专利名称：基于运输机平台的供电特性测试方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机电源系统，尤其涉及飞机机载状态下的电源系统机上供电特性试验。
背景技术：
目前对飞机机载状态下的电源系统机上供电特性进行试验的方法主要包括两 种一 .基于地面模型的试验；二.基于真实飞行的实验。前者的实验由于完全基于地面的飞机模型进行，而其硬件与真实飞机不可能保持 完全一致，因此误差较大。而后者虽是完全基于真实飞机在飞行状态下进行，但功耗交大， 浪费了人力物力。基于此，本发明提出一种基于运输机平台的供电特性测试方法和装置，其介于地 面模型的实验和基于真实飞行的实验两者之间，能够有效地克服上述缺陷。
发明内容
为解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种基于运输机平台的功能特 性测试的方法，其中，包括以下步骤a.模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，模拟飞机的机载状态；b.提供动力源；c.进行功能特性测试。进一步地，所述功能性测试包括以下一项或多项-供电系统设计的合理性；-供电特性的符合性；-供电特性与用电设备之间的协调性；-电气系统的故障与保护特性。进一步地，所述步骤a还包括如下步骤-分别模拟飞机机载状态的正常工作状态、非正常工作状态和应急工作状态。进一步地，所述方法还包括如下步骤d.比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机的发 电机驱动装置的一个或多个驱动特性；e.如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机的发电 机驱动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则判断并分析该误差对功能特性 测试的影响。进一步地，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项或任多项-发电机驱动装置的转速范围；
-发电机驱动装置的硬度；-发电机驱动装置的最大加速度。本发明的第二方面提供了一种基于运输机平台的功能特性测试的装置，其中，包括模拟装置，其用于模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，和模拟飞机的机载状态；动力装置，其用于提供动力源；功能测试装置，其用于进行功能特性测试。进一步地，所述功能性测试包括以下一项或多项-供电系统设计的合理性；_供电特性的符合性；-供电特性与用电设备之间的协调性；-电气系统的故障与保护特性。进一步地，所述模拟装置还用于分别模拟飞机机载状态的正常工作状态、非正常 工作状态和应急工作状态。进一步地，所述装置还包括比较装置，用于比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际 运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性；判断分析装置，如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运 输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则其用于判断并分析 该误差对功能特性测试的影响。进一步地，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项或任多项_发电机驱动装置的转速范围；-发电机驱动装置的硬度；-发电机驱动装置的最大加速度。采用本发明的方法和装置，能够有效地对飞机机载状态下的电源系统机上供电特 性进行试验，并且误差较小，功耗较小。
通过阅读以下结合附图对非限定性实施例的描述，本发明的其它目的、特征和优 点将变得更为明显和突出。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的装置或步骤特 征。图1为根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的功能特性测试的方法 的步骤流程图；图2为根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的功能特性测试的装置 的结构框图；图3为根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的功能特性测试的装置 的电路图。
具体实施例方式本发明示例性的实施方式将在以下内容中参考附图详述。在不偏离本发明的精神 以及范围的情况下，本领域的技术人员可以实施本发明的这些或其他的改进和变化。本领域技术人员理解，虽然飞机型号的不同可能导致飞机的具体参数存在差异， 但这种差异无法脱离下文中将详细论述的本发明的核心思想。本发明第一方面提供了一种基于运输机平台的供电特性测试方法的方法，图1示 出了根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的供电特性测试方法的方法流程图， 其中，包括如下步骤首先，在步骤SlO中，模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，模拟 飞机的机载状态。进一步地，所述步骤SlO还包括如下步骤_分别模拟飞机机载状态的正常工作状态、非正常工作状态和应急工作状态。然后，在步骤S20中，提供动力源，并模拟或重复飞机上相应装置的情况。最后，在步骤S30中，进行功能特性测试。进一步地，所述功能性测试包括以下一项或多项-供电系统设计的合理性；-供电特性的符合性；-供电特性与用电设备之间的协调性；-电气系统的故障与保护特性。优选地，本发明第一方面提供的方法还包括如下步骤步骤S40，比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输 机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性；步骤S50，如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机 的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则判断并分析该误差对功 能特性测试的影响。具体地，如果实验室驱动装置与实际驱动装置特性之间差异超出允许 范围，则应通过分析，飞行试验，来判定这个差异对系统性能的影响。其中，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项或任多项_发电机驱动装置的转速范围；-发电机驱动装置的硬度；-发电机驱动装置的最大加速度。需要说明的是，组成电气系统的部件必须是与装机产品相同的定型产品或同一批 次的地面试验件。并已通过相关标准和规格的验收。发电设备的“地”必须近似飞机的地。 馈电线和控制线的规格、长度、占空位置、线束组合与支撑方法以及盘箱盒都必须尽可能保 持与飞机设计情况相同。本发明的第二方面提供了一种基于运输机平台的功能特性测试的装置，图2示出 了根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的功能特性测试的装置的结构框图其 中，其中，功能特性测试装置10包括模拟装置101，其用于模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，和模 拟飞机的机载状态。
进一步地，所述模拟装置还用于分别模拟飞机机载状态的正常工作状态、非正常工作状态和应急工作状态。动力装置102，其用于提供动力源，并模拟或重复飞机上相应装置的情况。功能测试装置103，其用于进行功能特性测试。进一步地，所述功能性测试包括以下一项或多项-供电系统设计的合理性；-供电特性的符合性；-供电特性与用电设备之间的协调性；-电气系统的故障与保护特性。进一步地，本发明第二方面提供的装置还包括比较装置104，用于比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与 实际运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性；判断分析装置105，如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实 际运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则其用于判断并 分析该误差对功能特性测试的影响。具体地，如果实验室驱动装置与实际驱动装置特性之 间差异超出允许范围，则应通过分析，飞行试验，来判定这个差异对系统性能的影响。其中，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项或任多项_发电机驱动装置的转速范围；-发电机驱动装置的硬度；-发电机驱动装置的最大加速度。需要说明的是，组成电气系统的部件必须是与装机产品相同的定型产品或同一批 次的地面试验件。并已通过相关标准和规格的验收。发电设备的“地”必须近似飞机的地。 馈电线和控制线的规格、长度、占空位置、线束组合与支撑方法以及盘箱盒都必须尽可能保 持与飞机设计情况相同。具体地，图3示出了根据本发明的一个具体实施例的基于运输机平台的功能特性 测试的装置的电路图，如图3所示，其包括2套三相主交流电源系统电网(其典型地为40KVA)，1台APU/GEN发电系统，典型 地为400A变压整流器(TRU)以及1台单相变流机，典型地属混合供电系统。2套主三相交 流电网(典型地为115V和400HZ)，其中，1#和2#电网分别独立工作，也可相互替代。1套由辅助动力装置拖动的典型地为40KVA三相交流发电机(GEN)系统，向1#和 2#电网输出三相交流(例如，115V/400HZ)，供地面检查以及空中应急用。1台由APU/GEN供电的变压整流器(TRU)，其容量典型地为400A。1台单相变流机，由地面电源供电，供地面维护使用。其中，功能特性设备包括地面电源车(HCF94-46DY)，其用于提供DC28V电源。负载箱三相交流负载箱1台，其典型地为美国AVTRON公司产品，型号K580、 D18576，输入三相交流 115V/400HZ，容量为 67. 5KVA，符合 MIL-D-82134B (MC)要求。主流负载机1台，美国AVTRON公司产品，典型地，其输入直流28V，容量为200A。主要测试仪表，HP35660A动态信号分析仪、HP54501A数字存储示波器、相序指示器(C652-TXR7020-PTE17 型)等。自行研制的机载电源系统综合试验台。具体地，功能特性测试内容主要包括三相交流电源系统试验考核稳态和动态特性指标、负载能力和相互转换时得供 电连续性；APU/GEN三相电源系统试验考核稳态和动态供电特性指标及负载能力；TRU变压整流器试验考核稳态和动态供电特性指标，并对脉动电压进行频谱分 析。变流机单相交流电源系统试验考核稳态供电特性，并对电压波形进行频谱分析。根据上述优选实施例，功能特性测试后发现由于原理设计的不妥引起APU/GEN发电系统的差动保护、欠压保护和熔断过载保 护。由于发电机插头未插到到底造成加载后差动保护误动作。由此可见，APU/GEN发电系 统的差动保护功能不仅和设计有关，同时和安装有关。此项试验必须在机载状态、负载条件 下才能鉴别。其次，发现了 χ号机1#电网的不平衡，TRU变压整流器的外特性比较软。TRU在输 出230A负载状态下，机上汇流条检测输出电压为25. 6V，而空载电压为28. 4V压差达2. SV0 若负载加到额定值400A时，电压还要低。如果再考虑到从汇流条到用电设备端的压降，用 电设备端电压就很低。现有技术的功能特性测试因受试验室建设条件的限制，试验模型与实际装机状态 必然存在一定的差异。为判定这个差异对系统性能的影响，必须进行分析和飞行试验，而飞 行试验各方面必将付出巨大代价。本发明提供的方法和装置是基于地面模型试验和飞行试验二者之间，其与机上地 面功能试验有本质的区别。利用真实飞机的机载地面状态，通过正常、非正常和应急工作状 态，验证系统是否满足设计要求，并校核设计计算。作为在飞机的研制过程中的一项重要的 试验项目，研究飞机机载地面状态下的供电特性试验方法，对进一步获取地面试验数据、降 低飞行试验风险具有重要意义。飞机电源系统地面模型试验与实际装机状态之间的差异， 都可能对受试系统的性能产生影响，在试验中必须予以说明，并给出背离的理由和对受试 系统性能影响的分析。基于真实运输机平台的供电特性试验方法，是采用实际装机状态的 电源系统、负载是实际用电设备(必要时也用模拟负载)进行地面试验，主要考核、验证供 电系统设计的合理性、供电特性的符合性、供电特性与用电设备之间的协调性、以及电气系 统的故障与保护特性等。进一步获取地面试验数据、验证系统合理性，并校核设计计算。它 是飞机安全飞行的保证，也是飞机设计评审和定型的重要依据。本发明提供的方法和装置通过实际应用，验证了 1#和2#三相交流电网、APU/GEN 三相发电系统、TRU变压整流器和变流机的稳态和动态供电特性。验证了飞机供电特性以 及用电设备符合飞机供电特性的试验。同时，通过试验及时发现了设计问题和实际安装过 程中出现的问题，为进一步完善设计和安装检查提供了依据。确保了飞行试验的安全性，进 一步获取地面试验数据。以上对本发明的具体实施方式
进行了描述。需要说明的是，本发明并不局限于上 述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变型或修改。
权利要求
一种基于运输机平台的功能特性测试的方法，其中，包括以下步骤a.模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，模拟飞机的机载状态；b.提供动力源；c.进行功能特性测试。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功能性测试包括以下一项或多项 -供电系统设计的合理性；_供电特性的符合性； _供电特性与用电设备之间的协调性； -电气系统的故障与保护特性。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤a还包括如下步骤_分别模拟飞机机载状态的正常工作状态、非正常工作状态和应急工作状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤d.比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机的发电机 驱动装置的一个或多个驱动特性；e.如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机的发电机驱 动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则判断并分析该误差对功能特性测试 的影响。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项或 任多项_发电机驱动装置的转速范围； -发电机驱动装置的硬度； -发电机驱动装置的最大加速度。
6.一种基于运输机平台的功能特性测试的装置，其中，包括模拟装置，其用于模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，和模拟飞机 的机载状态；动力装置，其用于提供动力源； 功能测试装置，其用于进行功能特性测试。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述功能性测试包括以下一项或多项 -供电系统设计的合理性；_供电特性的符合性； _供电特性与用电设备之间的协调性； -电气系统的故障与保护特性。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述模拟装置还用于分别模拟飞机机载状态的 正常工作状态、非正常工作状态和应急工作状态。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述装置还包括比较装置，用于比较所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输 机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性；判断分析装置，如所述运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性与实际运输机 的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性的误差超过预定阈值，则其用于判断并分析该误差对功能特性测试的影响。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述一个或多个驱动特性包括以下任一项 或任多项-发电机驱动装置的转速范围； -发电机驱动装置的硬度； -发电机驱动装置的最大加速度。
全文摘要
本发明提出一种基于运输机平台的供电特性测试方法和装置，其中，所述方法包括如下步骤模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，和模拟飞机的机载状态；提供动力源；进行功能特性测试。本发明还提供了一种运输机平台的供电特性测试装置，其包括模拟装置，用于模拟运输机的发电机驱动装置的一个或多个驱动特性，和模拟飞机的机载状态；动力装置，用于提供动力源；功能测试装置，用于进行功能特性测试。本发明能够有效地对飞机机载状态下的电源系统机上供电特性进行试验，并且误差较小，功耗较小。
文档编号G01R31/42GK101988955SQ20091005565
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者邵惠明 申请人:中国商用飞机有限责任公司;中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究所