Teknik Bilgiler, Teknik Haberler

Dewesoft ile Hava Araçlarında Elektrik Güç Testleri

08 Nis

Dewesoft, aktüatörler ve tahrik sistemleri gibi tek tek bileşenlerden tam uçak mikro şebekelerine kadar, uçak elektrik gücü testleri için hassas çözümler sunar. Sistemlerimiz performans, güç kalitesi, frekans spektrumları ve yüksek hızlı geçici akımları ölçerken, kullanıma hazır raporlar sayesinde sertifikasyon standartlarına uygunluğu da garanti eder.

Yerleşik veri doğrulama özelliğine sahip sensör, donanım ve yazılımların tek elden tedarikçisi olarak, testleri basit ve güvenilir hale getiriyoruz.

Motor verimliliği haritalama, tork ölçümü, termal, titreşim, akustik ve yapısal analiz için gelişmiş araçlara sahip Dewesoft, ölçeklenebilir, anahtar teslimi bir çözüm sunar. Tüm ölçümler tek bir güçlü yazılım platformuna sorunsuz bir şekilde entegre edilerek, size tek bir yerden eksiksiz çoklu fizik bilgisi sağlar.

 

Havacılığın Geleceğine Güç Katmak

Havacılık sektörü köklü bir dönüşüm sürecinden geçiyor. Uçakların elektriklendirilmesi artık bir vizyon değil, gerçeğe dönüşmüştür. Hidrolik ve pnömatik sistemlerin elektrikli aktüatörlerle değiştirilmesinden, elektrikli taksiye kadar ya da gelişmiş tam elektrikli tahrik sistemlerine kadar, uçuşun geleceği güvenli, güvenilir, sürdürülebilir (düşük CO2 emisyonu, gürültü), verimli ve hafif sistemlerin tasarlanmasına bağlıdır.

Bu değişimin merkezinde tek bir zorluk yatmaktadır: uçak güç sistemlerini doğru, hızlı ve güvenilir bir şekilde test etmek ve doğrulamak.

Uçak elektrik güç testlerinde karşılaşılan gerçek zorluklar şunlardır:

  • Ağırlık ve verimlilik: Her ekstra ağırlık önemlidir. Uçakların elektrikli bileşenleri – jeneratörler, elektronik aksam, aküler ve motorlar – minimum ağırlıkla maksimum verimlilik ve güç yoğunluğu sağlamalıdır.
  • Her koşulda güvenilirlik: Sistemler, aşırı hava koşulları, yüksek irtifalar, yıldırım çarpmaları ve görev profilleri karşısında kusursuz bir şekilde çalışmalıdır. Arıza, söz konusu olamaz.
  • Enerji dönüşümü ve güç kalitesi: Sabit durum çalışmasından ani geçici durumlara kadar her watt önemlidir. Test mühendisleri, dönüşüm verimliliğini değerlendirirken aynı zamanda zorlayıcı olan uçak güç kalitesi standartlarına uyumu da sağlamalıdır.
  • Ölçeklenebilir testler: Bileşenlerden tam ölçekli uçak elektrik mikro şebekesine kadar, derinlemesine Ar-Ge laboratuvarı tabanlı testler gerektirir; gerektiğinde unsurları simüle eder, çalışma ve arıza analizlerini inceler, güvenli bir uçuş içi test programını hızlandırır ve maliyetini en aza indirir.

Esnek test gereksinimleri: Modern uçaklarda, simüle edilen tüm uçuş profillerinin sürekli, uzun vadeli ve yüksek hızlı örneklemesi ile harmoniklerin, bozulmaların ve geçici durumların analizine yönelik veri toplama ve güç analizörleri içeren esnek test düzeneklerine ihtiyaç duyulmaktadır.

Neden Uçak Elektrik Gücü Analizi Yapılmalı?

Uçaklarda elektrik gücü analizi her zamankinden daha kritik hale gelmiştir:

  • Klasik uçaklarda; motorla çalışan jeneratörler, Yardımcı Güç Ünitesi (APU), güç dönüştürücüler, elektrikli uçak mutfakları, DC şebekesi, birincil ve ikincil uçuş kontrol sistemleri (kanatçıklar, kuyruk kanadı, dümen, kanatçıklar ve spoilerler) ile yolcu konfor sistemlerine kadar zaten yüksek bir karmaşıklık söz konusudur.
  • Acil durum güç kaynakları, devre kesiciler ve buz çözme sistemleri gibi birçok elektriksel koruma ve güvenlik sistemi.
  • Çeşitli sistemlerde (örneğin uçuş kontrol sistemleri, iniş takımı, katlanabilir kanat uçları vb.) ağırlığı azaltan, verimliliği artıran ve bakım kolaylığını iyileştiren elektrikli aktüatörlere geçiş.
  • Elektrikli taksiler, maliyetleri, CO2 emisyonlarını ve yer seviyesindeki gürültüyü azaltıyor.
  • Hibrit-elektrikli ve turbo-elektrikli tahrik sistemleri giderek yaygınlaşıyor.
  • Güç kaynağı olarak sıvı hidrojen (LH2) tankları ve yakıt hücreleri (FC).
  • Tamamen elektrikli tahrik sistemine, çok sayıda elektrik motoruna ve yüksek performanslı çekiş bataryalarına sahip Tamamen Elektrikli Uçaklar (EA) – İleri Hava Ulaşımı (AAM), Dikey Kalkış ve İniş (eVTOL), Kentsel Hava Ulaşımı (UAM) veya Hava Taksi (AT).
  • 800 V DC ve 400 V / 400 Hz AC mikro şebekeye sahip elektrik güç sistemleri, ağırlığı azaltır.
  • Elektrikli İnsansız Hava Sistemleri (UAS) ve drone’ların (eVTOL’ler) yükselişi.

Uçak endüstrisinde gelişmiş ve hassas dinamik ve statik elektriksel güç analizleri için dünya çapındaki liderler Dewesoft’a güveniyor. Çözümlerimiz, tek tek bileşenlerin, karmaşık elektrikli tahrik sistemlerinin ve uçağın mikro şebeke güç kalitesi dahil olmak üzere tam elektrikli sistemlerin (tamamen bakır) test edilmesinde kullanılıyor. Bu testler, başarılı sınıf sertifikasyonu için hayati önem taşıyan güvenilirlik, performans, verimlilik, güvenlik, dayanıklılık ve standartlara uygunluğu garanti ediyor.

Neden Dewesoft?

Dewesoft, sadece bir DAQ ürün tedarikçisi değildir. Mühendislik ve test alanlarında güvenilir bir iş ortağıyız ve havacılığın geleceği için havacılık sektöründeki müşterilerimizle iş birliği yapıyoruz. Bizimle çalışarak elde edeceğiniz avantajlar şunlardır:

  • Önde gelen uçak üreticileri ve araştırma kurumları tarafından güvenilen bir markayız.
  • Uygunluk kontrolü (frekans ve zaman tabanı, harmonik mertebe sınırları, bozulma gereklilikleri), anormal durumların analizine hazır (elektrik kesintisi, yük atma vb.), çevresel stres koşulları altında testler.
  • Test yataklarına (Copper Bird, Iron Bird, Power-Hardware-in-the-Loop – PHIL) kolayca entegre edilebilir.
  • Tek bir yazılımla Elektrik Gücü ve Güç Kalitesini kapsayan benzersiz bir ekosistem ve çoklu fizik özellikleri ile çok sayıda özelliği kapsar.
  • Görev kritik uygulamalarda kanıtlanmış güvenilirlik.
  • Danışmanlıktan konsept geliştirmeye ve sertifikasyona kadar özel destek.
  • Operasyonel güvenilirliği sağlayan Bakım, Onarım ve Revizyon (MRO) işlemlerinde kullanılır.
  • Sektör lideri 7 yıllık garanti.
  • Donanım ve yazılımımızın ücretsiz deneme sürümünü sunuyoruz. Bizimle iletişime geçin, demo ünitelerinizi bugün ayarlayın ve satın almaya karar vermeden önce çözümü deneyin.

Uçaklarda Elektrik Güç Dağıtımı ve Kalitesi

Klasik uçak elektrik sistemi ve mikro şebeke, enerji üretimi, güç dönüştürme (AC/DC, DC/DC, DC/AC), güç dağıtımı ve cihazlar (aktüatörler, elektronik aksam, aviyonik) üzerine kuruludur; buna elektrikli tahrik de eklenir.

Elektrik şebekesi genellikle

  • 28 V (standart), 270 V veya 800 V’a kadar (EV) DC nominal gerilime dayanır.
  • 115 V, 230 V veya 400 V (hat-nötr arası) AC nominal gerilim ile 400 veya 800 Hz nominal frekans veya hatta Değişken Frekanslı AC (VFAC): 360–800 Hz.

Tüm durumların doğrulanması gerekmektedir

  • Normal çalışma, anormal çalışma, acil durum, başlatma, aktarım, elektrik kesintisi.
  • Karşılaşılan zorluklar arasında anormal durumlar, geçici akımlar ve arıza durumları yer alır. Başlangıç akımları, gerilim düşüşleri/dalgalanmaları, kesintiler, anahtarlama geçici akımları, anormal frekans/gerilim durumları incelenir.
  • Harmonik analiz, THD, harmonik mertebeleri (100 mertebeye kadar, 5 MHz), spektrum aralığı.

AC analizinde standartlara uygunluk

  • Her yarım döngü için AC gerilimin RMS değeri (faz-nötr arası).
  • Kararlı durum AC gerilimi.
  • Gerilim dengesizliği, gerilim modülasyon genliği, gerilim faz farkı.

DC analizinde standartlara uygunluk

  • Sabit durum DC gerilimi ve akımı.
  • DC gerilim bozulma faktörü ve dalgalanma genliği.
  • DC akım bozulma faktörü ve modülasyon genliği.

Elektrik Gücü Test Standartları

Dewesoft, aşağıdaki standartlara uygun test yöntemleri ve verileri sunmaktadır:

MIL-STD-704F: Farklı sistemler, teknolojiler, uçak sınıfları ve güç gruplarını (SAC, TAC, SVF, TVF, SXF, HDC, LDC) kapsamaktadır.

ISO 12384:2010: uçak elektrik gücünün performans özelliklerini standartlaştırır.

ISO 1540:2006 basınç regülatörlerinin nasıl tasarlanması, test edilmesi ve çalışması gerektiği.

RTCA DO-160E, Bölüm 16: voltaj/akım bozulması, harmonik mertebeleri.

GJB 181x-xxxx uçak güç kaynağı özellikleri.

GJB 5558-2006: uçak elektrik güç sistemlerinin davranışının nasıl test edileceği ve doğrulanacağı.

GJB 572a-2006: uçak harici güç kaynağı özellikleri ve genel gereklilikler.

GJB 5189-2003: uçak güç kaynağı karakteristik parametre test yöntemi.

Uçaklarda Elektrikli Tahrik Sistemlerinin Test Edilmesi

Dewesoft, tam elektrikli tahrik testleri ve özellikle elektrik motoru ile batarya testleri için doğru tercihtir. Yüksek hassasiyetli, hepsi bir arada veri toplama çözümlerimiz, yalıtılmış çoklu fiziksel girişleriyle birlikte verimlilik, güç ve dinamik performans ölçümlerini doğru bir şekilde sağlar. Bu çözümler, Ar-Ge laboratuvarları ve uçuş sırasında yapılan testler için özel olarak tasarlanmıştır ve mühendislerin daha derin içgörüler elde etmelerini, daha hızlı ve tam bir güvenle gerçekleştirmesini sağlar.

Elektrikli tahrik sistemleri

Tamamen elektrikli tahrik sistemlerinin çok sayıda konfigürasyonu bulunmakla birlikte, temel olarak aşağıdakilerden oluşur:

  • Enerji depolama sistemi (burada batarya, yakıt hücresi + batarya)
  • PDU (güç dağıtım ünitesi)
  • PCU (tahrik kontrol üniteleri / invertör / güç elektroniği / motor kontrolü)
  • Elektrik motorları / pervaneli motorlar (örneğin açık rotor tipi)

Kullanıcılar, vektör kontrol parametreleri de dahil olmak üzere 100 kHz’e kadar geniş bir aralıktaki Darbe Genişlik Modülasyonlu (PWM) frekans sinyalleriyle çalıştırılan 3 veya 6 fazlı yüksek güçlü AC motorların elektriksel güç analizi için ölçeklenebilir bir ölçüm ve test çözümüne ihtiyaç duymaktadır.

Daimi mıknatıslı senkron motorlar (PMSM’ler), yüksek verimlilikleri (~%95–98) ve güç yoğunlukları nedeniyle elektrikli uçaklarda en yaygın tercih edilen seçenektir. Çoğu uçak PMSM’si, basitliği ve bilinirliği nedeniyle 3 fazlı tasarımlar kullanır (yüksek güç uygulamaları için standarttır). Bu tasarımlar iyi bilinmekte ve standart invertörlerle uyumludur.

Bazı gelişmiş veya arıza dayanıklı sistemler, yedeklilik ve arıza dayanıklılığı sağlamak için 6 fazlı yapı kullanır; örneğin, dağıtılmış tahrik sisteminde her bir PMSM’de 60 kW güç üreten NASA X-57 Maxwell.

Tipik bir PMSM Teknik Özellikleri:

    • Güç Çıkışı: 200 kW … 2 MW, 650 kW (sürekli)
    • Gerilim: 300 V … 800 V DC
    • Verimlilik: %95–98
    • Güç Yoğunluğu: 5–10 kW/kg (Magni650’de ~8 kW/kg)
    • Soğutma: Sıvı soğutmalı (küçük İHA’lar için hava soğutmalı)
    • Kutuplar: 8–16 kutup (kompakt tasarım için yüksek kutup sayısı)
    • Faz Yapısı: 3 fazlı (yedeklilik için 6 fazlı)
    • Tork Yoğunluğu: 15–25 Nm/kg, ~20 Nm/kg
    • Devir Sayısı: 2.000–3.500 dev/dak (genellikle dişli) | 2.500 dev/dak

 

DewesoftX: Uçak Elektrik Gücü Testleri İçin Eksiksiz Yazılım

Ödüllü veri toplama yazılımımız DewesoftX, elektrik gücü testleri için kapsamlı bir çözümdür. Özel modülleri sayesinde doğru ve başarılı testler için ihtiyaç duyduğunuz her şeyi sunar:

Sunduğumuz özellikler:

  • MIL-STD 704F, ISO 12384:2010, ISO 1540:2006, GJB181x-xxxx, GJB 5558-2006 gibi standartlara uygunluk desteği — bu, FAA veya EASA gibi sertifikasyon kuruluşlarının ilk olarak incelemek istediği kapsamdadır.
  • Elektrik motorları için yüksek dinamikli ve esnek elektrik gücü hesaplama ve analiz (3 ve 6 faz; 400 Hz, 800 Hz, 300…800 Hz VFAC).

 

  • AC dalga formu bozulmalarının ve harmoniklerin görselleştirilmesi; seçilebilir standart grafik referans eğrileri ve alarm tetikleyicileri ile birlikte.
  • Zaman bazlı sinyallerin, seçilebilir standart grafik referans eğrileri ve alarm tetikleyicileri ile birlikte görselleştirilmesi; raporlama sürecini hızlandırır.
  • Ham ve hesaplanmış güç ile standart sinyallerin, tetiklenen olaylarla eş zamanlı olarak tüm uçuş profili boyunca kaydedilmesi.
  • Geçici durum (transient) tespiti; test sırasında güç kesintileri, gerilim düşüşleri veya frekans sapmalarının belirlenmesi.
  • Güç kalitesi analizi; flicker, ara harmonikler ve harmonikler, gerilim ve akım için Toplam Harmonik Bozulma (THD), tork dalgalanması / cogging torku.
  • AC ve DC güç analizi.
  • Binlerce sinyal, çoklu ekran ve yüksek veri ile depolama kapasitesi ile ölçeklenebilir çalışma.
  • Aviyonik veri yollarının okunması (ARINC 429, ARINC 664/AFDX, CAN, MIL-STD-1553 vb.).
  • Video kamera desteği (standart, yüksek hızlı, kızılötesi / IR).
  • GNSS/IMU desteği (konum, zaman, hız, kinematik).
  • Farklı yapılandırmalarla çalışma imkânı — tek master / çoklu client veya çoklu master ve çoklu client.
  • Yüksek veri aktarım kapasitesi, çevrimiçi doğrulama ve kayıt.
  • Uçuş Test Enstrümantasyonu (FTI) için telemetri desteği.
  • Talebinize göre eklenebilecek daha birçok özellik.

DewesoftX, güçlü elektrik gücü görselleştirmesini; zaman ve frekans alanı veri analizini havacılık standartlarına uygun şekilde birleştirerek, uzun süreli veri kaydı sağlar ve mühendislerin verimlilik, güvenilirlik ve diğer kritik parametreleri doğrulaması için gerekli esnekliği sunar.

Uçak Elektrik Gücü Testleri İçin Dewesoft DAQ Donanımı

Dewesoft güç analizörleri ve veri toplama sistemlerinin başlıca avantajları:

  • Yüzlerce kanala kadar ölçeklenebilme; tam kapsamlı elektriksel sistemlerin test edilmesi.
  • Düşük sinyal bozulması ve yüksek faz doğruluğu ile son derece hassas gerilim ve akım ölçümü; elektriksel olarak güvenli ve izole tasarım (ISO 61010) ve düşük sıcaklık sapması sayesinde izlenebilir (traceable) sonuçlar ve ölçüm belirsizliği tanımlama (PTB, NIST).
  • mV seviyesinden 2000 V’a kadar doğrudan gerilim girişleri.
  • DC’den yüksek frekanslara kadar akımları kapsayan, kendi yüksek hassasiyetli akım dönüştürücüleri (CT) ile eksiksiz ölçüm zinciri + sensör beslemesi; alternatif olarak üçüncü parti CT’ler, pens ampermetreler (clamp), Rogowski bobinleri ve şöntler ile uyumluluk.

 

  • Tek bir motordan mikro şebekedeki tüm bileşenlere kadar ölçeklenebilen yüksek kaliteli frekans tabanlı güç analizi (%0,03 doğruluk); P, Q, S, güç faktörü (PF), cos φ, bozulma, harmonik bozulma ve her faz ile toplam için harmonik reaktif güç hesaplamaları.
  • Kanal başına 15 MS/s yüksek örnekleme hızı ve 5 MHz bant genişliği; hassas güç hesaplama, geniş bant harmonik analizi (64. mertebeye kadar) ve geçici olayların (glitch, ani anahtarlama, arıza geçişleri veya kısa devreler) yakalanması.
  • Çoklu fiziksel parametrelerin aynı sistemde ölçümü: DC güç, dönme hızı, tork, sıcaklık (stator, rotor), titreşim, gürültü / akustik, akış, kuvvet, gerinim (strain), yer değiştirme, basınç — TEDS desteği ile.
  • Yüksek hızlı tork ve dönme hızı ölçümü için gelişmiş sayaç (super counter).
  • Çeşitli zaman senkronizasyon seçenekleri: Ethernet PTPv2 (IEEE1588:2008), GNSS, IRIG, optik Ethernet bağlantıları.
  • Açık mimari ve kolay entegrasyon: EtherCAT, Ethernet / openDAQ, CAN FD, OPC UA, MQTT vb. sistemlerle uyumluluk.
  • Uçuş Test Enstrümantasyonu (FTI) için dayanıklı ve taşınabilir yapı.

Dewesoft SIRIUS ve SIRIUS XHS güç analizörleri; modern çoklu fizik test yaklaşımını kapsayan güvenilir DAQ çözümleridir. Elektrik gücü, verimlilik, termal dayanım, titreşim, akustik, yapısal dayanıklılık, yazılım fonksiyonelliği ve güvenlik gibi parametreleri tek sistemde analiz ederek test sürelerini ve maliyetleri azaltır.

Güç analizörlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinin.

Yüksek hassasiyetli DC-CT akım dönüştürücüleri

Dewesoft DC-CT® akım dönüştürücüleri, sıfır akı (zero-flux) akım sensörlerinin avantajlarını; daha düşük güç tüketimi ve daha kompakt bir tasarım ile sunar. Geniş ölçüm aralığı, yüksek bant genişliği, mükemmel doğrusal davranış, yüksek doğruluk ve minimum sıcaklık sapması sayesinde DC-CT®, günümüzde piyasadaki en iyi akım sensörlerinden biri olarak öne çıkmaktadır.

Temel özellikler:

  • Değişken ölçüm aralıkları: 50 … 2000 A
  • Yüksek doğruluk
  • Aviyonik sistemlerin güç girişini analiz etmeye hazır, rölanti (idle) ölçümleri dahil (ppm seviyesinde)
  • Geniş ve düz bant genişliği (500 kHz)
  • Minimum sıcaklık sapması
  • Minimum faz kayması
  • CAT II 1000 V ve CAT III 600 V güvenlik sınıfları
  • Akım sensörleri için kompakt güç kaynağı: SIRIUSi-HD-PWR-MCTS2
  • Alternatif olarak üçüncü parti sensör desteği (zero flux, şönt, Rogowski bobini)

DC-CT akım sensörleri hakkında daha fazla bilgi edinin.