抑制航空電源系統(tǒng)rs422(a)通訊電路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法
【專(zhuān)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(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法，在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)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(diǎn)0.1MHz到頻點(diǎn)0.3MHz，插入損耗保持5dB；從頻點(diǎn)0.3MHz到頻點(diǎn)3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB；從頻點(diǎn)3MHz到頻點(diǎn)10MHz，插入損耗保持30dB；從頻點(diǎn)10MHz到頻點(diǎn)30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點(diǎn)30MHz到頻點(diǎn)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(jìn)行電場(chǎng)輻射發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電纜滿足國(guó)家相關(guān)電磁兼容性電場(chǎng)輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】抑制航空電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空電源系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空電源系統(tǒng)是飛機(jī)保障飛行安全，完成預(yù)期任務(wù)的主要?jiǎng)恿υ粗弧，F(xiàn)有飛機(jī)的電源系統(tǒng)在各種地面試驗(yàn)以及飛行過(guò)程中，常受可能存在的瞬時(shí)不明電磁干擾信號(hào)影響，超出了系統(tǒng)承受能力而產(chǎn)生誤保護(hù)故障。特別是當(dāng)飛行中出現(xiàn)誤保護(hù)故障，致使飛機(jī)出現(xiàn)空中斷電現(xiàn)象，輕則影響飛行任務(wù)完成，重則危及飛行安全。機(jī)上的主電源系統(tǒng)負(fù)責(zé)向機(jī)上電網(wǎng)提供115V/200V400HZ恒頻交流電，供機(jī)上絕大部分用電設(shè)備使用。而其供電品質(zhì)，尤其是發(fā)電系統(tǒng)電場(chǎng)發(fā)射水平，一則影響系統(tǒng)自身正常工作，也嚴(yán)重影響用電設(shè)備正常工作。
[0003]目前，幾種大規(guī)模使用的主流飛機(jī)主電源系統(tǒng)電場(chǎng)發(fā)射多頻段大幅超標(biāo)是普遍現(xiàn)象，外場(chǎng)使用中造成誤保護(hù)現(xiàn)象不少，致使飛機(jī)電源系統(tǒng)外場(chǎng)事故頻發(fā)，產(chǎn)品返廠率較高。個(gè)別機(jī)型已出現(xiàn)由于電源系統(tǒng)發(fā)射超標(biāo)造成飛機(jī)電子羅盤(pán)失靈，無(wú)法正常工作現(xiàn)象。原因在于各機(jī)型電源系統(tǒng)當(dāng)初研制時(shí)，技術(shù)協(xié)議要求不嚴(yán)，加之飛機(jī)上電子設(shè)備沒(méi)那么多，使用環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，因而電場(chǎng)發(fā)射性要求不具體。系統(tǒng)也不單獨(dú)做檢測(cè)，即便檢測(cè)不合格，一般都是以整個(gè)飛機(jī)地面開(kāi)車(chē)檢查為準(zhǔn)，要求各個(gè)子系統(tǒng)都能正常啟動(dòng)、工作，互不影響為原貝U。一旦出此類(lèi)故障，各子系統(tǒng)都去單獨(dú)查找原因，而查找的結(jié)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(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題，研究解決思路聚焦在交流發(fā)電系統(tǒng)中加裝專(zhuān)研的濾波器來(lái)濾除干擾。但電磁發(fā)射源在何處、通過(guò)什么途徑發(fā)射不得而知，所以在何處加濾波器無(wú)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(jī)、機(jī)械式液壓恒速傳動(dòng)裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)恒裝)、交流發(fā)電機(jī)控制器、交流電流互感器組、交流主接觸器、發(fā)電控制開(kāi)關(guān)等組成。交流發(fā)電機(jī)利用電磁原理主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能；恒裝主要負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)變化的轉(zhuǎn)速利用機(jī)械液壓原理轉(zhuǎn)化成恒定的轉(zhuǎn)速來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；交流發(fā)電機(jī)控制器主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的調(diào)壓、控制、保護(hù)、BIT檢測(cè)、通訊等功能；電流互感器主要敏感發(fā)電機(jī)負(fù)載電流大?。恢鹘佑|器主要負(fù)責(zé)向機(jī)上電網(wǎng)供電控制；發(fā)電控制開(kāi)關(guān)主要負(fù)責(zé)發(fā)電控制。
[0006]系統(tǒng)中交流發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)采用由主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、永磁機(jī)三級(jí)結(jié)構(gòu)組成的無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)方案。主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、永磁機(jī)均為凸極式同步發(fā)電機(jī)，主發(fā)電機(jī)和永磁機(jī)均為旋轉(zhuǎn)磁極式，勵(lì)磁機(jī)為旋轉(zhuǎn)電樞式，三級(jí)電機(jī)同軸。旋轉(zhuǎn)整流二極管固定在勵(lì)磁機(jī)電樞組件的支架上，采用三相半波整流方式，用以將勵(lì)磁機(jī)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(jī)勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源和控制器的電源由永磁機(jī)提供。
[0007]系統(tǒng)中的交流發(fā)電機(jī)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(hù)和控制功能均由軟、硬件共同完成，過(guò)壓保護(hù)電路采用了雙余度技術(shù)?？刂破骶哂蠦IT功能，提供了完善的故障檢測(cè)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(jí)，控制器故障隔離到SRU級(jí)。極大地提高了發(fā)電系統(tǒng)的測(cè)試性和維護(hù)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(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術(shù)問(wèn)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(jī)型電源系統(tǒng)電磁發(fā)射多頻段大幅超標(biāo)。一則影響系統(tǒng)自身正常工作，也嚴(yán)重影響用電設(shè)備正常工作。也是外場(chǎng)事故頻發(fā)，產(chǎn)品返廠率較高的原因之一。個(gè)別機(jī)型已出現(xiàn)由于電源系統(tǒng)電場(chǎng)發(fā)射超標(biāo)造成飛機(jī)電子羅盤(pán)失靈，無(wú)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(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)時(shí)出現(xiàn)電源系統(tǒng)電場(chǎng)輻射發(fā)射嚴(yán)重超標(biāo)問(wèn)題。這也是目前國(guó)內(nèi)所有電源系統(tǒng)研制中電磁兼容性檢測(cè)普遍存在的問(wèn)題。
[0010]技術(shù)方案
[0011]為了解決航空交流電源系統(tǒng)存在的電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題，就得尋找電場(chǎng)發(fā)射源頭。通過(guò)對(duì)幾個(gè)機(jī)型的400Hz交流電源系統(tǒng)全面電磁兼容性檢測(cè)，運(yùn)用各種分析方法及技術(shù)手段分析試驗(yàn)表明=NAMP模擬器與交流發(fā)電機(jī)控制器之間的RS422 (A)通訊電纜是主要電場(chǎng)輻射發(fā)射源之一，其超標(biāo)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(jī)控制器之間的RS422 (A)通訊電纜上加裝濾波器來(lái)濾除干擾。由于不能給系統(tǒng)增加新的部件，飛機(jī)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(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)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(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法，其特征在于:在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)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(diǎn)0.1MHz到頻點(diǎn)
0.3MHz，插入損耗保持5dB ;從頻點(diǎn)0.3MHz到頻點(diǎn)3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點(diǎn)3MHz到頻點(diǎn)IOMHz，插入損耗保持30dB ;從頻點(diǎn)IOMHz到頻點(diǎn)30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點(diǎn)30MHz到頻點(diǎn)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(shí)，典型的400Hz恒速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)在按國(guó)家相關(guān)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行電場(chǎng)輻射發(fā)射檢測(cè)時(shí)，NAMP模擬器與交流發(fā)電機(jī)控制器之間的RS422 (A)通訊電纜電場(chǎng)發(fā)射超標(biāo)，超標(biāo)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(jìn)行電場(chǎng)輻射發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電纜滿足國(guó)家相關(guān)電磁兼容性電場(chǎng)輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)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(fù)載時(shí)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(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)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(jī)、機(jī)械式液壓恒速傳動(dòng)裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)恒裝)、交流發(fā)電機(jī)控制器、交流電流互感器組、交流主接觸器、發(fā)電控制開(kāi)關(guān)等組成。交流發(fā)電機(jī)利用電磁原理主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能；恒裝主要負(fù)責(zé)將發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)變化的轉(zhuǎn)速利用機(jī)械液壓原理轉(zhuǎn)化成恒定的轉(zhuǎn)速來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；交流發(fā)電機(jī)控制器主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的調(diào)壓、控制、保護(hù)、BIT檢測(cè)、通訊等功能；電流互感器主要敏感發(fā)電機(jī)負(fù)載電流大小；主接觸器主要負(fù)責(zé)向機(jī)上電網(wǎng)供電控制；發(fā)電控制開(kāi)關(guān)主要負(fù)責(zé)發(fā)電控制。
[0022]系統(tǒng)中交流發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)采用由主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、永磁機(jī)三級(jí)結(jié)構(gòu)組成的無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)方案。主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、永磁機(jī)均為凸極式同步發(fā)電機(jī)，主發(fā)電機(jī)和永磁機(jī)均為旋轉(zhuǎn)磁極式，勵(lì)磁機(jī)為旋轉(zhuǎn)電樞式，三級(jí)電機(jī)同軸。旋轉(zhuǎn)整流二極管固定在勵(lì)磁機(jī)電樞組件的支架上，采用三相半波整流方式，用以將勵(lì)磁機(jī)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(jī)勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源和控制器的電源由永磁機(jī)提供。
[0023]系統(tǒng)中的交流發(fā)電機(jī)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(hù)和控制功能均由軟、硬件共同完成，過(guò)壓保護(hù)電路采用了雙余度技術(shù)?？刂破骶哂蠦IT功能，提供了完善的故障檢測(cè)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(jí)，控制器故障隔離到SRU級(jí)。極大地提高了發(fā)電系統(tǒng)的測(cè)試性和維護(hù)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(jī)。
[0024]為了解決航空交流電源系統(tǒng)存在的電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)問(wèn)題，就得尋找電場(chǎng)發(fā)射源頭。通過(guò)對(duì)幾個(gè)機(jī)型的400Hz交流電源系統(tǒng)全面電磁兼容性檢測(cè)，運(yùn)用各種分析方法及技術(shù)手段分析試驗(yàn)表明=NAMP模擬器與交流發(fā)電機(jī)控制器之間的RS422 (A)通訊電纜是主要電場(chǎng)輻射發(fā)射源之一，其超標(biāo)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(jī)控制器之間的RS422 (A)通訊電纜上加裝濾波器來(lái)濾除干擾。由于不能給系統(tǒng)增加新的部件，飛機(jī)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(shí)施例采用抑制航空電源系統(tǒng)RS422 (A)通訊電路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法。
[0025]參照附圖3，在交流發(fā)電機(jī)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(chǎng)發(fā)射信號(hào)，電場(chǎng)發(fā)射符合要求。而在發(fā)電機(jī)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(cè)得的通訊輸入輸出線路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)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(diǎn)0.1MHz到頻點(diǎn)0.3MHz,插入損耗保持5dB ;從頻點(diǎn)0.3MHz到頻點(diǎn)3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點(diǎn)3MHz到頻點(diǎn)10MHz，插入損耗保持30dB ;從頻點(diǎn)IOMHz到頻點(diǎn)30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點(diǎn)30MHz到頻點(diǎn)100MHz，插入損耗由IOdB減小至5dB。試驗(yàn)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(gè)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(jìn)行輻射發(fā)射試驗(yàn)時(shí)，其電磁輻射發(fā)射強(qiáng)度至少低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的極限值以下IOdBy V/m，全面滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，具體曲線如圖2所示。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制航空電源系統(tǒng)RS422(A)通訊電路電場(chǎng)輻射發(fā)射超標(biāo)方法，其特征在于:在航空電源系統(tǒng)交流發(fā)電機(jī)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(diǎn)0.1MHz到頻點(diǎn)0.3MHz，插入損耗保持5dB ;從頻點(diǎn)0.3MHz到頻點(diǎn)3MHz，插入損耗由5dB增大至30dB ;從頻點(diǎn)3MHz到頻點(diǎn)10MHz，插入損耗保持30dB ;從頻點(diǎn)IOMHz到頻點(diǎn)30MHz，插入損耗由30dB減小至10dB，從頻點(diǎn)30MHz到頻點(diǎn)100MHz，插入損耗由IOdB減小至5dB。
【文檔編號(hào)】H02M1/12GK103812407SQ201310534202
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】李飛, 袁志軍, 劉小茹, 佟明 申請(qǐng)人:陜西航空電氣有限責(zé)任公司