SJ 20915-2004 400Hz静止变频电源通用规范.pdf

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1、SJ 中华人民共和国电子行业军用标准FL 6625 SJ 20915-2004 400 Hz静止变频电源通用规范General specification for 400Hz static仕equencyconverter power-supply 2004-10-25发布2004-12-30实施中华人民共和国信息产业部批准SJ 20915-2004 目次前言.II1 范围.12 引用文件.13 要求.23.1 总则.23.2性能.23.3 保障性.53.4 可靠性.53.5 维修性.63.6 环境适应性.63.7 材料.73.8 设计与结构.73.9 电磁兼容性.83.10 安全性.94 质

2、量保证规定.94.1 检验分类.94.2 检验条件.94.3 鉴定检验.94.4 质量一致性检验.124.5 合格判据及故障处理.口4.6 静止变频器检验方法.口4.7 静止变流器检验方法.175 交货准备.215.1 防护包装.到5.2 装箱.225.3 运输.225.4 贮存.225.5 标志.226 说明事项.226.1 预定用途.226.2 分类.226.3 订货文件应明确的内容.226.4 术语和定义.22图1尖峰电压波形.25 图2三相电压相序图.26 图3电压调制频率特性极限.26 图4瞬态浪涌等值阶跃电压极限曲线.26 图5瞬态频率极限曲线. . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 参考文献.28I SJ 20915-2004 11 刚昌本规范由信息产业部电子第四研究所归口。本规范起草单位:空军雷达学院、武汉普天通信设备集团有限公司。本规范起草人:朱忠尼、开迎川、梅昌义、王达华、鲁虔、郑晓敏。SJ 20915-2004 400Hz静止变频电源通用规范1 范围本规范所指的静止变频电源为各种电子装备中使用的二次电源，包括静止变频器和静止变流器(以下统称静止变频

4、电源)。本规范规定了将额定电压为220V单相和220/380V三相、额定频率为50Hz正弦交流电变换成额定电压为115V、230V单相和115/200V、380V三相、额定频率为400Hz正弦交流电的静止变频器通用要求。本规范还规定了将额定电压28.5V直流电变换成额定电压为115V单相和115/200V三相、额定频率为400Hz正弦交流电的逆变器(本规范中称静止变流器)通用要求。输出额定相电压为26V、额定线电压为36V、额定频率为400Hz的静止变流器可参照执行。本规范适用于电子装备所使用的各种静止变频电源，是产品研制、生产和验收的主要技术依据，也是制定相关产品规范和其他技术文件应遵循的原

5、则和基础。2 引用文件下列文件中的条款通过引用而成为本规范的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单(不包含勘误的内容)或修订版本都不适用于本规范，旦提倡使用本规范的各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本规范。GB 17625.1 电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流:;:;16A) GB/Z 17625.6 电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限值GJB 145A 防护包装规范GJB 150.1 军用设备环境试验方法总则GJB 150.3 军用设备环境试验方法高温试验GJB 150.4军用设备环境试验

6、方法低温试验GJB 150.5 军用设备环境试验方法温度冲击试验GJB 150.6 军用设备环境试验方法温度一高度试验GJB 150.9 军用设备环境试验方法湿热试验GJB 150.10军用设备环境试验方法霉菌试验GJB 150.11 军用设备环境试验方法盐雾试验GJB 150.15 军用设备环境试验方法加速度试验GJB 150.16军用设备环境试验方法振动试验GJB 150.18 军用设备环境试验方法冲击试验GJB 151A 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求GJB 152A 军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量GJB 181 飞机供电特性及对用电设备的要求GJB 202A 舰船用配电装置

7、和控制装置通用规范GJB 360A 电子及电气元件试验方法GJB 368A 装备维修性通用大纲SJ 20915-2004 GJB 450 装备研制与生产的可靠性通用大纲GJB 763.3舰船设备空气噪声验收限值GJB 763.5舰船设备空气噪声测量方法GJB 900 系统安全性通用大纲GJB 1182 防护包装和装箱等级GJB 1551 舰用三相大容量静止变频器通用规范GJB 1552 舰用中、小容量静止变频器通用规范GJB 1765 军用物资包装标志GJB 3404 电子元器件选用管理要求GJB 3872 装备综合保障通用要求GJB4o舰船通用规范3组电力系统3要求3. 1 总则静止变频电源

8、应符合本规范和相应相关产品规范规定的所有要求。本规范的要求与相关产品规范不一致时，应以相关产品规范为准。3.2 性能3.2.1 主要性能特性静止变频电源置于供电设备和用电设备(负载)之间，其输入、输出性能特性及保护性能应符合表1的规定。表1主要输入、输出性能及保护性能电源品质静止变频器静止变流器1.输入特性(1)额定输入电压(有效值)单相220x(1:!:10%) V DC285V+-315.5V V 及允差三相220/380vx (1:!: 10%) V (2)额定输入电压频率及允差50x(1士5%)Hz(3)线电压不平衡允差不大于土4%(4)瞬态电压a)耐过压浪涌DC80V，持续50ms、

9、间a) 瞬态电压允差不大于:!:16%隔1min、5次、设备不发生任何故障b) 瞬态电压恢复时间不大于1s b)耐欠压浪涌DC8V，持续50ms、间隔1 min、5次、设备不中断工作(5)耐尖峰电压(峰值)2500V (对380V系统)、1700V(对220披形见图1(b)，设备不发生任何故障V系统)，波形见图1(纱，试验无故障(6)输入功率因数不小于0.90(7)空载损耗功率不大于额定功率的15%(8)空载输入电流不超过额定负载时输入电流的169毛不大于满载时输入电流的10%(9)电源起动时的输入电流不超过满载稳态输入电流峰值的150%2.输出特性(1)额定输出电压(有效值)单相115V、2

10、30V或380V三相三线:单相电压115V、三相115/200V三相四115/200 V三相四线中性线接地:线，三相输出相序见图2115/200V三相四线(中性线允许接地)(2)输出电压允差单相和三相线电压的平均允差为土5%，单相电压为115VZ:线电压不平衡允差为l%(A级)、3%(B级)三相电压平均值为115vtii:2 SJ 20915-2004 表1(续)电源品质静止变频器静止变流器(3)输出电源额定频率及允差400Hz士10Hz400Hz士10Hz(4)输出正弦波电压波形a)总谐波含量不超过3%不超过3%b)最大的单次谐波含量不超过2%不超过2%(任一次谐波含量)c)偏离系数不超过5

11、%不超过5%d)波峰系数在1.41士0.1范围内(5)三相输出电压的不平衡及相移a)登载及平衡负载时电压不平衡不超过2%电压不平衡不超过2%相移应在1200:t 1。范围内相移应在120。士2。范围内b) 103毛不对称负载时相电压之差小于3V相移应在120。士4。范围内c) 1不平衡负载时电压不平衡不超过3%相移应在1200:t30范围内d) 2/3不平衡负载时电压不平衡不超过4%相移应在1200:t40范围内(6)电压调制和频率调制a) 电压调制幅值不大于1%不大于3.5Vb)频率调制不大于0.5%优于士4日z/minc) 电压调制频率特性电压调制频率特性极限见图3d)频率调制率不大于25

12、Hz/s (7)输出电压和频率漂移a) 电压漂移量小于0.5%(2 h) b)频率漂移量小于0.05%(4 h) 不超过士5Hz c)频率漂移率不大于15Hz/min (8)稳态电压、频率调节特性a)源电压效应小于0.5%小于1%b)负载效应小于1%小于1%c)频率效应小于0.5%(9)瞬态电压调节特性a)负载从0100%0电压变化不大于12%，恢复时间不大于突变时20ms b)负载从10%85%瞬态浪涌等值阶跃电压极限曲线见图410%突变时c)电子瞬态负载(5ms 电压变化不大于13%，恢复时间不大于内负载从0120%)50ms (10)瞬态频率调节特性a)负载从0100%0频率变化不大于1

13、%，恢复时间不大于1s 突变时3 SJ 20915-2004 表1(续)电源品质静止变频器静止变流器b)负载从10%85%瞬态频率极限曲线见图510%突变时(11)输入电压瞬变时的输出电压变化不大于3%，恢复时间小于20ms(12)输出功率等级(VA)0.5k、1.0k、1.5k、2.0k、4.0k、6.0k、单相100、150、250、500、750、1k、1.58.0k、lOk、15k、20k、40k、54k、62k、2k、2.5k;三相1、150、200、500、k、138k、156k、215k、246k750、1k、1.5k、2.5k、3k(13)效率大于85%大于75%(14)输出电

14、压、频率整定范围大于5%(15)连续运行48h或按产品规范规定48h或按产品规范规定3.保护性能(1)输入三相电源相序接反不损坏(2)输入三相缺相不损坏(3)输入直流电源极性接反自动保护(4)输入过压保护输入超出U=380x(1土lO%)V输入超出DC32V时保护j=50x(1:t5.5%) Hz时，不损坏，自动切断(5)过载能力过载电流为120%额定负载电流时，持续过载电流为150%额定负载电流时，历时lOmin后，自动切断100 s，自动切断(6)耐故障电流能力过载电流为120%-135%额定负载电流时为故障电流，持续3min后，自动切断(7)短路保护能力过载电流大于135%额定负载电流时

15、为短过载电流为200%额定负载电流时为短路，自动切断路，历时5s，自动切断(8)输出过电压保护输出电压为115%士5%额定电压时，延时大于125V时断电45ms-250ms保护(9)输出欠电压保护输出电压为85%士5%额定电压时，延时45 ms-250ms保护(10)输出过频率保护输出电压频率为105%:t1%额定频率时，延时45ms-250ms保护(11)输出欠频率保护输出电压频率为95%:t1%额定频率时，延时45ms-250ms保护(12)过热保护冷却系统故障或机内元器件过热断电冷却系统故障或机内兀器件过热断电3.2.2 其他性能特性3.2.2.1 静止变频器输入电流的平衡静止变频器负载

16、在10%100%额定负载之间的任何一个值，且三相输入电压不平衡在1%以内时，输入电流应平衡到下述程度:任何一条输入线中的电流与三条输入线中的算术平均值之差不应超过额定输入电流的5%;三相输入电压的不平衡度在4%以内时，输入电流的不平衡度应不超过额定输入电流的10%。3.2.2.2 静止变频器的接地当静止变频器接到一个任一相线对地之间存在320接地电容的不接地电源系统上时，或静止变频器的接线端、输入输出线中有一根发生断续或永久接地时，仍应按规定正常运行。当要求直接接4 SJ 20915一-2004地或借助电容器接地的静止变频器，如果其每相漏电流超过30mA，应通过变压器与输入电源隔离。最大滤波电

17、容，对400Hz输出来说，应不超过0.02国。3.2.2.3 静止变频器带电动机起动静止变频器应能起动一台400Hz电动机，其起动电流应不大于静止变频器额定电流的120%，起动功率因数为0.3(滞后)，起动时间可持续30s。在电动机起动期间，当总负载功率因数在0.8(滞后)和1之间时，静止变频器的瞬态输出电压应符合表1中2.(9).时的规定。3.2.2.4 绝缘电阻和介质耐电压除了控制件抽屉外，静止变频器应按规定进行绝缘电阻和介质耐电压试验，绝缘电阻应不低于10Mn。试验时，各电气绝缘回路不得有电路的互连、端子短路或者各个部件旁路和接地等情况存在，以防将试验电压加到各零部件上去。试验后，无任何

18、材料或部件损坏和明显性能衰退。绝缘系统中的缺陷在正常试验时，应不对任何其他材料或部件(与其相邻部件除外)造成损坏或使性能衰退。3.2.2.5 脉冲非线性负载任一脉冲负载的功率因数应在0.9(滞后)和1之间，脉冲负载应为非线性负载，其低频振荡在1 Hz50Hz之间，上升时间为40ms。当一个25%额定值的脉冲负载施加于静止变频器时，其输出电压效应应符合表1中2.(8).b)的规定，输出电压调制应符合表1中2.(6).a)的规定。3. 2. 2. 6 稳态非线性负载典型的稳态非线性负载是由三相全波整流系统产生的负载。当一个高达70%额定值的电阻性负载施加到静止变频器后三相全波整流系统时，输出电压波

19、形应保持在表1中2.(4)规定的限值之内，输出电压效应应符合表1中2.(8).b)的规定，电压调制幅值应符合表中2.(6).a)的规定。3.3 保障性静止变频电源应按照、GJB3872的要求，合理地规划，有效地实施、监督和评价综合保障的各项工作，以实现规定的战备完好性要求。综合保障的主要任务是:a) 确定电源系统的保障性要求:b) 在电源的设计过程中进行保障性设计:c) 规划并及时研制所需的保障资源;d) 建立经济而有效的保障系统，使电源获得所需的保障。产品交付时所提供的保障资源应能满足静止变频电源在使用阶段的维修需求。3.4 可靠性3.4.1 定性要求静止变频电源应按照GJB450的要求，制

20、定研制与生产的可靠性大纲，进行可靠性设计。可靠性设计报告包括以下内容:a) 静止变频电源的用途、主要性能特性及可靠性、可维修性要求:b) 静止变频电源可靠性预计值的计算:c) 静止变频电源的构成、单元或整机部件的划分及其可靠性指标的分配情况:d) 采用的元器件的质量情况:的结构可靠性设计情况，采取的措施及预期的效果，主要包括热设计、电磁兼容性设计、防振设计、可维修性设计、人机工程设计等;。电源可靠性设计情况，采取的措施及预期的效果，主要包括漂移设计、容差设计、电磁兼容性设计、热设计、降额设计、印制板设计、可维修性设计、安全设计等;g) 静止变频电源在设计过程中，三相电源中的每一相都应考虑可靠性

21、，特别要注意控制和保护电路的寄生电路和最坏情况的分析和试验。3.4.2 定量要求5 SJ 20915-2004 静止变频器的平均故障间隔时间CMTBP)应不小于4000h。静止变流器的平均故障间隔时间CMTBP)应不小于1200ho 3.5 维修性静止变频电源应按照、GJB368A的要求，开展必要的维修性定性、维修性定量和维修保障方面的设计工作。3.5.1 故障隔离静止变频电源的设计应便于使故障隔离，以防止故障贯穿到其他组件中去。3.5.2 维修的易接近性a) 静止变频电源应设计成使用普通工具仪表就能实现维修。在维修和校准期间不损坏任何部件且对结构不造成永久性的损害:b) 静止变频电源的各个组

22、件和底座内的部件，在不移动其他硬线连接的组件或元器件时应便于拆装:c) 印制电路板应无需焊开电缆及内连导线就可分解。当使用印制电路板扩充器时，该印制电路板应能从两面进行维修;d) 静止变频电源的调整应在不需移动任何元器件、印制电路板或组件的情况下进行，但允许使用辅助工具。3.5.3 维修性定量要求静止变频器的平均修复时间CMTTR)应不大于2h，当把维修范围到达更换插件板一级时，应不大于0.5h。静止变流器维修性定量要求应符合产品规范要求。3.6 环境适应性静止变频电源正常工作时能承受环境的应力应与该电源的实际使用安装环境条件相适应，按其环境适应性要求需要进行的环境试验项目由表2中给出或按产品

23、规范要求。表2静止变频电源环境适应性要求序号试验项目地面设备、As类空用设备BJO类海用设备CJO类高温GJB 150.3 GJB 150.3 GJB 4000 3组中315.6.2和300.3.3的要求2 低温GJB 150.4 GJB 150.4 GJB 1552中3.4.3的要求3 温度冲击GJB 150.5 4 温度一高度GJB 150.6表1中设备等级13GJB 150.6 5 湿热GJB 150.9中4.1的要求GJB 150.9中4.1的要求GJB 150.9中4.2的要求6 霉菌GJB 150.10表2中等级2的要GJB 150.10表2中等级2的要求GJB 202A中3.10

24、.2或GJB求150.10表2中等级2的要求7 盐雾GJB 150.11中48hGJB 150.11中48hGJB 202A中3.10.3的要求8 加速度GJB 150.15 9 振动GJB 150.16表1中第8类的要GJB 150.16表1中第4-7类的要GJB 150.16表1中第9类的求求要求10 冲击GJB 150.18中试验五的要GJB 150.18中试验五和试GJB 150.18中试验了卡的求验六的要求A级要求11 噪声设备空气噪声符合GJB763.3中4的要求6 表2(续)序号|试验项目| 地面设备、A5类I 全用设备BIO类注1:分组:用字母A、B、C分别代表地面设备、空用设

25、备、海用设备。注2:分类z!:全部类型的通讯和电子设备及有电路的设备(隐蔽的);A5:全部类型的通讯和电子设备及有电路的设备(不隐蔽的);BIO:电子和通讯设备:C10:电子和通讯设备。3. 7 材料3.7.1 金属材料SJ 20915-2004 海用设备CIO类静止变频电源所用金属材料应是抗腐蚀的或经过适当抗腐蚀处理的材料。应尽可能避免不同类金属材料之间的接触。当不可避免时，接触部分的镀层和化学覆盖层应按有关标准规定进行防电蚀处理。不同类金属的接触部分经防电蚀处理后，对射频电流应为低阻抗通路。3.7.2 非金属材料静止变频电源所用非金属材料如塑料、橡胶、纤维品及保护层等应耐潮、防霉、阻燃、耐

26、高温。为满足这一要求，可以对非金属材料进行处理。3. 8 设计与结构3.8.1 设计3. 8. 1. 1 静止变频电源应具有良好的通风散热及防尘防砂措施。散热包括自然冷却和风扇冷却，通风孔应能防止直径为6mm的小棒通过。舰用静止变频电源还可设计为水冷型。3.8. 1.2 应保证静止变频电源设备及主要部件以及安装的互换性，互换后的基本性能应符合产品规范的规定。3.8.1.3 有规定时，静止变频电源应具备自测试能力，能够提供自测试和自诊断信息，该信息应显示出设备是否在性能特性范围内工作。如果电源的工作超出了性能特性范围的要求，自测试功能所显示的信息应指示引起故障的相关可替换功能单元。3.8. 1.

27、 4 有规定时，应提供一个或多个数字接口，并规定接口的类型、功能及所传递的信息。3.8.1.5 具有遥控和遥测功能的静止变频电源，应可由遥控板上的按钮(开关)来起动和停止。需要遥测时，遥控板上可加装显示电表进行遥测。本控和遥控之间的连接电路的长度不应大于150m。3.8.1.6 静止变频电源应按GJB3404的要求，选用可靠性高的电子元器件，并按有关标准进行筛选。尽可能不使用一般铝电解电容器。3.8.2 外观3.8.2.1 静止变频电源表面不应有明显的凹痕、划伤、变形和污染。表面涂覆层应均匀，无凝结、脱落、漆膜龟裂及磨损。金属零部件不应有锈蚀及其他机械损伤。3.8.2.2 静止变频电源的颜色在

28、有需要时应满足军用环境要求。3.8.2.3 静止变频电源机箱表面各项标志应规范、简明、清晰、牢固。3.8.3 结构3.8.3.1 静止变频电源结构设计及元器件布局应便于安装、使用和维修，最好能从正面进行维修和从上、下面进线。除另有规定外，静止变流器安装在任何位置都应能正常工作。电源的装配焊接和元器件的固定牢固。3.8.3.2 静止变频电源的紧固部分应紧固无松动，有要求时，所用螺钉、螺栓和其他紧固连接件应采用锁紧垫圈、锁紧螺母、冲点或其他有效防松措施。活动部分应灵活可靠。除另有规定外，静止变流器7 SJ 20915-2004 不设置输出电压和频率的外部调整装置。3. 9 电磁兼容性除另有规定外，

29、静止变频电源的电磁兼容性应满足下列要求。3.9.1 静止变频器电磕兼容性要求3.9. 1. 1 电源线传导发射(CElOl)在测试频率为25HzlO kHz范围内，输入电源线(包括回线)上的传导发射应不超过GJB151A 中图CE101-1、图CE101-2和CE101-4规定的极限值。3.9.1.2 电源线传导发射(CE102)在测试频率为10kHz 10 MHz范围内，输入电源线(包括回线)上的传导发射应不超过GJB151A 中图CE102-1规定的极限值。3.9.1.3 磁场辐射发射(RE101)在测试频率为25Hz100 kHz范围内，在规定的7cm和50cm距离上测试，受试电源及有关

30、电线、电缆的磁场辐射发射应不超过GJB151A中图阻101-1和图阻101-2所示的电平。3.9.1.4 电场辐射发射(阻102)在测试频率为10kHz18GHz范围内，受试电源及有关电线、电缆的电场辐射发射应不超过GJB151A中图阻102-1图阻102-3所示的值。在30MHz以上，水平极化场和垂直极化场应满足这些极限要求。3.9. 1. 5 电源线传导敏感度(CSlOl)在测试频率为25Hz50kHz范围内，当按GJB151A中图CS101-1规定的试验信号电平稿合到受试电源的输入电源线上进行试验时，受试电源应能承受藕合到输入电源线上的信号，不应出现任何故障、性能降低或偏离规定的指标值，

31、或超出单个设备和分系统规范中给出的指标容差。3.9. 1. 6 电源线尖峰信号传导敏感度(CS106)将GJB151A中图CS106-1所示波形的尖峰信号加到受试电源的交直流输入电源线上时，受试电源不应出现任何故障、性能降低或偏离规定的指标值，或超出单个设备和分系统规范中给出的指标容差。图CS106-1中E和t值按GJB151A中表3选用或按订购方要求。当受试电源输入端有保护装置时，也应满足要求。3.9.1.7 磁场辐射敏感度(RS101)在测试频率为25Hzr寸00kHz范围内，当按GJB151A中图RS101-1和图RS101-2所示的磁场进行试验时，受试电源不应出现任何故障、性能降低或偏

32、离规定的指标值，或超出单个设备和分系统规范中给出的指标容差。3.9.1.8 电场辐射敏感度(RS103)在测试频率10kHz40 GHz范围内，当按GJB151A中表5规定的辐射电场进行试验时，受试电源不应出现任何故障、性能降低或偏离规定的指标值，或超出单个设备和分系统规范中给出的指标容差。在30MHz以下，对垂直极化场应满足要求。在30MHz以上，对水平极化和垂直极化场均应满足要求。本要求对圆极化场不适用。3.9.1.9 谐波电流发射限值对输入端频率为50Hz、电压为220V/380 V供电系统，由输入电流可能产生的谐波分量:a) 当设备每相输入电流:S16A时不应超过GB17625.1中A

33、类设备的规定限值:b) 当设备每相输入电流16A时，当合同或产品规范有要求时，不应超过GBIZ17625.6中表1表3给出的规定限值。3.9.2 静止蛮流器电瑞兼容性要求3.9.2.1 电源线传导发射(CE102)在测试频率为lOkHz10MHz范围内，电源线传导发射应不超过GJB151A中图CE102-1规定的8 SJ 20915-2004 极限值。3.9.2.2 电场辐射发射(RE102)在测试频率为10四z18GHz范围内，电场辐射发射不应超过GJB151A中图阻102-1图阻102-3规定的极限值。3.10 安全性静止变频电源应按GJB900的要求制定安全性大纲，在研制和设计及整个装置或其零件的安装、操作、维护、修理、互换期间，都应严格遵守GJB900中的