設備耐受其電壓瞬變影響的能力。

機載交流電氣系統分為恒頻交流供電系統和變頻交流供電系統，本文研究對象是恒頻115V/400Hz交流浪涌發生器。

1　主要技術參數

本儀器工作原理是通過內部電路控制在恒頻穩態電壓115V/400Hz上產生一定持續時間的非正常工作狀態浪涌，如欠壓、過壓和斷電輸出，模擬GJB 181A-2003中所規定的用電設備耐電壓浪涌試驗，完成用電設備的欠壓浪涌、過壓浪涌、瞬時斷電試驗，并在試驗過程中檢測電壓波形變化。

以上海技峰電器有限公司的JJ-1B為例說明其主要技術參數如下：

（1）穩態電壓：115V/400Hz。

（2）非正常浪涌電壓分為兩種，在穩態電壓基準上出現幅度下降是欠電壓，超過基準電壓幅度稱為過電壓。如圖1。

欠電壓范圍為0V～80V連續可調，過電壓范圍為115V～180V連續可調，最大允許誤差均為±5%；

（3）浪涌持續時間：50ms～1000ms，10ms步進，最大允許誤差為±3%。

2　測量過程

2.1　穩態電壓測量

穩態基準電壓幅度、頻率采用直接測量法（如圖2），交流電壓的最大允許誤差為±3%，最常見的數字多用表均能滿足測試要求，故選用實驗室常見儀器型號HP34401A作為測量標準其中交流電壓幅度誤差為±0.1%，頻率誤差為±0.01%。

操作步驟：

（1）將115V,400Hz單相交流電源輸出與儀器后面板A、B、C三路通道輸入端依次連接，同時將欠電壓和過電壓旋鈕調至最小輸出幅度。

（2）用數字多用表測量各路通道交流電壓幅度和頻率。

2.2　非正常浪涌電壓測量

欠電壓、過電壓、脈沖持續時間均采用直接測量法（如圖3），參照技術指標要求選取頻帶寬度不小于100MHz數字示波器即可，故選用常見型號泰克公司TDS3052作為測量標準，其中直流電壓最大允許誤差為±2%，時基準確度為 ±2×10-5。

操作步驟：

（1）將儀器前面板欠電壓輸出旋鈕設置至測量點電壓幅度，設置持續時間參數，并將儀器電壓輸出端口與示波器輸入通道連接。

（2）將所有參數設置完成后，按下“控制”所設置的欠電壓輸出，將示波器選擇合適的垂直靈敏度、水平掃速和觸發模式等，使屏幕上顯示出完整波形，利用光標讀取測量點電壓幅度和持續時間。

（3）過電壓測量過程重復上述步驟進行校準。

3　不確定度分析

以欠電壓幅度(+40V)為例進行測量不確定度評定，測量不確定度由A類和B類組成：

（1）A類標準不確定度評定由測量重復性引入，由表1數據得uA=0.03%。

表1：欠壓幅度（+40V）重復性數據

圖1：兩種交流浪涌電壓波形對比

圖2：穩態電壓測量原理圖

圖3：非正常浪涌測量原理圖

（2）B類標準不確定度評定，由數字示波器引入，電壓最大允許誤差為±2%，即a1=0.02，服從均勻分布，取包含因子k=，故uB=a1/k=1.2%。

（3）合成標準不確定度：

（4）擴展不確定度，取置信概率為95%，可得k=2，因此，U=kuc=3.0%。

4　結束語

根據實際的測試需求確定校準項目，保證儀器的主要性能參數得到完全校準，在校準步驟的描述上，具有較高的可操作性及實施。具有較高的社會效益和廣泛的推廣前景。