本文關(guān)鍵詞：基于電流源型半橋變換器的航空靜止變流器技術(shù)研究

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【摘要】：航空靜止變流器(Aeronautical Static Inverter,ASI)是飛機電源系統(tǒng)的重要組成部分,對其可靠性、體積重量以及變換效率的要求也越來越高。本文以基于電流源型半橋變換器的兩級式航空靜止變流器為研究對象,圍繞如何減小兩級式航空靜止變流器的體積重量、提高變換效率、提高可靠性展開研究與分析,并重點對前級變換器進行深入研究。在理解、分析、比較各種常用的電路拓?fù)鋬?yōu)缺點的基礎(chǔ)上,確定以適合低電壓大電流輸入的電流源型半橋變換器作為前級DC/DC變換器拓?fù)?以半橋逆變器作為后級DC/AC逆變器拓?fù)洹７治隽藗鹘y(tǒng)靜止變流器的結(jié)構(gòu)方案并進行改進,確定以模塊化方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)方案以解決熱源集中、體積重量大、冗余度低的問題,并根據(jù)靜止變流器需求分別給出了前級DC/DC直流單元與后級DC/AC逆變單元主要技術(shù)參數(shù)。分析了電流源型半橋變換器的工作原理,并給出了損耗分析模型;分析了實際情況下變壓器漏感對變換器工作的影響并提出了改進方法,改進方案將漏感的能量傳遞至輸出側(cè),可以提高變換器整體效率。根據(jù)后級逆變器的要求,給出了前級的控制方法,包括變換器輕載時的控制方法、電感電流連續(xù)時的控制方法以及變換器并聯(lián)的控制方法,并對電感電流連續(xù)時的變換器進行了穩(wěn)定性分析。最后分析了后級級聯(lián)逆變器的工作原理,根據(jù)輸出需求給出了逆變器的調(diào)制方案與控制策略。根據(jù)前后級主要技術(shù)參數(shù),對前后級主功率電路進行了詳細(xì)的計算并進行了優(yōu)化設(shè)計以減小損耗。為提高效率,后級逆變器采用了新型的SiC MOSFET,并根據(jù)應(yīng)用條件給出了一種寬占空比范圍的SiC MOSFET驅(qū)動電路。論文最后仿真和搭建了一臺500VA的基于電流源型半橋變換器的航空靜止變流器實驗樣機對理論分析進行實驗驗證。并給出了電流源型半橋變換器的效率曲線,額定工作效率94.58%,最高效率達到95.36%。
【關(guān)鍵詞】：航空靜止變流器 電流源型半橋變換器 級聯(lián)式逆變器 損耗分析 控制策略 效率優(yōu)化
【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
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 研究背景14
• 1.2 航空靜止變流器研究現(xiàn)狀14-22
• 1.2.1 單級式航空靜止變流器研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 兩級式航空靜止變流器研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3 基于電流源型半橋變換器的模塊化航空靜止變流器22-24
• 1.4 本文的主要研究工作24-26
• 第二章 基于電流源型半橋變換器的兩級式靜止變流器研究26-46
• 2.1 電流源型半橋變換器研究26-42
• 2.1.1 電流源型半橋變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)26
• 2.1.2 電流源型半橋變換器原理分析26-31
• 2.1.3 電流源型半橋變換器損耗分析模型31-33
• 2.1.4 電流源型半橋變換器控制方法研究33-42
• 2.2 半橋級聯(lián)逆變器研究42-45
• 2.2.1 半橋級聯(lián)逆變器原理分析42-43
• 2.2.2 半橋級聯(lián)逆變器的調(diào)制方式43
• 2.2.3 半橋級聯(lián)逆變器控制策略43-45
• 2.3 本章小結(jié)45-46
• 第三章 500VA航空靜止變流器實驗樣機設(shè)計46-63
• 3.1 實驗樣機的技術(shù)參數(shù)46
• 3.2 DC/DC級電路設(shè)計46-57
• 3.2.1 電流源型半橋變換器樣機參數(shù)設(shè)計46-56
• 3.2.2 不同開關(guān)頻率下電流源型半橋變換器損耗對比56-57
• 3.3 DC/AC級電路設(shè)計57-61
• 3.3.1 DC/AC級主電路設(shè)計57-59
• 3.3.2 SiC MOSFET驅(qū)動電路59-61
• 3.4 本章小結(jié)61-63
• 第四章 基于電流源型半橋變換器的航空靜止變流器實驗研究63-76
• 4.1 實驗樣機63-64
• 4.2 仿真研究64-67
• 4.2.1 電流源型半橋變換器仿真研究64-66
• 4.2.2 半橋級聯(lián)逆變器仿真66-67
• 4.3 電流源型半橋變換器實驗研究67-73
• 4.3.1 電流源型半橋變換器啟動實驗67-68
• 4.3.2 電流源型半橋變換器穩(wěn)態(tài)工作實驗68-70
• 4.3.3 電流源型半橋變換器動態(tài)工作實驗70-72
• 4.3.4 電流源型半橋變換器效率測試與分析72-73
• 4.3.5 電流源型半橋變換器并聯(lián)工作實驗73
• 4.4 靜止變流器實驗研究73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 全文工作總結(jié)76-77
• 5.2 后續(xù)工作展望77-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-83
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文學(xué)術(shù)論文83

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本文編號：756347