本文關(guān)鍵詞：高效率兩級式航空靜止變流器的研究

  更多相關(guān)文章： 航空靜止變流器 倍壓輸出反激變換器 雙Buck全橋逆變器 漏感吸收電路 變壓器優(yōu)化 逆變器短路

【摘要】：航空靜止變流器(Aeronautical Static Inverter ASI)作為機載電源的重要組成部分,將發(fā)電機或者蓄電池的電能轉(zhuǎn)換成恒壓恒頻的交流電,給飛機上的設(shè)備提供高質(zhì)量的電能。隨著飛機用電設(shè)備對供電電源的要求越來越高,航空靜止變流器向著高效率高功率密度的方向發(fā)展。本文以兩級式航空靜止變流器為研究對象,就如何提高前級變換器的效率、減小后級逆變器的體積重量以及降低短路損耗等問題進行分析研究。航空靜止變流器前級實現(xiàn)升壓和電氣隔離的作用。反激變換器由于其電路結(jié)構(gòu)簡潔,控制方法簡單,同時能夠?qū)崿F(xiàn)升壓和電氣隔離而在中小功率場合中被廣泛采用。傳統(tǒng)的反激變換器受占空比的限制其升壓能力有限,本文采用一種倍壓輸出反激變換器,能夠以較小的匝比實現(xiàn)較高的電壓增益。提出了一種新的反激變壓器漏感能量吸收電路,該吸收電路能將變壓器漏感能量回收并直接釋放到輸出側(cè)供給負(fù)載,有效地抑制了電壓尖峰、提高了變換器的效率。吸收電路采用電壓滯環(huán)控制,工作頻率由漏感能量決定,當(dāng)主電路的功率降低時吸收電路的工作頻率也會隨之降低,變換器輕載效率高。航空靜止變流器后級采用基于載波移相SPWM(CPS-SPWM)控制的雙Buck全橋逆變器(DBFBI),濾波電感的等效工作頻率為開關(guān)頻率的兩倍,減小了濾波電感的體積重量。通過損耗計算研究開關(guān)頻率對逆變器損耗的影響,并分析了提高后級開關(guān)頻率減小濾波電感的可行性。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求航空靜止變流器在短路狀態(tài)下能夠輸出三倍額定電流,并至少持續(xù)5s。短路時功率器件開關(guān)損耗大,易造成逆變器的損壞。論文進行了短路損耗的分析,研究了短路狀態(tài)下通過降低母線電壓來減小短路損耗的方案,對短路時母線電壓的選擇給出了詳細(xì)的分析,進行了實驗和仿真的驗證。研制了一臺1KVA兩級式航空靜止變流器,實驗驗證了理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：航空靜止變流器 倍壓輸出反激變換器 雙Buck全橋逆變器 漏感吸收電路 變壓器優(yōu)化 逆變器短路
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V242;TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 引言13
• 1.2 兩級式航空靜止變流器的功用和現(xiàn)狀13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)方案14-18
• 1.3.1 前級DC/DC變換器拓?fù)浞桨?/span>14-15
• 1.3.2 后級DC/AC變換器研究現(xiàn)狀15-18
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容及意義18-19
• 第二章 倍壓輸出反激變換器19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 倍壓輸出反激變換器的工作原理19-21
• 2.3 反激變換器漏感問題及其解決方法21-22
• 2.3.1 無源鉗位電路21
• 2.3.2 有源鉗位電路21-22
• 2.4 一種新型漏感能量回收電路22-24
• 2.5 反激變壓器的優(yōu)化設(shè)計24-29
• 2.5.1 平面變壓器24-25
• 2.5.2 平面變壓器的繞組排布25-27
• 2.5.3 變壓器氣隙對繞組損耗的影響27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 載波移相SPWM控制的雙Buck全橋逆變器30-49
• 3.1 引言30
• 3.2 載波移相SPWM控制雙Buck全橋逆變的工作原理30-34
• 3.2.1 工作原理分析30-33
• 3.2.2 濾波電感的選取33-34
• 3.3 逆變器開關(guān)頻率的提高及其帶來問題的分析34-38
• 3.3.1 開關(guān)頻率和濾波電感的關(guān)系34-35
• 3.3.2 逆變器功率器件的損耗計算35-37
• 3.3.3 開關(guān)頻率的提高對逆變器功率器件損耗的影響37-38
• 3.4 逆變器短路分析38-48
• 3.4.1 三倍額定負(fù)載電流短路損耗分析38-40
• 3.4.2 輸入電壓對逆變器短路損耗的影響40-43
• 3.4.3 逆變器短路時母線電壓的選擇43-44
• 3.4.4 降低母線電壓的方案44-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 1KVA航空靜止變流器的研制49-65
• 4.1 引言49
• 4.2 倍壓輸出反激變換器的參數(shù)設(shè)計49-53
• 4.2.1 主電路設(shè)計49-50
• 4.2.2 漏感能量回收電路設(shè)計50-53
• 4.3 載波移相SPWM控制的雙Buck全橋逆變器設(shè)計53-58
• 4.3.1 主電路設(shè)計53-56
• 4.3.2 控制電路設(shè)計56-58
• 4.4 實驗驗證58-64
• 4.4.1 前級倍壓輸出反激變換器實驗結(jié)果和分析58-60
• 4.4.2 后級逆變器實驗結(jié)果與分析60-63
• 4.4.3 級聯(lián)系統(tǒng)實驗波形與分析63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-66
• 5.1 本文工作總結(jié)65
• 5.2 工作展望65-66
• 參考文獻66-69
• 致謝69-70
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文及研究成果70

【參考文獻】

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本文編號：720701