航空直流有源滤波器的关键技术研究

【类型】学位论文

【作者】朱银玉 

【关键词】 DCAPF 双向Buck,DCAPF 谐波 航空静止变流器 Boostbuck,DCAPF 滞环控制

【摘要】270V高压直流电源系统具有电网重量轻、易于实现不间断供电及二次电源功率密度高等特点,近年来成为国内外航空电源系统的研究热点。保证该高压直流母线的电能质量,对于飞机的安全运行极为重要。单相航空静止变流器作为飞机电源系统的典型负载,其脉动的输入电流严重污染了航空高压直流电网。因此,如何治理高压直流电源系统的谐波污染问题,受到了航空电源研究人员的日益关注。逆变器作为航空静止变流器的重要组成部分,论文深入分析了其在SPWM控制方式下输入电流谐波的分布及幅值,指出输入电流中含有难以被无源器件滤除的两倍于输出频率的低次谐波。因此,本文致力于采用有源补偿的方式,消除这些低次谐波对于270V高压直流电源系统的影响。本文首先研究了一种Boostbuck直流有源滤波器(DCAPF)。该滤波器结构简单可以有效补偿单相逆变器输入电流的低次谐波。文中分析了滞环控制方式下直流有源滤波器的工作原理,给出了详细的硬件电路设计步骤,并通过仿真考察Boostbuck DCAPF的补偿效果。仿真结果证实了该系统整体结构、控制策略及参数设计方法的正确性和可行性。基于航空应用高可靠性的要求,针对Boostbuck DCAPF存在的桥臂直通隐患,本文提出了一种双向Buck DCAPF。文中给出了该直流有源滤波器的电路拓扑;详细阐述了其工作原理;为进一步研究直流有源滤波器的控制性能,建立了滞环电流环小信号模型;并通过仿真考察双向Buck DCAPF的补偿效果。最后,搭建了1kVA单相逆变器的原理样机,基于上述两种拓扑,研制了两套用以补偿该逆变器输入电流低次谐波的直流有源滤波系统,实验结果验证了分析与设计的正确性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陈仲

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