פיתוח שטחי מסחר בקנה מידה גדול הופך בדיקות ותיקוף ליסודות קריטיים

בנוף התחרות האסטרטגית הגלובלית, תעשיית התעופה והחלל - ובמיוחד מגזר החלל המסחרי - הפכה לחזית אסטרטגית מרכזית שתעצב את התחרותיות העתידית. מונעים על ידי מדיניות תומכת, פריצות דרך טכנולוגיות וביקוש שוק גובר, החלל המסחרי מתפתח במהירות משאיפה נישה לתעשייה בקנה מידה של טריליון.

עם שנים של ניסיון במגזרי התעופה והחלל המסחרי, NGI פיתחה פתרון בדיקות מקצה לקצה המכסה מקורות כוח ראשוניים, ניהול צריכת חשמל, המרת וחלוקת צריכת חשמל ומערכות עומס. הפתרון ניתן ליישום נרחב במחקר ופיתוח ותכנון, בדיקות רכיבים, שילוב וניפוי שגיאות של תת-מערכות, בדיקות מערכות/לוויינים מלאות, בדיקות קו ייצור, כמו גם תמיכה במסלול ובשירות, ועוזרת ללקוחות לשפר את יעילות הבדיקות ולקצר מחזורי אימות.

מקרה 1: בדיקת בקר צריכת חשמל

רקע לקוח

לקוח ב' ממלא תפקיד מוביל בתעשיית החשמל לחלל ומפעיל מעבדה מרכזית לאומית למערכות חשמל לחלל. החברה אחראית על מחקר, תכנון וייצור של מערכות חשמל עבור פלטפורמות חלל שונות, כולל לוויינים, כלי שיגור, חלליות מאוישות ומערכות נשק טקטיות.

אתגרי בדיקה קודמים

בעבר, הלקוח רכש כמויות גדולות של סוללות פיזיות כדי לבצע בדיקות פונקציונליות ולוגיות של בקרי צריכת חשמל, מה שהוביל לבעיות הבאות:

• מחזורי בדיקה ארוכים: היה צורך לטעון או לפרוק לחלוטין את הסוללות לפני כל בדיקה, תהליך שלעתים קרובות דרש מספר שעות.

• עקביות ירודה: מחזורי סוללה חוזרים ונשנים האיצו את הזדקנות הסוללה, בעוד ששונות בין תאים השפיעה על עקביות הנתונים במהלך בדיקות אימות חוזרות ונשנות.

• סיכוני בטיחות: בדיקה נדרשת לסימולציה של תנאי טעינת יתר, פריקת יתר וקצר חשמלי, תוך חשיפת אנשי צוות ומתקנים לסיכונים כגון פיצוץ סוללה, דליפת אלקטרוליט ואש.

פתרון NGI

לאחר מספר סבבים של דיונים טכניים, NGI סיפקה את ספק הכוח DC הדו-כיווני הניתן לתכנות בעל ביצועים גבוהים מסדרת N35500, פלטפורמת המדידה והבקרה המודולרית הרב-ערוצית מסדרת N9000, ואת מכשירי NXI מודולריים לסימולציה של מתח תא/חבילת סוללה, מצב טעינה (SOC), טמפרטורת חבילת סוללה ואותות בקרה.

פלט במהירות גבוהה ויציב

סימולטור הסוללות מספק זמני עליית מתח ברמת מיקרו-שנייה (μs), בעוד שספק הכוח DC הניתן לתכנות משיג זמני עליית מתח ברמת מילי-שנייה (ms), מה שמאפשר בדיקה מהירה ושיפור היעילות.

פלט מדויק ואמין

סימולטור הסוללות מספק דיוק פלט של עד 0.1mV, מה שמבטיח תוצאות מדויקות וחזרתיות ביותר לאורך בדיקות אימות חוזרות ונשנות.

פונקציות הגנה מרובות

גם סימולטור הסוללות וגם ספק הכוח DC הניתן לתכנות משלבים OVP, OCP, OPP, OTP ופונקציות הגנה אחרות. כאשר פרמטרי הבדיקה חורגים ממגבלות הבטיחות המוגדרות מראש, הפלט מנותק אוטומטית כדי להגן הן על הציוד והן על סביבת הבדיקה.

מקרה 2: סימולציית קרקע בסביבת חלל - מבחן איזון תרמי

רקע לקוח

לקוח Y הוא יצרן לוויינים וספק פתרונות אינטרנט לווייני. כאחת מחברות החדי-קרן בעלות השווי הגבוה ביותר בתעשיית החלל המסחרית, החברה מחויבת לפיתוח עצמאי ולייצור המוני בעלות נמוכה של מטעני תקשורת, אלקטרוניקה לוויינית מרכזית ופלטפורמות לווייניות.

דרישות בדיקה

בדיקת איזון תרמי היא תהליך אימות קריטי המשמש לאימות מודלים של תכנון תרמי של חלליות ומודלים של ניתוח תרמי תחת תנאי סביבה מדומים בחלל, תוך הערכת ביצועי מערכת הבקרה התרמית.

במהלך הבדיקות, כלובי חימום אינפרא אדום או מנורות חימום מופעלים בדרך כלל כדי להעלות את הטמפרטורה בתוך תא הוואקום, בעוד שחיישני טמפרטורה מספקים ניטור ובקרה בזמן אמת.

הלקוח הציע את הדרישות הבאות:

ערוצי אספקת חשמל מרובים

תא ואקום יחיד דורש בדרך כלל עשרות עד יותר ממאה ערוצי כוח חימום. לדוגמה, תא ואקום של Φ3 מ' עשוי לדרוש יותר מ-120 ערוצים.

יציבות לטווח הארוך

כל בדיקת אימות נמשכת יותר מעשרה ימים, ודורשת תפוקת חשמל יציבה ורציפה לאורך כל תקופת הבדיקה.

יכולת בקרה משולבת

הציוד חייב לתמוך בשלט רחוק ובפרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים כגון SCPI.

פתרון NGI

לאחר מספר סבבים של דיונים טכניים והערכות אב טיפוס, NGI סיפקה את ספק הכוח DC רב-ערוצי הניתן לתכנות בדיוק גבוה מסדרת N39400, ספק הכוח DC הניתן לתכנות רחב טווח מסדרת N36200, ספק הכוח DC הניתן לתכנות רחב טווח מסדרת N36100, ומודול רכישת טמפרטורה של צמד תרמי מדגם NXI-6501-16 כדי לעמוד בדרישות הלקוח לחימום, בקרת טמפרטורה ובקרת לולאה פתוחה/סגורה.

צפיפות ערוצים גבוהה

כל ספק כוח משלב ארבעה ערוצי פלט (4CH), מחליף ארבעה ספקי כוח נפרדים תוך הפחתה משמעותית של דרישות שטח המעבדה.

פעולה יציבה לטווח ארוך

ספקי הכוח מספקים תפוקה יציבה ותומכים בפעולה רציפה לאורך זמן ללא תקלות.

יכולת בקרה משולבת

כל ספקי הכוח תומכים בשלט רחוק ובפרוטוקולי תקשורת סטנדרטיים, כולל SCPI ו-Modbus RTU.

מקרה 3: בדיקת מערכת סרוו בעלת הספק גבוה

רקע לקוח

לקוח H מתמחה בשירותי שיגור לוויינים מסחריים ותעבורה לחלל. החברה מחויבת לפתח יכולות שיגור בקנה מידה גדול, בתדירות גבוהה ובעלות נמוכה, עם כושר ייצור שנתי של 20 רכבי שיגור בגובה בינוני וערך תפוקה שנתי צפוי העולה על 3 מיליארד יואן סיני.

דרישות בדיקה

מערכות סרוו בעלות הספק גבוה נמצאות בשימוש נרחב בבקרת תנועה, מערכות הנעה של שולחן סיבובי/מפעיל סרוו ומפעילי מתקני בדיקה.

במהלך תנאי הפעלה כגון הפעלה, כיבוי, האצה, האטה, היפוך כיוון ונעילה, המערכת חווה זרמי התנעה חולפים משמעותיים, תנודות הספק דינמיות מהירות ומשוב אנרגיה רגנרטיבית. ללא הגנה מספקת, תנאים אלה עלולים להפריע לבדיקות או אף לגרום נזק לציוד.

הלקוח נדרש:

ספק כוח במתח גבוה עם ספיגת אנרגיה רגנרטיבית

מנוע הסרוו פועל במתח של 270 וולט, בעוד שמשוב אנרגיית רגנרטיבית יכול לייצר מתחי שיא של עד 540 וולט. ספק הכוח חייב להיות מסוגל לספוג בבטחה אנרגיה רגנרטיבית במתח גבוה.

סימולציית דופק רציפה

המערכת חייבת לדמות פולסים של 200 מילישניות החוזרים על עצמם ברציפות במשך 10 מחזורים כדי לאמת את יציבות המנוע בתנאי נפילת מתח.

ספק כוח לציוד עזר

הפתרון חייב לספק גם הספק של 80V/5kW עבור ציוד עזר, כולל בקרים, מכשירים, שסתומים והתקני בקרת טמפרטורה.

פתרון NGI

לאחר דיונים טכניים מעמיקים והערכת אב טיפוס, הלקוח בחר בספק כוח DC דו-כיווני הניתן לתכנות בעל הספק גבוה מסדרת N35500 יחד עם ספק כוח DC הניתן לתכנות רחב טווח מסדרת N36200 כדי להתמודד עם דרישות אספקת הספק גבוה, ספיגת אנרגיה רגנרטיבית ובדיקת תנאי דופק.

מקור ועומס משולבים עם התחדשות אנרגיה

ספק הכוח הדו-כיווני DC של 750 וולט יכול לעמוד במתח שיא רגנרטיבי של 540 וולט תוך הזנת אנרגיה משוחזרת בחזרה לרשת החשמל, הגנה על ציוד הבדיקה ומשפרת את יעילות האנרגיה.

מצב רצף (SEQ)

ספק הכוח תומך בעריכת רצפי SEQ, המאפשרים למשתמשים לייבא קבצי רצף מוגדרים מראש כדי לדמות פולסים של 200ms החוזרים על עצמם 10 פעמים, כמו גם פרופילי וריאציות מתח מורכבים אחרים.

תיק ספקי כוח רחב ומקיף

NGI מספקת ספקי כוח DC ניתנים לתכנות המכסים טווחי מתח מ-0 עד kV וטווחי הספק מ-0 עד MW, ומאפשרים ללקוחות לעמוד בדרישות אספקת חשמל מגוונות במגוון רחב של תרחישי יישומים.