大電流注入試驗(yàn)系統(tǒng)
飛機(jī)在強(qiáng)對(duì)流天氣飛行時(shí),受到雷電的直接附著作用,產(chǎn)生高溫、高壓和強(qiáng)電磁力,對(duì)飛機(jī)造成燃燒、溶蝕、爆炸、結(jié)構(gòu)畸變和強(qiáng)度降低等效應(yīng)。我司自主研發(fā)的雷電大電流物理損毀試驗(yàn)系統(tǒng)是一套非常復(fù)雜的脈沖電流測試系統(tǒng),完全符合美國軍標(biāo)MIL-STD-464C、SAE ARP5412、DO160 section23等飛機(jī)防雷標(biāo)準(zhǔn)要求,可以模擬飛機(jī)的直接附著雷擊區(qū)域應(yīng)承受由ABCD個(gè)波形組成的大電流連續(xù)波形進(jìn)行直接效應(yīng)雷擊,整套系統(tǒng)包含4套脈沖電流發(fā)生器。
本套雷擊系統(tǒng)主要包括4套發(fā)生器,5套控制系統(tǒng),1套測量分析系統(tǒng),用于分別產(chǎn)生A、B、C和D 四個(gè)分量波形的產(chǎn)生,各發(fā)生器之間通過工業(yè)現(xiàn)場總線通訊,可實(shí)現(xiàn)4套發(fā)生器分別獨(dú)立試驗(yàn),以及集中總控功能。
輸出波形
LCG 464C飛機(jī)雷電直接效應(yīng)大電流注入試驗(yàn)測試系統(tǒng),測試波形主要包含A(AH)、B、C(C*)、D四種六個(gè)波形,如下圖所示。
圖 飛機(jī)測試波形連續(xù)波
波形A,電流峰值200kA±10%,作用積分2×106A2·s±20%(在500μs內(nèi)),上升(峰值前10%-90%)時(shí)間不大于50μs,電流衰減到波峰的1%時(shí)間不超過500μs。此階段電流可以是單向(配合Crowbar單元)或者震蕩的。
波形AH,電流峰值150kA±10%,作用積分0.8×106A2·s±20%(在500μs內(nèi)),上升(峰值前10%-90%)時(shí)間不大于37.5μs,電流衰減到波峰的1%時(shí)間不超過500μs。此階段電流可以是單向(配合Crowbar單元)或者震蕩的。
波形B,平均電流幅值2kA±10%,最大電荷量小于10庫侖±10%,持續(xù)時(shí)間不超過5ms。此階段電流必須是單向的方波電流,或用指數(shù)或線性衰減電流代替。
波形C,電流幅值200-800A,電荷量200庫侖±20%,持續(xù)時(shí)間0.25-1s。此階段電流必須是單向的方波電流,或用指數(shù)或線性衰減電流代替。
波形C*,電流平均幅值不小于400A,持續(xù)時(shí)間為組合波形駐留時(shí)間減去5ms,組合波形持續(xù)時(shí)間區(qū)間為1-50ms。此階段電流必須是單向的方波電流,或用指數(shù)或線性衰減電流代替。
波形D,電流峰值100kA±10%,上升(峰值前10%-90%)時(shí)間不大于25μs,電流衰減到波峰的1%時(shí)間不超過500μs,作用積分為0.25×106A2·s±20%(在500μs內(nèi)),此階段電流可以是單向(配合Crowbar單元)或震蕩電流。
自適應(yīng)Crowbar單元介紹:
發(fā)生器A和D可選配自適應(yīng)Crowbar單元以實(shí)現(xiàn)單向(指數(shù)波)輸出,相比傳統(tǒng)的間隙Crowbar單元,本套自適應(yīng)Crowbar單元采用固態(tài)電子開關(guān),不需要沖擊電壓發(fā)生器和二次延時(shí)控制點(diǎn)火的要求,真正做到自適應(yīng)自觸發(fā)。另外傳統(tǒng)的間隙Crowbar開關(guān)放電聲音大,而采用固態(tài)開關(guān)其放電噪音大大降低,其應(yīng)用在減小儲(chǔ)能電容量的同時(shí),提高了設(shè)備輸出穩(wěn)定性。
雷電大電流物理損毀試驗(yàn)系統(tǒng)配置:
序號(hào) |
名稱/型號(hào) |
規(guī)格/參數(shù) |
配置方式 |
1 |
LCG 200S A分量發(fā)生器 |
輸出波形:A分量/波頭小于30us; 作用積分:2*106A2s 輸出峰值:200kA(10%~100%) 單獨(dú)使用可輸出振蕩波 采用觸摸屏控制,可獨(dú)立運(yùn)行 |
標(biāo)配 |
2 |
CB100 Crowbar單元 |
額定工作電壓:100kV 額定電流:200kA 工作方式:自適應(yīng)觸發(fā) 配合A分量發(fā)生器可可輸出指數(shù)波 |
可選 |
3 |
LCG 2M B分量發(fā)生器 |
輸出波形:B分量/方波 持續(xù)時(shí)間:5mS 輸出峰值:2kA(±10%) 采用觸摸屏控制,可獨(dú)立運(yùn)行 |
標(biāo)配 |
4 |
CN 100 耦合去耦單元 |
耦合電流:B分量 去耦電壓:100kV 去耦脈寬:100us 用于ABCD并聯(lián)輸出時(shí)造成B分量發(fā)生器損壞 |
標(biāo)配 |
5 |
LDC 200 C分量發(fā)生器 |
輸出波形:C分量/直流波形 持續(xù)時(shí)間:0.02-2s可調(diào) 輸出幅值:200A(2s)、400A(0.5s) 采用觸摸屏控制,可獨(dú)立運(yùn)行 |
標(biāo)配 |
6 |
CN 100 耦合去耦單元 |
耦合電流:C分量 去耦電壓:100kV 去耦脈寬:100us 用于ABCD并聯(lián)輸出時(shí)造成C分量發(fā)生器損壞 |
標(biāo)配 |
7 |
DN5200 二次去耦單元 |
耦合電流:200A持續(xù),800A(0.5s) 去耦電壓:10kV 去耦方式:差模去耦 用于在ABCD并聯(lián)輸出時(shí),避免C分量發(fā)生器損壞 |
標(biāo)配 |
8 |
LCG 100S D分量發(fā)生器 |
輸出波形:D分量/波頭小于15us; 作用積分:0.25*106A2s 輸出峰值:100kA(10%~100%) 單獨(dú)使用可輸出振蕩波 采用觸摸屏控制,可獨(dú)立運(yùn)行 |
標(biāo)配 |
9 |
CB100 Crowbar單元 |
額定工作電壓:100kV 額定電流:200kA 工作方式:自適應(yīng)觸發(fā) 配合D分量發(fā)生器可可輸出指數(shù)波 |
可選 |
10 |
MCS64C |
6路觸發(fā)光纖輸出 間隔時(shí)間:0us-99s 觸發(fā)時(shí)間:0us-99s 使用4臺(tái)泰克示波器光纖組網(wǎng)測量 可同時(shí)對(duì)4臺(tái)發(fā)生器進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)同時(shí)工作,順序放電。 MCS上位機(jī)控制測量分析一體系統(tǒng) 4波智能分析組合 對(duì)數(shù)坐標(biāo)顯示 |
標(biāo)配 |
布局示意圖:
雷電直接效應(yīng)-大電流損毀試驗(yàn)布局示意圖
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