宽输入电压频率三相Buck整流器不平衡控制策略研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangbohan1991
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着空客A380商用飞机、波音B787商用飞机、以及F-35战斗机的出现,多电飞机(More-Electric-Aircraft,MEA)已成为未来飞机的发展趋势,多电飞机谐波污染问题同时也引起了航空界的广泛关注。三相变频交流发电机具有系统结构简单、发电效率高、体积重量小等优点,广泛应用于新型多电飞机,其输出电压频率在360Hz~800Hz范围内变化,最大频率变化可达400Hz/s。并且,在实际应用场景中可能由于负载变化、参数不对称和外界干扰等各种因素,造成发电机输出电压不平衡,从而导致整流器直流侧输出电压与输出电流产生偶数次非特征谐波,交流侧输入电流产生奇数次非特征谐波,输入电流THD增大,波形严重畸变,严重时甚至可能导致整流器损坏。三相Buck整流器因具有较宽的可调输出电压范围及良好的短路保护功能等特点,在航空供电系统中具有良好的应用前景,故研究一种适用于宽输入电压频率三相Buck整流器不平衡控制策略具有重要意义。本文以三相Buck整流器为研究对象,首先介绍了其拓扑结构以及工作原理,在此基础上研究了三相Buck整流器12扇区五段式SVPWM调制策略,根据工作模态推导了对应的矢量作用时间,介绍了几种不同的矢量分配策略及占空比产生方式,并从实际实现难易度、开关损耗大小、对输入电流质量影响等方面进行了比较。重点研究了一种宽输入电压频率三相Buck整流器不平衡控制策略。建立了三相Buck整流器等效DC/DC模型,并对等效参数进行了推导,得到了等效DC/DC模型的状态方程和其交流小信号电路模型,然后以CCM模式单相Boost PFC平均电流控制思想为基础,详细的分析了基于平均电感电流控制的三相Buck整流器恒阻输入控制策略的工作原理,根据等效DC/DC模型对电流内环及电压外环进行了设计。该控制策略在三相输入不平衡时可以显著提高交流侧输入电流质量,但其直流侧输出电压仍存在明显的二倍工频纹波。因此,论文研究了一种基于恒定导通时间(Constant On Time,COT)控制的Buck DC/DC串联补偿策略,抑制输出电压二倍工频脉动。本文研究的不平衡控制策略与输出电压纹波补策略不仅可以使三相Buck整流器获得较小的输入电流THD,而且保证了输出电压为恒定直流量。最后,对三相Buck整流器的功率器件应力进行了计算,并对交流侧LC滤波器、直流侧电感、输出电容等进行了设计,搭建了一台1000W三相Buck整流器原理样机,通过实验验证了宽输入电压频率三相Buck整流器不平衡控制策略及纹波补偿策略的正确性和可行性。
其他文献
车轮轮辋疲劳裂纹,可能导致车轮崩塌,引起列车车辆脱轨。本文以CRH2型动车组拖车车轮及轮辋疲劳裂纹行为为研究对象,以带裂纹拖车车轮台架试验、裂纹扩展和载荷条件为基础,探索车轮疲劳裂纹萌生、扩展和安全性分析方法,结果表明:(1)与台架试验车轮轮辋初始裂纹几何与载荷一致,建立了轮对有限元主模型+轮辋裂纹子模型,探索了车轮轮辋微裂纹尖端K因子的三维计算方法,计算获得了轮辋表面椭圆裂纹长短轴的三维K因子,
三元乙丙橡胶(EPDM)因其耐高温,耐腐蚀等特性,以及优良的绝缘性能,广泛用作车载电缆终端主绝缘材料。而由于终端恶劣的运行工况及复杂的制备工艺,难免在绝缘层上引入气隙、杂质等绝缘微缺陷,从而引发电树枝,最终导致绝缘故障。考虑到终端在运行过程中,主绝缘层长期遭受高温影响,对电树枝的引发及生长产生极大影响;为此,本文通过开展加速热老化试验,研究了热老化对EPDM微观结构和电树枝生长特性的影响,并分析了
超级电容器作为一种新型的安全储能装备而被广泛的关注,其中决定超级电容器性能最主要的是电极材料的选择。目前,多孔炭材料是超级电容器中应用范围最广的材料。木质素(Lignin),与纤维素和半纤维素作为生物质三种主要组分,是天然芳香族大分子,具有含碳量高的特点,其来源广泛,储量丰富。研究开发高性能木质素基多孔炭电极材料,对实现木质素高值化利用具有重要的意义。本论文采用热压液化的方式对木质素进行活化,通过
无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术凭借其环境适应性强、灵活性好和可靠性高等优点已经被广泛应用于军事武器、工业设备和家用电器等领域。根据传能机理的不同,WPT技术主要分为电磁辐射式、超声波式、电场耦合式和磁场耦合式四种,其中,磁感应式无线电能传输(Inductive Power Transfer,IPT)技术凭借其较强的功率传输能力和较高的传输效率等优点得到了
电动汽车在实际使用过程中,需要将多个单体电池进行串并联,才可以满足动力需求。但是单体电池在出厂之前会存在不一致性问题,并且这种不一致性问题会随着电池组的反复使用逐渐严重,降低了串联电池组的实际使用容量,甚至会引起电池组燃烧、爆炸。因此,为了有效地解决串联电池组中单体电池之间的不一致性问题,电池均衡技术已经被广泛应用于串联电池组中。本文首先介绍了电池均衡电路的研究现状,分析了其工作原理,以电动汽车的
高强质轻、多功能复合一直是金属基复合材料研究的重点方向。表层致密、中间多孔的具有三明治结构的金属基复合材料是近年来发展起来的一种新型复合材料,表层致密的结构保留了传统金属材料的优异力学性能,而心部的多孔结构可以有效降低材料的密度,同时保留多孔材料的一些特性。具有该种复合结构的金属基复合材料在机械工程、航空航天、汽车、高速列车等领域均有很好的应用价值。本论文在Fe-Ni-P合金和多孔Fe-N合金研究
吊弦作为弓网接触悬挂重要组成部分,在承力索、接触线之间起着传递应力和振动的作用。在吊弦其长期服役过程中,由弓网相互作用引起的吊弦频繁振动受力成为吊弦的行为常态,由此容易引起断裂失效问题。同时,由于大部分区段吊弦长时间暴露在露天环境,极容易受风霜雨雪等恶劣天气影响,这也加剧了吊弦的疲劳失效。考虑到当前吊弦服役研究尤其是环境工况下吊弦疲劳寿命研究尚存在一些不足,同时疲劳寿命预测方法有待改进,因此,本文
众所周知,牵引传动系统之于高速列车,好比心脏之于人类,而牵引整流器作为传动系统中最前端的模块,其输出直接决定了后续模块能否获得一个稳定的直流电压输入,故牵引整流器的安全可靠性直接决定了高速列车动力系统的稳定性。但由于高速列车的运行环境复杂且恶劣,整流器的传感器经常会发生故障,导致车载整流器的控制性能严重恶化,甚至造成牵引传动系统瘫痪。为了全面提升牵引整流器的运行安全性,本文以现代控制理论中的故障估
在大数据时代,很多数据具有重要的商业价值,需被长期的保存与共享,这就需要赋予数据相应的标识并根据该标识持久解析数据的所在位置。目前广泛采用的标识解析系统是域名解析系统DNS。然而,传统的基于域名解析系统的DNS标识由于其解析结果僵化、安全保护意识薄弱、标识主体单一、不可控等特点已无法满足现阶段大数据发展的需求。Handle系统作为对标DNS的一种标识解析系统,具备自主可控、国际接轨等特点,在安全性
环境污染和能源危机使得诸如风电、光伏之类的可再生能源技术以及作为燃油汽车替代品的电动汽车等新能源技术在国家政策和人们逐渐苏醒的绿色环保意识下迅猛发展,可再生能源的装机容量以及电动汽车(Electric Vehicle,EV)的规模都不断扩大,系统运行问题也随着参与主体的增加变得更为复杂。本文分析了EV的入网影响,以含EV的交直流混合微电网为研究对象,考虑系统内的不确定性建立了鲁棒优化模型,并考虑电