發(fā)布時(shí)間：2021-08-19 11:03

　　多電飛機(jī)機(jī)載設(shè)備電氣化發(fā)展能夠有效降低飛機(jī)飛行過程中碳排放,與此同時(shí),大量電力負(fù)荷接入機(jī)載直流配電網(wǎng),對電網(wǎng)電壓形成沖擊。將儲能技術(shù)接入電網(wǎng)對于其穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。為滿足機(jī)載設(shè)備模塊化發(fā)展趨勢,設(shè)計(jì)了能夠加改裝于機(jī)載270V直流配電網(wǎng)的儲能模塊EAU,并對其進(jìn)行從部件到系統(tǒng)的建模與仿真驗(yàn)證。首先,對多電飛機(jī)的供電方式進(jìn)行分析,確定出EAU內(nèi)部儲能方案,設(shè)計(jì)出應(yīng)用于機(jī)載直流配電網(wǎng)的EAU內(nèi)外部電路拓?fù)�。根�?jù)EAU內(nèi)部功率變換器需滿足高效率且能進(jìn)行較大功率雙向傳輸?shù)囊?將諧振腔由電感電容所組成的CLLLC型BDC應(yīng)用于機(jī)載儲能模塊EAU,分析了該型變換器的動態(tài)工作過程及電路穩(wěn)態(tài)特性,提出應(yīng)用于該變換電路的PFM+軟起動雙層控制策略,并進(jìn)行仿真與實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證。其次,針對系統(tǒng)中加改裝EAU所涉及的內(nèi)部儲能組件的匹配方案優(yōu)選問題進(jìn)行負(fù)荷功率分配,按照EAU接入系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分別建立蓄電池與超級電容的數(shù)學(xué)模型,并對其聯(lián)合供電特性進(jìn)行分析。同時(shí)綜合考慮加改裝成本、系統(tǒng)重量、運(yùn)行后年均維護(hù)換件費(fèi)用,建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。采用帶精英策略的改進(jìn)ECSA算法對EAU內(nèi)部蓄電池與超級電容的匹配方案進(jìn)行選取... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

A380采用了2H/2E架構(gòu)

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文56依據(jù)5.1.1、5.1.2兩種控制方案利用Simulink進(jìn)行仿真對比驗(yàn)證，仿真步長為1e-6s，采用Runge-Kutta算法，仿真時(shí)間0.3s，并在0.15s突然增加2N·m的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。兩種方案的對比仿真結(jié)果如下：(a)轉(zhuǎn)速變化曲線(b)電磁轉(zhuǎn)矩變化曲線圖5-4PMSM兩種控制方案仿真對比從圖5-4(a)Nr變化曲線可以明顯看出，從零加速到1000r/min時(shí)，方案2有一些超調(diào)量，但相比方案一有較快的動態(tài)響應(yīng)速度，同時(shí)能夠快速恢復(fù)到電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，即在0.018s方案二電機(jī)轉(zhuǎn)速開始趨于穩(wěn)定值。并且在0.15s轉(zhuǎn)矩負(fù)載陡增時(shí)，能夠較快回到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。從圖5-4(b)可以看出方案二較方案一電磁轉(zhuǎn)矩不管在起動加速還是過程中突加負(fù)載均能較快的恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，而方案一電磁轉(zhuǎn)矩偏差較大，如果將其應(yīng)用在飛機(jī)作動器的控制系統(tǒng)中會對飛機(jī)的操作靈敏性和穩(wěn)定性帶來影響。故在接下來系統(tǒng)搭建中采用方案二作為飛機(jī)上的PMSM控制系統(tǒng)。5.2系統(tǒng)整體接入EAU建模目前270V機(jī)載直流配電網(wǎng)電壓等級在美國F-22以及波音公司的B-787民航客機(jī)上已經(jīng)采用。以B-787為例，該型飛機(jī)搭載4臺VFAC(變頻交流起動發(fā)電機(jī))，額定功

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文57率250kV·A,工作頻率為360~800Hz,額定電壓為交流230/400V。為滿足機(jī)上配備的12臺大功率調(diào)速電動機(jī)直流供電需求，相應(yīng)配備了4臺額定功率150kW的ATRU(變壓整流器)，它們將230/400V交流電轉(zhuǎn)換為±270V直流電。由于采用ATRU/TRU供電，負(fù)載制動回饋電網(wǎng)的電能不能返回機(jī)載直流配電母線，只能在直流側(cè)增加EAU，故第二章闡述的配電網(wǎng)儲能模型拓?fù)?也具有現(xiàn)實(shí)意義，并在其基礎(chǔ)上建立如下機(jī)載直流配電系統(tǒng)虛擬仿真平臺。為了簡化系統(tǒng)，采用一臺PMSM作為飛機(jī)上作動機(jī)構(gòu)。圖5-5機(jī)載直流配電系統(tǒng)接入EAU仿真平臺發(fā)電單元如圖5-6，包含由飛機(jī)發(fā)動機(jī)驅(qū)動的VFAC、整流器、出口濾波電容以及母線電壓反饋控制電路，使得輸出母線電壓維持270V。電壓反饋控制圖5-6系統(tǒng)發(fā)電單元建模EAU模塊按照第三章所提出的CLLLC型功率變換器、相應(yīng)的PFM+軟啟動策略及第四章確立的容量配置方案建立模型，其中超級電容模塊利用Simulink中已經(jīng)給定的單元，其所對應(yīng)的內(nèi)部等效電路如圖5-7。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種電流型高增益雙向DC-DC變換器[J]. 齊磊,楊亞永,孫孝峰,李昕.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(18)
[2]面向儲能系統(tǒng)應(yīng)用的隔離型雙向DC-DC變換器分析方法與控制技術(shù)綜述[J]. 孫凱,陳歡,吳紅飛.  電工電能新技術(shù). 2019(08)
[3]有軌電車混合動力系統(tǒng)能量交互型管理策略與容量配置協(xié)同優(yōu)化研究[J]. 王玙,楊中平,李峰,安星錕,林飛.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2019(08)
[4]混合儲能系統(tǒng)平滑風(fēng)電出力的變分模態(tài)分解-模糊控制策略[J]. 李亞楠,王倩,宋文峰,王昕鈺.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2019(07)
[5]均衡單進(jìn)化布谷鳥算法[J]. 傅文淵.  電子學(xué)報(bào). 2019(02)
[6]電動汽車再生制動過程換擋點(diǎn)多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 李聰波,胡芮,朱道光,楊青山.  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2020(05)
[7]功率型一次鋰電池組合方案探討[J]. 陳林,汪峰.  電源技術(shù). 2018(09)
[8]軟開關(guān)高增益Buck-Boost集成CLLC型直流雙向變換器[J]. 李鵬程,張純江,闞志忠,賁冰.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2018(11)
[9]電靜液作動器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 于波,吳帥,尚耀星,焦宗夏.  液壓與氣動. 2018(05)
[10]基于離散布谷鳥算法求解帶時(shí)間窗和同時(shí)取送貨的車輛路徑問題[J]. 王超,劉超,穆東,高揚(yáng).  計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng). 2018(03)

碩士論文
[1]求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的基于布谷鳥搜索策略的兩種改進(jìn)算法[D]. 田明正.武漢大學(xué) 2017
[2]基于超級電容的船舶電力推進(jìn)儲能系統(tǒng)研究[D]. 王凱.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]飛機(jī)多電化負(fù)載特性分析和管理技術(shù)研究[D]. 唐彬鑫.南京航空航天大學(xué) 2017



本文編號：3351287