有源濾波應(yīng)用于飛機(jī)交流電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代飛機(jī)戰(zhàn)技性能要求的進(jìn)一步提高，機(jī)載電子設(shè)備越來(lái)越多，諧波、無(wú)功、不平衡等分量對(duì)飛機(jī)交流電網(wǎng)產(chǎn)生了很大的影響，嚴(yán)重影響了供電品質(zhì)，降低了發(fā)電設(shè)備、用電設(shè)備的工作性能和使用壽命。有源電力濾波（APF）技術(shù)作為一項(xiàng)改善電能質(zhì)量，凈化電網(wǎng)污染的先進(jìn)技術(shù)在近年來(lái)得到了廣泛的研究和快速的發(fā)展。本文研究有源電力濾波用于飛機(jī)交流供電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，探索解決飛機(jī)交流電源諧波污染的新途徑。 不同于民用電網(wǎng)，飛機(jī)電力系統(tǒng)具有：獨(dú)立小容量，電

2、源內(nèi)阻抗較大；電網(wǎng)頻率較高，為400Hz；負(fù)載中非線性負(fù)載比重大；采用三相四線制供電，三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)；電源受負(fù)載影響比較大等特征，因此其有源濾波技術(shù)具有特殊性。 本文在對(duì)傳統(tǒng)的飛機(jī)電網(wǎng)諧波抑制措施進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)特點(diǎn)，提出了在飛機(jī)電網(wǎng)加入APF，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)諧波、無(wú)功和不平衡的綜合集中補(bǔ)償，通過(guò)幾種諧波抑制方案的定性和定量比較，給出了在飛機(jī)電網(wǎng)應(yīng)用APF的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。 在對(duì)目前功率理論體系討論的基礎(chǔ)上

3、，對(duì)三相四線制的幾種典型電流檢測(cè)方法進(jìn)行了深入的研究。在通用瞬時(shí)無(wú)功功率的理論指導(dǎo)下，針對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)這類(lèi)三相四線獨(dú)立小容量電源系統(tǒng)的特點(diǎn)提出了改進(jìn)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法和改進(jìn)的交叉矢量法。改進(jìn)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法方法比較簡(jiǎn)單，計(jì)算過(guò)程充分考慮電源電壓的信息，使補(bǔ)償前后的電源有功功率保持不變。改進(jìn)的交叉矢量法在任何情況下可以使補(bǔ)償后的電源電流不含有零序分量，消除系統(tǒng)的不平衡。分析比較了各種電流檢測(cè)方法的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合，得出改進(jìn)的交叉矢量法是適合飛機(jī)電網(wǎng)A

4、PF的一種較優(yōu)的電流基準(zhǔn)產(chǎn)生方法。 對(duì)三相四線系統(tǒng)的APF電路拓?fù)浜碗娏鞲櫦夹g(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。對(duì)有源電力濾波采用空間矢量調(diào)制的電流控制方案進(jìn)行了分析，采用DSP+FPGA的方案實(shí)現(xiàn)了三維空間矢量調(diào)制的三相四線APF。由于飛機(jī)電網(wǎng)頻率為400Hz，因此應(yīng)用于飛機(jī)電網(wǎng)的APF應(yīng)該具有快速的電流跟蹤性能，通過(guò)對(duì)幾種三相四線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對(duì)應(yīng)的電流控制方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，提出采用分裂電容形成中點(diǎn)的三相四線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和滯環(huán)電流控制作為用

5、于飛機(jī)電網(wǎng)的APF的電路拓?fù)浜碗娏骺刂萍夹g(shù)。 分析了用于飛機(jī)電網(wǎng)的并聯(lián)型APF的等效電路，建立了系統(tǒng)模型。分析了APF諧波提取、電流跟蹤控制、直流電壓控制等各個(gè)環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，得到了APF的設(shè)計(jì)方法并對(duì)用于飛機(jī)電網(wǎng)的APF的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，完成了飛機(jī)APF的整體實(shí)現(xiàn)。 在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，本文制作了一套用于400Hz電源的APF實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，在不同條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得到了APF補(bǔ)償前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。