cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2023-26-3-78-93caht-2214Research ArticleТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫTRANSPORTATION SYSTEMSМетодика определения реактивных параметров авиационных потребителей электрической энергии на основе данных о напряжении и токе в переходных процессахMethodology for determining the reactive parameters of aviation electrical energy consumers based on voltage and current data in transientsПавловаВ. И.PavlovaV. I.

Павлова Виктория Игоревна, аспирант кафедры электротехники и авиационного электрооборудования

г. Москва

Viktoriia I. Pavlova, Postgraduate Student of the Electrical Engineering and Aviation Electrical Equipment Chair

Moscow

kviki6819@gmail.comСтаростинИ. Е.StarostinI. E.

Старостин Игорь Евгеньевич, доктор технических наук, профессор кафедры электротехники и авиационного электрооборудования

г. Москва

Igor E. Starostin, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Electrical Engineering and Aviation Electrical Equipment Chair

Moscow

starostinigo@yandex.ruМосковский государственный технический университет гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian Federation2023230620232637893Copyright © Павлова В.И., Старостин И.Е., 20232023Павлова В.И., Старостин И.Е.Pavlova V.I., Starostin I.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/2214

Современные тенденции развития авиационной техники связаны со значительным увеличением уровня ее электрификации. Появление новых видов потребителей электроэнергии влечет за собой увеличение мощности и количества потребителей в системе электроснабжения воздушных судов. На данном этапе эксплуатации прямой контроль внутренних параметров (в частности, параметров реактивных элементов) потребителей электроэнергии в системе электроснабжения воздушных судов не проводится. Система контроля авиационной техники строится с учетом встроенной системы мониторинга технического состояния объекта. Однако для большей эффективности встроенный контроль может быть дополнен возможностями управления с помощью цифровых интеллектуальных систем распределения энергии (локального центра управления нагрузками). В процессе эксплуатации авиационного электрооборудования значения его параметров изменяются относительно номинальных значений. Отклонения параметров оборудования от номинальных не должны превышать заданные значения, которые определяются эксплуатационной технической документаций. Входные импедансы вторичных источников электропитания могут быть исследованы в режиме, характеризующемся переходными процессами в исследуемом компоненте авиационного оборудования. Предлагается на основе экспериментальных данных напряжения и входного тока на стадии переходных процессов в схемах замещения вторичных источников электропитания определять значения параметров реактивных элементов. Изменение значений реактивных элементов дает информацию о техническом состоянии входных каскадов приемников электрической энергии. Это дает возможность отслеживать процесс деградации их свойств или диагностировать отказ в случае скачкообразного изменения реактивных параметров. Этот метод предлагается применять для диагностирования электрооборудования в процессе его функционирования на борту летательного аппарата. Настоящая работа посвящена разработке методов определения параметров вторичных источников питания авиационного электрооборудования, характеризующих его реактивные свойства.

Modern trends in the aircraft development are associated with a significant increase in the level of its electrification. The emergence of new types of electricity consumers entails an increase in the power and number of consumers in the aircraft power supply system. At this stage of operation, direct control of the internal parameters (in particular, the parameters of reactive elements) of electricity consumers in the aircraft power supply system is not carried out. The aviation equipment control system is built taking into account the built-in system for monitoring the technical condition of the object. However, for greater efficiency, the built-in control can be supplemented with control capabilities through digital intelligent power distribution systems (local load control center). During the operation of aviation electrical equipment, the values of its parameters change relative to the nominal values. Deviations of equipment parameters from the nominal values should not exceed the specified values, which are determined by the operational technical documentation. Input impedances of secondary power supply sources can be investigated in a mode characterized by transient processes in the investigated component of aircraft equipment. Based on the experimental data of voltage and input current at the stage of transients in equivalent circuits of secondary power supplies, it is proposed to determine the values of the parameters of reactive elements. Changing the values of reactive elements gives information about the technical condition of the input stages of electrical energy receivers. This makes it possible to monitor the process of degradation of their properties or to diagnose a failure in the event of an abrupt change in reactive parameters. This method is proposed to be used for diagnosing electrical equipment during its operation on board the aircraft. This work is devoted to the development of methods for determining the parameters of secondary power sources of aircraft electrical equipment, characterizing its reactive properties.

диагностика авиационного оборудованияинтеллектуальные системы распределения электроэнергиипереходные процессыdiagnostics of aviation equipmentintelligent power distribution systemstransient processesReferencesЛевин А.В., Халютин С.П., Жмуров Б.В. Тенденции и перспективы развития авиационного электрооборудования // Научный Вестник МГТУ ГА. 2015. № 213 (3). С. 50–57.Levin, A.V., Khalyutin, S.P., Zhmurov, B.V. (2015). Trends and prospects of aviation equipment development. Nauchnyy Vestnik MGTU GA, no. 213 (3), pp. 50–57. (in Russian)Грузков С.А., Румянцев М.Ю. Полная электрификация самолетов как один из важнейших путей решения экологических проблем и повышения эксплуатационной экономической и топливно-энергетической эффективности воздушного транспорта // Известия Академии электротехнических наук РФ. 2016. Выпуск 18. С. 35–60.Gruzkov, S.A., Rumyantsev, M.Yu. (2016). Full electrification of aircraft as one of the most important ways to solve environmental issues and to improve the operational economical fuel and energy efficiency of air transport. Izvestiya Akademii elektrotekhnicheskikh nauk RF, issue 18, pp. 35–60. (in Russian)Pavlova V.I., Khalyutin S.P. Diagnostics of the state of secondary power supplies input circuits parameters based on analytical expressions // International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices. EDM, 30 June – 04 July 2021. Pp. 305–309. DOI: 10.1109/EDM52169.2021.9507642Pavlova, V.I., Khalyutin, S.P. (2021). Diagnostics of the state of secondary power supplies input circuits parameters based on analytical expressions. International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, EDM, pp. 305–309. DOI: 10.1109/EDM52169.2021.9507642Жмуров Б.В. Перспективы развития электроэнергетических систем беспилотных летательных аппаратов // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. 2010. № 1. С. 231–234.Zhmurov, B.V. (2010). Development potentials of drones’ electric power systems. Innovatsii na Osnove Informatsionnykh i Kommunikatsionnykh Tekhnologiy, no. 1, pp. 231–234. (in Russian)Прилепский В.А., Коптев В.Н. Контроль состояния и диагностирование неисправностей авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов: учеб. пособие. Самара: СГАУ им. С.П. Королева, 2011. 102 с.Prilepskiy, V.A., Koptev, V.N. (2011). Condition monitoring and troubleshooting of aviation electrical systems and flight navigation systems: Tutorial. Samara: SGAU im. S.P. Koroleva, 102 p. (in Russian)Дурнев В.В. Основные направления развития систем диагностики и прогностики технического состояния летательных аппаратов / В.В. Дурнев, И.Е. Мухин, С.Л. Селезнев, Ф.М. Мирзаянов // Инновации. 2014. № 9 (191). С. 110–113.Durnev, V.V., Mukhin, I.E., Seleznev, S.L., Mirzayanov, F.M. (2014). Principal lines of development of fault detection system and aircraft technical state detection. Innovatsii, no. 9 (191), pp. 110–113. (in Russian)Воробьев В.Г., Константинов В.Д. Надежность и техническая диагностика авиационного оборудования: учебник. М.: МГТУ ГА, 2010. 448 с.Vorobyov, V.G., Konstantinov, V.D. (2010). Reliability and technical diagnostics of aviation equipment: Textbook. Moscow: MGTU GA, 448 p. (in Russian)Савелов А.А., Давидов А.О. Экспериментальные исследования локальных блоков управления питанием для мониторинга состояния электрооборудования // Электропитание. 2019. № 2. С. 6–21.Savelov, A.A., Davidov, A.O. (2019). Experimental researches of local power management units for monitoring the status of electrical equipment. Elektropitaniye, no. 2, pp. 6–21. (in Russian)Жмуров Б.В. Процесс проектирования систем электроснабжения воздушных судов как объект автоматизации // Научный Вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21, № 1. С. 88–103. DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-1-88-103Zhmurov, B.V. (2018). Aircraft power supply system design process as an automation object. Civil Aviation High Technologies, vol. 21, no. 1, pp. 88–103. (in Russian)Бабак А.В. Анализ методов и средств технической диагностики авиационной техники // Проблемы науки. 2018. № 7 (127). С. 31–34.Babak, A.V. (2018). Analysis of methods and means of technical diagnostics of aviation equipment. Problemy Nauki, no. 7 (127), pp. 31–34. (in Russian)Халютин С.П. Система распределения электроэнергии воздушных судов – центр диагностирования и прогнозирования состояния авиационного электрооборудования // Электропитание. 2020. № 2. С. 4–14.Khalyutin, S.P. (2020). Aircraft electrical power distribution system – equipment diagnostics and prognostics center. Elektropitaniye, no. 2, pp. 4–14. (in Russian)Савелов А.А., Решетов С.А. и др. Разработка демонстратора системы контроля, диагностики, прогнозирования технического состояния потребителей электроэнергии // Отчет о НИР МГТУ ГА, 2018. 120 с.Savelov, A.A., Reshetov, S.A. et al. (2018). Development of a demonstrator system for monitoring, diagnosing, predicting the technical state of electricity consumers. Otchet o NIR MGTU GA, 120 p. (in Russian)Савелов А.А. Применение локальных центров управления нагрузками для контроля приемников электроэнергии // Электропитание. 2018. № 1. С. 4–13.Savelov, A.A. (2018). Application for local load control centers for monitoring of electricity consumer. Elektropitaniye, no. 1, pp. 4–13. (in Russian)Машошин О.Ф. Диагностика авиационной техники: учеб. пособие. М.: МГТУ ГА, 2007. 141 с.Mashoshin, O.F. (2007). Diagnostics of aviation equipment: Tutorial. Moscow: MGTU GA, 141 p. (in Russian)Pavlova V.I. Monitoring and diagnostics of the technical condition of built-in power sources of aviation equipment / V.I. Pavlova, S.P. Khalyutin, A.A. Savelov, A.O. Davidov // International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices. EDM, June 29–03 July 2019. Pp. 464–468. DOI: 10.1109/EDM.2019.8823092Pavlova, V.I., Khalyutin, S.P., Savelov, A.A., Davidov, A.O. (2019). Monitoring and diagnostics of the technical condition of built-in power sources of aviation equipment. International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM, pp. 464–468. DOI: 10.1109/EDM.2019.8823092Чернодаров А.В. Контроль, диагностика и идентификация авиационных приборов и измерительно-вычислительных комплексов. М.: Научтехлитиздат, 2017. 300 с.Chernodarov, A.V. (2017). Control, diagnostics and identification of aviation devices and computing measuring systems. Moscow: Nauchtehlitizdat, 300 p. (in Russian)Euldji A., Tienti A., Boudghene Stambouli A. A novel modelling approach of RLC electrical circuits for symbolic circuit analysis by the direct topological method // Arabian Journal for Science and Engineering. 2020. Vol. 45, iss. 3. Pp. 1897–1909. DOI: 10.1007/s13369-019-04280-0Euldji, A., Tienti, A., Boudghene, S.A. (2020). A novel modelling approach of RLC electrical circuits for symbolic circuit analysis by the direct topological method. Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 45, issue 3, pp. 1897–1909. DOI: 10.1007/s13369-019-04280-0Улахович Д.А. Основы теории линейных электрических цепей: учеб. пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 816 с.Ulakhovich, D.A. (2009). Fundamentals of the theory of linear electrical circuits: Tutorial. St. Petersburg: BHV-Petersburg, 816 p. (in Russian)Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники, электрические цепи: учебник для бакалавров. 12-е изд., испр. и доп. М.: Юрайт, 2016. 701 с.Bessonov, L.A. (2016). Theoretical foundations of electrical engineering, electrical circuits: Textbook for Bachelors. 12th ed. ispr. i dop. Moscow: Yurayt, 2016. 701 p. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.