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航空静止变流器为单相或三相机载交流负载提供能量,是航空电源系统的重要组成部分。随着电力电子技术的不断发展,新型飞机中越来越多的机载装置,如液压、环控系统等改由电能提供能量,随之对航空静止变流器的功率等级、功率密度、可靠性等性能指标要求也不断提高,从而迫切需要对航空静止变流器的扩容技术开展研究。 本文在分析比较了多种航空静止变流器扩容方案的基础上,选择了中频航空静止变流器的输出串联型与并联型扩容拓扑作为本文研究对象。并重点针对机载三相负载需求,对中频三相四桥臂逆变器及其交错并联拓扑的控制策略进行研究。 论文第二章首先研究了单相逆变模块及其输出串联型与输出并联型扩容的拓扑结构、工作原理,通过双重傅立叶分析方法比较了几种拓扑在载波相移调制方式下的输入输出谐波组成,并分析了调制波直流分量对谐波成分的影响。通过仿真或实验验证了分析结果的正确性。在此基础上,对几种单相和三相四线输出逆变器的扩容拓扑进行了比较。 本文第三章对单台中频三相四桥臂逆变器的控制策略进行了研究。对单个三相四桥臂逆变器单元的电路模型、工作原理进行分析。此外还分析了三相四桥臂逆变器的三相解耦控制原理及不平衡负载下仍可保证三相对称输出的原理及控制关系。研究了基于SPWM调制的三相四桥臂逆变器双闭环控制策略,并分析比较了第四桥臂开环和闭环两种控制方式下的特性。为了提高直流电压利用率,提出了一种基于SAPWM调制的三次谐波注入控制策略,并提出了一种简单可行的三次谐波生成方法,分析比较了三次谐波注入后第四桥臂开环控制和闭环控制两种情况下负载不平衡状态逆变器的直流电压利用率。针对传统的电感电流瞬时值反馈的双闭环控制策略存在外特性较差这一问题,本文采用了一种基于串联谐振控制器的外特性提高方式。通过对系统的小信号建模,揭示了由其品质因数设计不当引起的输出波形等幅震荡现象的成因,从而提出了实现环路和谐振控制器参数匹配目标的设计依据。通过仿真和实验验证了分析的正确性。 本文第四章针对航空静止变流器的扩容需求,研究了中频三相四桥臂逆变器共输入、输出母线并联控制技术。首先通过建立并联三相四桥臂逆变器输出阻抗模型,研究了电路参数对并联桥臂环流影响的规律。根据并联三相四桥臂逆变器的电路大信号模型,提出了基于共用电压环方式的四桥臂均流控制策略,并重点对第四桥臂均流控制策略进行了分析。并根据环路小信号模型分析了环路以及主电路参数与并联桥臂输出阻抗模型之间的关系。针对三次谐波注入后并联单元环流增大的现象,分析了该环流成分产生的机理,提出并研究了基于三次谐波信号平均值注入的均流控制策略。针对该方法存在需要增加并联单元之间的信号通讯的问题,又进一步提出并研究了基于三次谐波注入环流成分前馈的抑制方法。最后通过仿真与实验验证了两种方式对环流抑制的有效性。