［电气工程与自动化・Dianqi Gongcheng yu Zidonghua
刘卫芳
(中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心多电航电综合实验室，北京102211)摘要：针对变频供电系统，提出了一种电能质量检测分析测试方法。采用数字滤波技术实现变频条件下的基波滤除，并通过FFT算法分析计算出畸变频谱；通过多块不同类型板卡间同步采集技术，使得不同板卡间的所有采集通道实现同步采集；利用开关变实技术，实一间电中所有器的通断情况，为电能质量分析提供参考据。 关键词：变频系统；谐波分析；同步采集；数据
0引言
现有的民用飞机交流电源系统共有3种，分别为恒速恒金瓶梅鉴赏辞典
频电源系统(CSCF)、变速恒频交流电源系统(VSCF)
变速变频电源系统(VSVF种电源系
统，变变频电系统了频电
系统中的CSD)变频电源系统中的变频器，且其只有一能变过，有量轻3
变频电系统了频的不，提高了飞机电系统的，同了电源系统的量，波多航公司所采用。
我国对民用飞机的研究起步较晚，在变频交流供电系统特性参数的测试上研究还比较少。开展变频条件下供电系统参数的测试测量方法研究，计一用于变频供电系统参数测试的测试系统，可为多电飞机计试过中现
提供有据。同变频供电系统为飞机机
设备正常运行的重要保障，十分需要对其进行快速有效的电能质量测试针对变频供电系统开电能质量检测的研究有重要迫切[1"2]o
1系统设计架构
变频交流供电系统电能质量检测系统主要用于满足民用飞机电气络试验需求，进行电电典型用电输入端的电气参数测试，分析飞机电气系统稳
瞬转故障下的各种电气参数，评估测对象的能是否满关标准计规范的要求
测试系统的总体架构如图1所示。PXI机箱是测试系统的核心部分，集成了中央器、总线控制器、数据采集模块、内部根据用户的需求综合控整个系统的工作。信号调理箱是电网与测试系统连接中的重要一环测通过电路完成的滤波、衰达到数据采集板卡的幅值及测量精度要求。人机互通过板卡的接口与测控计算机连接，便于测试人员对测试进
图1数据采集系统总体架构
信号调理箱寻中国最美七仙女
嵌
入
式
控
制
器
模
块
化
采
集
设
备2
模
块
化
采
集
设
备1
被
测
系
统
人机交互设备
本文所述飞机变频供电系统电能质量分析检测技术，主要飞机变频供电条件下所的四：一是飞机供电系统结构复杂，供电系统的电能质量分析涉及大量通道的同采集；二是测量飞机变频电压畸变频谱会因基波频未知造成滤波困难；三是为测量频
宽，采用采集方式，导数据分析量下；四是飞机变频供电系统结构复杂，如何实现电器状变下的实供
电能的线分析本数据采集系统在Lab V IEW平台下实现所有数据采集板卡的同步滤波器用畸变频谱分析中使用数字波器的方法实现飞机变频电压基波的滤除，实现数字化滤波方式；同采用的并行循环方式数据采集数据处理分开执行，保证数据分析过程中不会出现溢出情况，提高了分析效率，同时结合Exce1软件实时记录接触器变为飞机变频供电系统电能质量分析提供了新的方法
2系统设计方案
2.1同步采集设计
在对飞机供电系统进行电能质量检测时，面临的首要是电中电多不同电涉多个部件条的检测，同各类交直电检测同一要量通道进行数据采集块板卡法完成如的工作。如何实现板卡间的同步测量以利于各类数据间的对比分析得为要。实现多板卡测量同步，可以为三相电压电流的各个参数分析提供一个准确的数据为板卡不同步而造成的参数>本文同步模数据采各类板卡分为主
类一块板卡为主板卡提供波同步的标准
板卡为板卡主板卡同步波软件计图如图2所示
16机电信息2021年第8期总第650期
Dianqi Gongoheng yu Zidonghua ♦电气工程与自动化
图2不同板卡同步流程图
求是
图3为不同数据采集设备未加同步波形，图4为不同数
据采集设备加同步波形，对比发现，通过主从板卡设置后,
不同板卡在数据采集时实现了同步。
未加同步波形
£
时间/S 002
°
■W
图3不同数据采集设备未加同步波形
0 时间/s 002
0 时间/s 002
图4不同数据采集设备加同步波形
2.2 滤波设计
飞机变频供电系统的电压信号经调理电路衰减后，利 用高速采集板卡进行数据采集。传统的恒频供电系统基波 频率恒定，一般采用有源滤波器滤除基波，而飞机变频供
电系统基波频率在360〜800 Hz 变化，本文通过将数字滤 波方法运用在变频系统上实现变频系统的数据采集。具体
设计如下：
编程调用“数字IIR 滤波器”函数，设置IIR 滤波器参数:
拓扑结构为"Butterworth"，类型为"Bandstop''，阶数为4阶。 因为变频交流供电系统的电压基频在360〜800 Hz 可变,
所以滤波器的低截止频率和高截止频率也随基频变化而 变化。设 的 ，以基频为 频率减的一
为低截止频率，以基频为 频率加上 的一为高截止频率!3"。图5为未经数字滤波电压信的
频 ，经数字滤波后 电压信号的频
如图6所， 数比可见滤波器 衰
为 60 dB 。
0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000
频率/Hz拟合直线
图5电压信号滤波前幅频特性曲线
0 1000 2 000
3 000
4 000
5 000
频率/Hz
图6电压信号滤波后幅频特性曲线
2.3数据处理设计
飞机变频供电系统电能质量分析涉及大量的数据采
集 ，为了提高数据理的率，基 /
者模板的应用程序运用在飞机变频供电系统电能质量分
上，采用 的行 方 数采集数 理 开执行。这样当产生数据的速度比处理数据的速度快时,
的数
，理时从 ，
了数据 。传统 在数据的数上 少
于飞机变频供电系统电
的数据，所以不存在
使用生产者/消费者模式将数据存入队列的情况。
2.4数字量存储设计
飞机变频供电系统中涉及大量的接触器，在对供电系
统进行电 的过 ，飞机电的
器可
路径依赖理论在不同 ，
的通 断信
息。当电能质量发生异常时，故障接触器的位置定位与时
刻定位的速 准确将直影响实验人员对故障原 的 判断。为解决此，实现 器数据的准确 记录，构建了 TDMS 数据保存模式、数据采集模式和常用办
公软件Exce 1之间的数据传输桥梁。具体方法是在测试过程 中可以选择数据采集
，利用TDMS 块对数
据记录的路径、方式等进行设置，并且可以利用常用办公
软件Exce 1打 并查阅具体数据，实现了在 器 变化
下以Exce 1表格形进行1/0形记录，并保变化时
刻，以达到离
果。表1为某次试验Exce 1表格所记录
的数据，阅表格可知
器 发变化的时
发变化的 器的编。 电发异常，时，技术人员在事后可以通过保的具体数据排查故障
发的时、 器种，以此来
故障原。
机电信息2021年第8期总第650期
仃
电气工程与自动化Gongcheng yu Zidonghua
表）Exce I 表格数据
时间
开关
L1GCB L2GCB R1GCB R2GCB
LAPB 16：44：260000016：44：370
00016：44：37000
16：44：370
016：44：37
3结语
为实现飞机变频交流供电系统的电能质量检测，本文
提出了一 机 供电系统电能 分 S -
对飞机变频供电系统稳态时的基波宽变频特性，设计了一
可供实时分 分 提供好的人机互
动界面。采用数字滤波技术实现变频条件下的基波滤除，
并通过FFT 算法分析计 多块不同类型
板卡间同步采集技术，使得不同板卡间的所有采集通道实
现同步采集；利用开关信号状态变换实时存储技术，可以
真实反映某一时间电网中所有接触器的通断情况，为电能
分提供参考依基于生产者/消费者模式的 ： 据量分析技术，解决了在高速采集情况下可能出现的数据
溢出问题。通过验证，该技术可以实现变频系统的电能质
量测试。
[参考文献]
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[D].南京：南京航空航天大学,2004.
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统的设计 实现[J].计 机 控 2008,16（7）： 1004-1006.
dsj
[3] 刘妍.飞机变频交流供电特性参数测试技术研究[D].南
京：南京航空航天大学，2013.
收稿日期：2020Tl -08
作者简介：刘卫芳（1989—），女，山东东平人，硕士，工程 师，研究方向：飞机配电。
（上接第15页）
同时处于进气阶段或输送阶段等难题。多年现场运行经验
在maxDNA 系统中设计的气力除灰程控运行稳定、
[参考文献]
[1] 钱磊.基于现场数据的热工过程辨识研究[D].南京：东南
，2016.
[2]
.火电厂气力除灰控制系统的设计[J].科技视界， 2016,36（1）:242-245.
[3] .气力除灰系统控制策略的改进与优化[C]//2006
年
电厂DCS SIS 研文 2006 715-717.
TotalAtHi ，从而避免程控A 和程控B 同时进入进气步序。
4结语
气力除灰系统作为火电机组辅网系统重要的组成部 分，是火电机组实现节能环保的重要一环，气力除灰系统
的程控必须稳定可靠。本文提供了在maxDNA 系统中设计
气力除灰程控组态的方案，可以完成气力除灰输送单元的
基本功能，同时很好地解决了同一根灰管的所有输送单元
收稿日期：2021-02-01
作者简介：钱磊（1990—），男，江苏盐城人，工程师，主要
从 过程 控制方面的工作。
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机电信息2021年第8期总第650
期
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