航空三相PWM整流器及其故障診斷與容錯(cuò)控制研究.pdf

1、變頻交流電源系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、效率高、發(fā)電機(jī)容量易于做大等優(yōu)點(diǎn)，在大型民用飛機(jī)中具有廣闊的應(yīng)用前景。相比于傳統(tǒng)的無(wú)源整流方案，三相PWM整流器對(duì)電網(wǎng)諧波污染小、可實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)，將其用于航空?qǐng)龊鲜俏磥?lái)的發(fā)展趨勢(shì)；但是全控器件的采用致使系統(tǒng)可靠性降低，制約其在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研究航空PWM整流器及其故障診斷與容錯(cuò)控制策略具有重要意義。
　　本文首先介紹了航空PWM整流器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)；闡述了三相橋式PWM整流器的數(shù)

2、學(xué)模型、dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的雙閉環(huán) PI調(diào)節(jié)控制策略以及空間矢量脈寬調(diào)制方法，并對(duì)控制環(huán)路進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。研究了功率器件故障對(duì)三相橋式PWM整流器工作特性的影響，并根據(jù)故障特征對(duì)故障模式進(jìn)行分類(lèi)。通過(guò)詳細(xì)分析開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障時(shí)網(wǎng)側(cè)電流的畸變情況，提出一種基于網(wǎng)側(cè)電流相角的開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障診斷方法，并給出具體的實(shí)現(xiàn)和診斷參數(shù)選取方法。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)多管開(kāi)路故障診斷，并具有軟件算法簡(jiǎn)單、無(wú)需增加硬件電路、對(duì)瞬變狀態(tài)魯棒性高等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)有的故障容錯(cuò)方

3、案進(jìn)行了可行性分析，總結(jié)出四種適用于三相橋式PWM整流器的故障容錯(cuò)拓?fù)?。通過(guò)分析開(kāi)關(guān)管開(kāi)路故障對(duì)空間電壓矢量的影響，研究了一種基于PWM開(kāi)關(guān)模式修正的軟件容錯(cuò)算法，可有效降低網(wǎng)側(cè)電流畸變程度和直流側(cè)電壓脈動(dòng)。最后，從可容錯(cuò)故障類(lèi)型、成本、容錯(cuò)后系統(tǒng)性能等角度對(duì)可行的故障容錯(cuò)方案進(jìn)行了綜合評(píng)估。在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并搭建了一臺(tái)5kW全數(shù)字控制的三相橋式PWM整流器原理樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)在航空變頻電網(wǎng)輸入下工作性能滿足要求，所提出