降壓型航空三相功率因數(shù)校正的研究.pdf

1、為減輕自重，提高飛機的能源利用效率，“多電飛機”將變速變頻電源系統(tǒng)應用到航空電源中，大量非線性電力電子裝置在航空電源中得到應用，飛機電能質量問題引起了廣泛關注。航空領域相繼對航空電源標準進行修訂，提出了更加嚴格的要求。本文根據(jù)航空電源標準DO-160先后的變化，總結歸納了新航空電源標準的變化，指出設計航空三相功率因數(shù)校正(PFC)的特殊要求：①.降壓型；②.高、變頻率條件下的高諧波抑制性能；③.寬輸入和不平衡電源電壓條件下直流輸出電壓的

2、穩(wěn)定和更小的紋波。
　　為滿足航空三相PFC降壓的要求，將廣義有源電力濾波器(APF)應用到航空三相PFC中。與傳統(tǒng)并聯(lián)型APF和PWM整流器相比，它還具有諧波抑制效果好、處理功率容量小的優(yōu)點。針對廣義APF在電源電壓變化條件下直流輸出電壓不能穩(wěn)定的問題，提出了穩(wěn)定直流輸出電壓的輸入電流幅相控制策略。建立了輸出電壓可控的降壓型航空三相PFC的dq坐標系下的數(shù)學模型，并對電壓環(huán)和電流環(huán)進行了設計。通過仿真對諧波抑制效果和直流輸出電壓

3、的穩(wěn)定控制進行了驗證。
　　多電飛機交流電源頻率在360~800Hz之間變化，快速準確地提取變頻航空電源的同步信號是航空三相變流器的控制前提。文中將自適應陷波器(ANF)應用到變頻航空三相電源系統(tǒng)的同步信號提取中，根據(jù)αβ靜止坐標系下的瞬時對稱分量法，構造了用ANF提取同步信號的微分方程，并給出了實現(xiàn)原理框圖，可以快速準確地提取出基波正序和負序分量。文中在αβ靜止坐標系下的ANF算法與三相abc坐標系下的算法相比，可以減少1/3的

4、運算量。文中提出的檢測方法在FPGA中實現(xiàn)，運算時間僅需115ns。
　　針對輸出電壓的穩(wěn)定控制對功率因數(shù)和逆變橋補償容量影響的問題，定量分析了功率因數(shù)和逆變橋補償容量與主電路和電源運行參數(shù)之間的關系。并根據(jù)此關系，針對航空電源標準要求的電源運行工況，對電源測電感和不可控整流橋側電感進行了詳細的設計。通過仿真對以上理論分析進行了驗證。
　　設計了數(shù)字控制的2kW實驗樣機。利用該樣機，對文中提出的同步信號提取方法就航空電源標準