왜 항공기 전력 분석을 해야 할까요?

항공기 전력 분석은 그 어느 때보다 중요해졌습니다:

• 이미 높은 복잡성 엔진 구동 발전기, 보조 동력 장치(APU), 전력 변환기, 전기 갤리, DC 네트워크, 1차 및 2차 비행 제어 시스템(에일러론, 엘리베이터, 방향타, 플랩 및 스포일러), 승객 편의 시스템 등 클래식 항공기의 모든 것을 갖추고 있습니다.

• 많은 전기 보호 및 안전 시스템비상 전원 공급 장치, 회로 차단기, 제빙 시스템 등입니다.

• 전동 액추에이터로의 전환 비행 제어 장치, 랜딩 기어, 접힌 날개 끝 등 다양한 작동을 위해 무게를 줄이고 효율성을 높이며 유지보수성을 향상시킵니다(예: 비행 제어 장치, 랜딩 기어, 접힌 날개 끝 등).

• 전기 택시 비용, CO2, 지상에서의 소음을 줄입니다.

• 하이브리드-전기 그리고 터보 전기 추진 증가하고 있습니다.

• 액체 수소(LH2) 탱크와 연료 전지(FC) 를 전원으로 사용합니다.

• Pure 전기 항공기(EA) - 완전 전기 추진, 많은 수의 전기 모터, 고성능 견인 배터리를 갖춘 첨단 항공 모빌리티(AAM), 수직 이착륙(eVTOL), 도심 항공 모빌리티(UAM) 또는 항공 택시(AT)가 있습니다.

• 다음과 같은 전력 시스템 >800V DC 및 400V/400Hz AC 마이크로그리드, 무게 감소.

• 전기 무인 항공 시스템의 부상(UAS) 및 드론(eVTOL).

글로벌 리더들은 항공기 산업에서 첨단 정밀 동적 및 정적 전력 분석을 위해 Dewesoft를 신뢰합니다. 당사의 솔루션은 단일 구성 요소, 복잡한 전기 추진, 항공기의 마이크로그리드 전력 품질을 포함한 전체 전기 설정(모두 구리)을 테스트하는 데 사용됩니다. 이러한 테스트는 성공적인 형식 인증에 필수적인 신뢰성, 성능, 효율성, 안전성, 복원력 및 표준 준수를 보장합니다.

항공기 전력 분배 및 품질

전통적인 항공기 전기 설정 및 마이크로그리드 그리드는 발전, 전력 변환(AC/DC, DC/DC, DC/AC), 배전 및 장치(액추에이터, 전자장치, 항공 전자공학), 전기 추진을 기반으로 구축됩니다.

전력 네트워크는 일반적으로 다음을 기반으로 구축됩니다.

• DC 공칭 전압 28V(표준), 270V 또는 최대 800V(EV)의 전압을 지원합니다.

• AC 공칭 전압 115V, 230V 또는 400V(라인 간 중성)의 400 또는 800Hz 공칭 또는 가변 주파수 AC(VFAC): 360-800Hz까지 지원합니다.

모든 상태의 유효성을 검사해야 합니다.

• 정상 작동, 비정상 작동, 비상, 시동, 전송, 정전.

• 돌입 전류, 전압 강하/강하, 중단, 스위칭 과도 상태, 비정상 주파수/전압을 살펴보는 것이 문제입니다.

• 고조파 분석, THD, 고조파 차수(최대 100차수, 5MHz), 스펙트럼 범위.

AC를 분석하는 표준 준수

• 각 하프 사이클에 대한 위상 중립 값의 RMS, AC 전압입니다.

• 정상 상태 AC 전압.

• 전압 불균형, 전압 변조 진폭, 전압 위상차.

DC를 분석하는 표준 준수

• 정상 상태 DC 전압 및 전류.

• DC 전압 왜곡 계수 및 리플 진폭.

• DC 전류 왜곡 계수 및 변조 진폭.

항공기 전기 추진 테스트

전체 전기 추진 테스트, 특히 전기 모터 및 배터리 테스트에 적합한 선택은 Dewesoft입니다. 키사이트의 고정밀 올인원 데이터 수집 솔루션은 분리된 다중 물리 입력과 함께 정확한 효율, 전력 및 동적 성능 측정을 제공합니다. 이는 R&D 실험실 및 기내 테스트에 완벽하게 맞춤화되어 엔지니어가 더 깊이 있는 통찰력을 더 빠르고 확실하게 얻을 수 있도록 지원합니다.

전기 추진 시스템

완전 전기 추진 시스템에는 다양한 구성이 있지만 기본적으로 다음과 같이 구성됩니다:

• 에너지 저장 시스템(여기서는 배터리, 연료 전지 + 배터리)

• PDU(전원 분배 장치)

• PCU(추진 제어 장치/인버터/전력 전자 장치/모터 제어)

• 프로펠러가 있는 전기 모터/엔진(예: 개방형 로터 유형)

사용자는 다음과 같은 전력 분석을 위한 확장 가능한 측정 및 테스트 솔루션이 필요합니다. 3상 또는 6상 고출력 AC 모터벡터 제어 파라미터를 포함한 최대 100kHz의 광범위한 펄스 폭 변조(PWM) 주파수 신호로 구동됩니다.

영구 자석 동기 모터(PMSM) 는 높은 효율(~95-98%)과 전력 밀도로 인해 전기 항공기에 주로 사용됩니다. 대부분의 항공기 PMSM은 3상 설계(고전력 애플리케이션의 표준)를 사용하는데, 그 이유는 단순성과 성숙도 때문입니다. 표준 인버터와 잘 이해되고 호환됩니다.

일부 고급 또는 내결함성 시스템에서는 이중화 및 내결함성을 위해 6상을 사용합니다. NASA X-57 맥스웰 분산 추진 시스템에서 PMSM당 60kW를 사용합니다.

PMSM의 일반적인 데이터시트:

• 전력 출력: 200kW ... 2MW, 650kW(연속)

• 전압: 300V ... 800V DC

• 효율성: 95-98%

• 전력 밀도: 5~10kW/kg(Magni650의 경우 ~8kW/kg)

• 냉각: 수냉식(소형 무인 항공기의 경우 공냉식)

• 폴: 8~16개(컴팩트한 디자인을 위한 높은 폴 수)

• 위상 구성: 3상(리던던시의 경우 6상)

• 토크 밀도: 15-25 Nm/kg, ~20 Nm/kg

• 최대 RPM: 2,000-3,500 RPM(기어드) | 2,500 RPM

항공기 전력 테스트를 위한 Dewesoft DAQ 하드웨어

듀이소프트 DAQ 하드웨어 및 전력 분석기의 주요 이점

• 최대 수백 개의 채널로 확장하여 본격적인 전기 설정을 테스트합니다.

• 낮은 신호 왜곡과 높은 위상 정확도로 매우 정확한 전압 및 전류 측정, 전기적으로 안전하고 절연된 설계(ISO 61010), 낮은 온도 드리프트 → 추적 가능한 결과, 측정 불확도 명명(PTB, NIST)과 함께 제공됩니다.

• mV~2000V의 직접 전압 입력.

• 자체 고정밀 전류 트랜스듀서(CT)를 포함한 전체 측정 체인(DC~고주파 전류 + 센서 공급, 또는 타사 CT, 클램프, 로고스키, 션트)을 포함합니다.

• 단일 모터에서 마이크로 그리드의 모든 요소로 확장할 수 있는 고품질 주파수 기반 전력 분석(0.03%)은 각 위상 및 총 고조파의 왜곡, 왜곡, 고조파 무효 전력(P, Q, S, PF, cos phi, 왜곡, 고조파 왜곡, 고조파 무효 전력)을 제공합니다.

• 정확한 전력 계산, 광범위한 고조파 분석(64차), 과도 현상(글리치, 극한 스위칭, 고장 과도 현상 또는 단락) 수집을 지원하는 고속 15MS/s/채널 및 5MHz 대역폭을 제공합니다.

• DC 전원, 회전 속도, 토크, 온도(고정자, 회전자), 진동, 소음/음향, 유량, 힘, 변형률, 변위, 압력 등 다중 물리 입력 지원 - TEDS를 지원합니다.

• 고속 토크 및 회전 속도 감지를 위한 슈퍼 카운터.

• 다양한 시간 동기화 옵션: 이더넷 PTPv2(IEEE1588:2008), GNSS, IRIG, 광 이더넷 링크.

• 개방형이며 원하는 시스템 통합업체에 쉽게 통합할 수 있습니다: EtherCAT, 이더넷/오픈DAQ, CAN FD, OPC UA, MQTT 등.

• 비행 테스트 계측(FTI)을 위한 견고한 휴대용 기기입니다.

듀소프트 SIRIUS 그리고 시리우스 XHS 전력 분석기 는 전력, 효율성, 열 무결성, 진동, 음향, 구조적 내구성, 소프트웨어 기능, 안전성을 제공하는 최신 다중 물리 테스트 접근 방식을 포괄하는 신뢰할 수 있는 DAQ 솔루션으로 테스트 시간과 비용을 줄여줍니다.

자세히 알아보기 전력 분석기.