新型航空交/直流母线接口变换器的研究
现代飞机中，液压、气压、电能多种二次能源的存在，降低了飞机能源系统的可靠性和可维护性，对飞机的安全可靠飞行造成了很大的威胁。近年来，电力电子技术和电工材料的发展为二次能源统一到电能提供了基础，促进了多电飞机和全电飞机的发展。 多电飞机以及全电飞机的发展趋势，导致航空交直流母线电压等级提高，对航空交/直流母线接口变换器的发展提出了新的要求。交流/直流母线接口变换器实现高压交流母线到高压直流母线的变换，要求高安全可靠性、高功率因数、高功率密度以及高直流电压利用率；直流母线接口变换器实现高压直流母线到低压直流母线的变换，要求高安全可靠性、高功率密度以及高效率。 针对全电飞机的应用场合以及设计要求，本文通过详细分析对比，选取了结构简单可靠的单级升压型整流器——三相三线制的三电平整流器作为交流/直流母线接口变换器，从最根本的调制波上分析了各种控制策略对整流器的性能指标的影响，明确了中线对于直流电压利用率的影响，然后提出了截断区间的非线性控制方式，可以在保证功率因数的前提下，提高直流电压利用率，降低后级变换器的设计难度。对于应用于高压输入低压大电流输出场合的直流母线接口变换器，本文选择了无箝位二极管和飞跨电容的四开关三电平直流变换器，采用了磁集成的倍流整流技术，提高变换器的功率密度。并且为了提高变换器的安全可靠性，本文详细分析了实际工作中由于主电路以及控制驱动电路的不对称导致的电容偏压情况，从控制上找到两个自由度——正负半周占空比和相位差，提出了电容电压控制策略，而且通过双沿调制方式进行电容电压控制，实现了控制过程的解耦。 本文针对三相交流输入230V/400Hz，输出28V/100A接口变换器进行了参数设计、样机制作以及实验验证，通过实验波形分析验证了整流器控制策略以及直流变换器电容电压控制策略的正确性和有效性。
母线接口变换器;三电平整流器;截断区间;电容电压控制;交直流母线电压
南京航空航天大学
硕士
电力电子与电力传动
金科
2014
中文
TM464;TM761.1
83
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）