隨著民用航空工業(yè)的快速發(fā)展,燃油消耗量快速增加,飛機廢氣(CO_2、NO_x等)及噪音排放量大大增加,對環(huán)境的影響日趨嚴重。為了解決這一問題,民航工業(yè)開始大力推行多電飛機(More Electric Aircraft,MEA)技術。MEA技術提出更多的使用高效的電能來代替飛機其他形式能量,如氣壓能、液壓能和機械能,從而提高系統(tǒng)效率,降低油耗,實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。隨著MEA機載設備的復雜度與電氣化程度提高,需要對飛機配電結構進行優(yōu)化,從而優(yōu)化系統(tǒng)的體積重量。同時MEA中更多地使用電力電子變換器及電機驅動系統(tǒng),其恒功率負載特性使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨著巨大挑戰(zhàn)。本文對現(xiàn)代飛機的電力系統(tǒng)結構進行分析,在總結出優(yōu)化結構的基礎上對其穩(wěn)定性問題展開深入研究,并對MEA電力系統(tǒng)的參數(shù)提出優(yōu)化設計準則,完成的主要工作如下:(1)通過現(xiàn)狀調研,指出MEA是現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展趨勢,并通過研究現(xiàn)狀提出穩(wěn)定性分析對未來MEA發(fā)展的重要性。(2)選取四種具有代表性的現(xiàn)代飛機電力系統(tǒng)結構作為本文結構優(yōu)化選取對象,首先從整體系統(tǒng)減重方面進行比較,初步篩選出有益飛機減重的系統(tǒng)結構;之后,對初選結構進行大信號穩(wěn)定性分析與對比,得出在減重與穩(wěn)定性方面均最優(yōu)的電力系統(tǒng)結構作為本文的研究對象。(3)確立系統(tǒng)中源、功率變換環(huán)節(jié)及負載的類型,并建立各部件高精度降階模型,然后進一步聯(lián)立建立MEA電力系統(tǒng)模型�；谠撃Ｐ脱芯侩娏ο到y(tǒng)中子系統(tǒng)相互作用對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,并通過大信號穩(wěn)定性分析,得出系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計準則。(4)建立MEA高精度非線性電力系統(tǒng)模型,進一步分析其控制參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響,提出控制參數(shù)的優(yōu)化設計。為解決某些系統(tǒng)參數(shù)性能限制對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來的影響,本文提出一種穩(wěn)定性補償方法,引入虛擬參數(shù)保證系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。(5)在Matlab/Simulink中建立了功率等級為200kW的MEA電力系統(tǒng)的仿真模型,通過仿真分析驗證了本文研究所選取的電力系統(tǒng)結構的穩(wěn)定性分析與系統(tǒng)參數(shù)設計理論的正確性。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V242
【部分圖文】：

(a) 圖 3.7 HVAC/HVDC 結構在不同功率等級Fig3.7 Changing of RAS of HVAC/HVDC power 360Hz. (b) und接下來的圖 3.8 分析了 HVAC/HVDC 結不同負載功率等級下 RAS 大小的對比。其負載功率等級下，HVDC 結構的穩(wěn)定區(qū)HVAC/HVDC 電力系統(tǒng)結構中，當負載超過統(tǒng)結構下失穩(wěn)臨界負載等級可以增加到 14功率等級為 200kW，兩者均不能滿足設定加系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域。3000 100 200 400 500idc(A)300 600700 80060kW

Matlab/Simulink 進行實驗仿真驗證，并得出直流側濾波器參數(shù)優(yōu)化的設計方案。(a) (b)圖3.9 額定負載功率200kW下不同濾波電容大小所對應的RAS變化圖 (a) HVAC/HVDC結構(b) HVDC 結構Fig3.9 RAS of power system with different capacitors at load PCPL=200kW. (a) HVAC/HVDCarchitecture (b) HVDC architecture(a) (b)圖 3.10 在濾波電容 Cf=700μF 下電力系統(tǒng)在不同負載功率等級下 RAS 變化圖 (a)HVAC/HVDC 結構 (b) HVDC 結構Fig3.10 RAS of MEA power system under different power levels at Cf=700μF. (a) HVAC/HVDCarchitecture (b) HVDC architecture

了驗證以上理論分析，在下一節(jié)中將利用以上模型及參數(shù)對它b/Simulink 進行實驗仿真驗證，并得出直流側濾波器參數(shù)優(yōu)化的設計方(a) (b)額定負載功率200kW下不同濾波電容大小所對應的RAS變化圖 (a) HVAC/HV(b) HVDC 結構3.9 RAS of power system with different capacitors at load PCPL=200kW. (a) HVAC/Harchitecture (b) HVDC architecture

【參考文獻】

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本文編號：2818007