抑制航空電源系統(tǒng)rs422(a)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法，在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機控制器內(nèi)部RS422(A)差分接收輸入、及差分發(fā)送輸出的4根通訊線纜上加裝濾波器；所述濾波器要求的插入損耗滿足：從頻點0.1MHz到頻點0.3MHz，插入損耗保持5dB；從頻點0.3MHz到頻點3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB；從頻點3MHz到頻點10MHz，插入損耗保持30dB；從頻點10MHz到頻點30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點30MHz到頻點100MHz，插入損耗由10dB減小至5dB。采用本發(fā)明方法加裝了濾波器后，進行電場輻射發(fā)射試驗時，電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電纜滿足國家相關電磁兼容性電場輻射發(fā)射標準要求。
【專利說明】抑制航空電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電源系統(tǒng)【技術領域】，具體為一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法。
【背景技術】
[0002]航空電源系統(tǒng)是飛機保障飛行安全，完成預期任務的主要動力源之一?，F(xiàn)有飛機的電源系統(tǒng)在各種地面試驗以及飛行過程中，常受可能存在的瞬時不明電磁干擾信號影響，超出了系統(tǒng)承受能力而產(chǎn)生誤保護故障。特別是當飛行中出現(xiàn)誤保護故障，致使飛機出現(xiàn)空中斷電現(xiàn)象，輕則影響飛行任務完成，重則危及飛行安全。機上的主電源系統(tǒng)負責向機上電網(wǎng)提供115V/200V400HZ恒頻交流電，供機上絕大部分用電設備使用。而其供電品質(zhì)，尤其是發(fā)電系統(tǒng)電場發(fā)射水平，一則影響系統(tǒng)自身正常工作，也嚴重影響用電設備正常工作。
[0003]目前，幾種大規(guī)模使用的主流飛機主電源系統(tǒng)電場發(fā)射多頻段大幅超標是普遍現(xiàn)象，外場使用中造成誤保護現(xiàn)象不少，致使飛機電源系統(tǒng)外場事故頻發(fā)，產(chǎn)品返廠率較高。個別機型已出現(xiàn)由于電源系統(tǒng)發(fā)射超標造成飛機電子羅盤失靈，無法正常工作現(xiàn)象。原因在于各機型電源系統(tǒng)當初研制時，技術協(xié)議要求不嚴，加之飛機上電子設備沒那么多，使用環(huán)境相對簡單，因而電場發(fā)射性要求不具體。系統(tǒng)也不單獨做檢測，即便檢測不合格，一般都是以整個飛機地面開車檢查為準，要求各個子系統(tǒng)都能正常啟動、工作，互不影響為原貝U。一旦出此類故障，各子系統(tǒng)都去單獨查找原因，而查找的結果往往是以各子系統(tǒng)地面都能正常工作。
[0004]為解決交流電源系統(tǒng)普遍存在著的電場輻射發(fā)射超標問題，研究解決思路聚焦在交流發(fā)電系統(tǒng)中加裝專研的濾波器來濾除干擾。但電磁發(fā)射源在何處、通過什么途徑發(fā)射不得而知，所以在何處加濾波器無的放矢。
[0005]典型的115V/200V400HZ恒速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)主要由交流發(fā)電機、機械式液壓恒速傳動裝置(簡稱恒裝)、交流發(fā)電機控制器、交流電流互感器組、交流主接觸器、發(fā)電控制開關等組成。交流發(fā)電機利用電磁原理主要將機械能轉換成電能；恒裝主要負責將發(fā)動機傳來變化的轉速利用機械液壓原理轉化成恒定的轉速來驅(qū)動發(fā)電機；交流發(fā)電機控制器主要負責系統(tǒng)的調(diào)壓、控制、保護、BIT檢測、通訊等功能；電流互感器主要敏感發(fā)電機負載電流大??；主接觸器主要負責向機上電網(wǎng)供電控制；發(fā)電控制開關主要負責發(fā)電控制。
[0006]系統(tǒng)中交流發(fā)電機的設計采用由主發(fā)電機、勵磁機、永磁機三級結構組成的無刷交流發(fā)電機方案。主發(fā)電機、勵磁機、永磁機均為凸極式同步發(fā)電機，主發(fā)電機和永磁機均為旋轉磁極式，勵磁機為旋轉電樞式，三級電機同軸。旋轉整流二極管固定在勵磁機電樞組件的支架上，采用三相半波整流方式，用以將勵磁機電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電整成直流后，提供給主發(fā)電機勵磁繞組。勵磁機的勵磁電源和控制器的電源由永磁機提供。
[0007]系統(tǒng)中的交流發(fā)電機控制器是以微處理器為核心，除調(diào)壓器、內(nèi)部電源外，均為數(shù)字化電路，其保護和控制功能均由軟、硬件共同完成，過壓保護電路采用了雙余度技術?？刂破骶哂蠦IT功能，提供了完善的故障檢測能力和故障隔離能力，它可以將發(fā)電系統(tǒng)故障隔離到LRU級，控制器故障隔離到SRU級。極大地提高了發(fā)電系統(tǒng)的測試性和維護性。控制器還具有RS-422A通訊接口，可將發(fā)電系統(tǒng)LRU故障隔離信息代碼傳送給供電管理中心或上位機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術問題
[0009]如上所述，現(xiàn)有主交流電源系統(tǒng)普遍存在著:1)已交付使用的主流機型電源系統(tǒng)電磁發(fā)射多頻段大幅超標。一則影響系統(tǒng)自身正常工作，也嚴重影響用電設備正常工作。也是外場事故頻發(fā)，產(chǎn)品返廠率較高的原因之一。個別機型已出現(xiàn)由于電源系統(tǒng)電場發(fā)射超標造成飛機電子羅盤失靈，無法正常工作現(xiàn)象。2)航空電源系統(tǒng)按照電磁兼容性新標準檢測時出現(xiàn)電源系統(tǒng)電場輻射發(fā)射嚴重超標問題。這也是目前國內(nèi)所有電源系統(tǒng)研制中電磁兼容性檢測普遍存在的問題。
[0010]技術方案
[0011]為了解決航空交流電源系統(tǒng)存在的電場輻射發(fā)射超標問題，就得尋找電場發(fā)射源頭。通過對幾個機型的400Hz交流電源系統(tǒng)全面電磁兼容性檢測，運用各種分析方法及技術手段分析試驗表明=NAMP模擬器與交流發(fā)電機控制器之間的RS422 (A)通訊電纜是主要電場輻射發(fā)射源之一，其超標頻段范圍是IMHz?30MHz。為此，研究解決思路集中在交流發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)NAMP模擬器與交流發(fā)電機控制器之間的RS422 (A)通訊電纜上加裝濾波器來濾除干擾。由于不能給系統(tǒng)增加新的部件，飛機上又不容易找到合適的空間位置，濾波器只能選擇在控制器內(nèi)部安裝。為此，本發(fā)明提出了一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法。
[0012]本發(fā)明的技術方案為:
[0013]所述一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法，其特征在于:在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機控制器內(nèi)部RS422(A)差分接收輸入、及差分發(fā)送輸出的4根通訊線纜上加裝濾波器；所述濾波器要求的插入損耗滿足:從頻點0.1MHz到頻點
0.3MHz，插入損耗保持5dB ;從頻點0.3MHz到頻點3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點3MHz到頻點IOMHz，插入損耗保持30dB ;從頻點IOMHz到頻點30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點30MHz到頻點100MHz，插入損耗由IOdB減小至5dB。
[0014]有益效果
[0015]在未采用本發(fā)明提出的方法時，典型的400Hz恒速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)在按國家相關電磁兼容性標準要求進行電場輻射發(fā)射檢測時，NAMP模擬器與交流發(fā)電機控制器之間的RS422 (A)通訊電纜電場發(fā)射超標，超標程度各異，頻率范圍是IMHz?30MHz。而采用本發(fā)明方法加裝了濾波器后，進行電場輻射發(fā)射試驗時，電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電纜滿足國家相關電磁兼容性電場輻射發(fā)射標準要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1:濾波器要求的插入損耗曲線；[0017]圖2:發(fā)電系統(tǒng)額定負載時福射發(fā)射曲線圖；
[0018]圖3:濾波器安裝位置圖；
[0019]圖4:濾波器的內(nèi)部電路圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例描述本發(fā)明:
[0021]典型的115V/200V400HZ恒速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)主要由交流發(fā)電機、機械式液壓恒速傳動裝置(簡稱恒裝)、交流發(fā)電機控制器、交流電流互感器組、交流主接觸器、發(fā)電控制開關等組成。交流發(fā)電機利用電磁原理主要將機械能轉換成電能；恒裝主要負責將發(fā)動機傳來變化的轉速利用機械液壓原理轉化成恒定的轉速來驅(qū)動發(fā)電機；交流發(fā)電機控制器主要負責系統(tǒng)的調(diào)壓、控制、保護、BIT檢測、通訊等功能；電流互感器主要敏感發(fā)電機負載電流大??；主接觸器主要負責向機上電網(wǎng)供電控制；發(fā)電控制開關主要負責發(fā)電控制。
[0022]系統(tǒng)中交流發(fā)電機的設計采用由主發(fā)電機、勵磁機、永磁機三級結構組成的無刷交流發(fā)電機方案。主發(fā)電機、勵磁機、永磁機均為凸極式同步發(fā)電機，主發(fā)電機和永磁機均為旋轉磁極式，勵磁機為旋轉電樞式，三級電機同軸。旋轉整流二極管固定在勵磁機電樞組件的支架上，采用三相半波整流方式，用以將勵磁機電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電整成直流后，提供給主發(fā)電機勵磁繞組。勵磁機的勵磁電源和控制器的電源由永磁機提供。
[0023]系統(tǒng)中的交流發(fā)電機控制器是以微處理器為核心，除調(diào)壓器、內(nèi)部電源外，均為數(shù)字化電路，其保護和控制功能均由軟、硬件共同完成，過壓保護電路采用了雙余度技術?？刂破骶哂蠦IT功能，提供了完善的故障檢測能力和故障隔離能力，它可以將發(fā)電系統(tǒng)故障隔離到LRU級，控制器故障隔離到SRU級。極大地提高了發(fā)電系統(tǒng)的測試性和維護性?？刂破鬟€具有RS-422A通訊接口，可將發(fā)電系統(tǒng)LRU故障隔離信息代碼傳送給供電管理中心或上位機。
[0024]為了解決航空交流電源系統(tǒng)存在的電場輻射發(fā)射超標問題，就得尋找電場發(fā)射源頭。通過對幾個機型的400Hz交流電源系統(tǒng)全面電磁兼容性檢測，運用各種分析方法及技術手段分析試驗表明=NAMP模擬器與交流發(fā)電機控制器之間的RS422 (A)通訊電纜是主要電場輻射發(fā)射源之一，其超標頻段范圍是IMHz?30MHz。為此，研究解決思路集中在交流發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)NAMP模擬器與交流發(fā)電機控制器之間的RS422 (A)通訊電纜上加裝濾波器來濾除干擾。由于不能給系統(tǒng)增加新的部件，飛機上又不容易找到合適的空間位置，濾波器只能選擇在控制器內(nèi)部安裝。為此本實施例采用抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法。
[0025]參照附圖3，在交流發(fā)電機控制器內(nèi)部RS422(A)差分接收輸入、及差分發(fā)送輸出的4根通訊線纜上加裝濾波器，濾除電場發(fā)射信號，電場發(fā)射符合要求。而在發(fā)電機內(nèi)外、控制器外加裝濾波器和抑制措施都不可行。
[0026]根據(jù)測得的通訊輸入輸出線路電場輻射發(fā)射超標的頻段及幅值，濾波器除要符合線路的電性能參數(shù)，最主要的還是插入損耗須滿足一定的要求，如圖1所示，濾波器要求的插入損耗滿足:從頻點0.1MHz到頻點0.3MHz,插入損耗保持5dB ;從頻點0.3MHz到頻點3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點3MHz到頻點10MHz，插入損耗保持30dB ;從頻點IOMHz到頻點30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點30MHz到頻點100MHz，插入損耗由IOdB減小至5dB。試驗表明，具有該插入損耗值的濾波器具有最好的抑制效果。而圖4給出了典型的一個滿足上述插入損耗要求的濾波器示意圖。安裝該濾波器后，在進行輻射發(fā)射試驗時，其電磁輻射發(fā)射強度至少低于相關標準要求的極限值以下IOdBy V/m，全面滿足國家相關標準要求，具體曲線如圖2所示。
【權利要求】
1.一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電路電場輻射發(fā)射超標方法，其特征在于:在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機控制器內(nèi)部RS422 (A)差分接收輸入、及差分發(fā)送輸出的4根通訊線纜上加裝濾波器；所述濾波器要求的插入損耗滿足:從頻點0.1MHz到頻點0.3MHz，插入損耗保持5dB ;從頻點0.3MHz到頻點3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點3MHz到頻點10MHz，插入損耗保持30dB ;從頻點IOMHz到頻點30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點30MHz到頻點100MHz，插入損耗由IOdB減小至5dB。
【文檔編號】H02M1/12GK103812407SQ201310534202
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】李飛, 袁志軍, 劉小茹, 佟明 申請人:陜西航空電氣有限責任公司