电能回馈型航空发电机测试用电子负载的研制

论述了一种用于航空发电机测试的电能回馈型电子负载的实现方案。这种电能回馈型电子负载采用电流滞环PWM技术,可实现功率因数无级调节,可模拟阻性、容性、感性等各种航空发电机负载形式,并通过三相逆变器将发电机发出的电能以功率因数1回馈给电网,降低了设备功耗,缩小了设备体积。采用Matlab进行了系统仿真,仿真结果验证了该方案的可行性。     

三相异步电动机Y/△自动切换线路

三相鼠笼式异步电动机广泛应用于金属切削机床,是机加工厂耗电最多的设备。三相异步电动机属感性负载,因此功率因数总小于1。空载时,定子电流主要用于无功激磁,所以功率因数更低。当负载增加时,定子电流中有功分量增加,使cosφ值增大,当负载接近额定值时,cosφ值最大。因此功率因数和效率一样,都是在额定负载附近最高,而在空载或轻载时较低。     

双馈风力发电机转子绕组故障的试验研究

在实际生产中,双馈风力发电机(DFIG)转子绕组状态监测能有效提高风电机组的运行可靠性。为研究DFIG转子绕组运行故障试验方案,首先介绍试验平台的基本原理、现场试验装置及搭建过程中主要问题的解决方法;然后以变换器网侧电流作为研究对象,分析故障特征信息流经变流器电力电子器件的传播规律,基于电流频谱提取转子绕组发生不平衡故障的诊断依据;最后基于获取的转子绕组三相不对称负载故障运行前后的转子绕组电流频谱图,可分析转子侧电气量故障特征频率。依据试验结果将转子变换器网侧电流频谱中的100 Hz、200 Hz和几个特征频率边频分量作为转子绕组不平衡故障的诊断依据;将3sf和(2±3s)f(s为转差率,f为基频)作为转子三相负载不对称故障的特征频率,具有一定的试验指导性和工程意义。     

一种模块化航空有源滤波器的研究

 航空有源滤波器(AAPF)是解决飞机供电系统中电能质量问题的一种先进方案,而模块化设计对航空有源滤波器灵活性、可维护性和可靠性的提升作用巨大。首先提出并研究了一种新型模块化航空有源滤波器,分析了主电路数学模型及其混合载波PWM(CH-PWM)调制方式;其次基于损耗对比分析进行了主电路拓扑优化,推导了模块均压控制律并给出了系统控制策略;最后进行了仿真和实验验证。结果表明,模块化航空有源滤波器能够有效补偿航空电网中由典型非线性负载产生的谐波和无功电流分量,三相电网电流的总谐波畸变率(THD)均在5%以下,补偿效果显著。     

航空电气保护器在飞机除冰系统上的应用

针对目前飞机除冰系统大电流三相用电设备存在传统保护器件控制方式落后、电流整定值大、保护时间长等问题,引进了航空短路保护器和航空断相保护器作为飞机除冰系统保护和控制器件。实践表明,改进后的保护器控制方式先进、能有效降低电流整定值、提高保护灵敏度,可满足飞机除冰系统三相大功率用电设备的电气要求。     

航空同步发电机的等效磁路模型

分析了航空同步电机的磁路结构特点，建立了电机的等效磁路模型，由等效磁路的拓扑结构导出其磁位非线性方程，再由磁路欧姆定律及铁磁材料的磁化曲线求出其数值解，计算了电机的空载特性和零功率因数负载特性，与实测结果非常接近。     

输入电压不平衡时的12脉冲自耦变压整流器

在含有较多非线性负载的航空供电系统中常存在三相输入电压不平衡的情况。详细分析了输入不平衡对12脉冲自耦变压整流器(ATRU)的输出电压、输入电流的影响,并提出了采用谐波抑制电抗器(HBR)来抑制谐波电流。分析了工作原理,比较了几种HBR构成方案,研制了一台2kW的演示样机。实验结果表明,谐波抑制电抗器有效抑制了三相输入电压不平衡的影响。     

基于LS-SVM的军用航空发电机寿命预测研究

为解决航空发电机寿命有效预测的难题,以期实现视情维修,提升飞机的综合作战效能,提出一种基于LS-SVM（Least Squares Support Vector Machines）模型的航空发电机寿命预测方法。采用某型真实航空发电机,运用航空发电机专用寿命试验平台,对其进行加速寿命试验,获取输入转速、注油压力、负载、频率、电流、进油温度、出油温度、进口压力、出口压力等多种寿命相关参数,深入分析这些参数间的内在联系与寿命变化规律,设计LS-SVM寿命预测模型,并运用该寿命预测模型对航空发电机寿命表征参数进行预测。研究表明,所设计的LS-SVM寿命预测模型能较好实现对航空发电机的寿命预测效能,具有广阔的应用前景和较大的实际应用价值。     

基于STM32的简易电子负载装置

采用STM32F103VE为主控芯片,通过A/D及D/A转换和控制MOSFET的导通,实现电子负载功率模块的温度控制、0-5A的恒流放电及设置电源放电截止电压。通过测试,可实现0-5A恒流放电,可调精度为0.03A,并且实时显示放电电流、电源电压和放电时间。放电结束可显示放电容量,具有动态负载测试功能。测试结果表明,该电子负载容量测试误差在5%以内,结果精确,设计简易,方便使用。     

基于飞机发电机测试的电负载控制系统

针对某型发电机性能测试需要,采用现代计算机控制技术设计开发了电负载控制系统.根据飞机供电系统性能参数要求和实际设备,采用高速数据采集卡采集发电机电网参数并计算功率.由可编程控制器控制电负载单元,测试特定负载下发电机性能及其对发动机影响.运用多线程技术,提高了系统实时性.经验证,系统满足实际测试要求,运行稳定可靠,测量准...     

基于变频供电系统试验的模拟负载及控制的设计与研究

在民用飞机变频供电系统的设计和适航符合性验证试验中,负载特性的模拟是一项关键技术,为适应变频供电系统负载特性的综合测试和验证对负载模拟的符合性需求,论述了一种适应变频供电环境下的变频模拟负载作为模拟飞机115/200V、(360～800Hz)三相四线制变频供电系统负载的综合电气特性,并为之设计智能控制系统。通过在线优化阻抗参数,提高负载的闭环特性和自适应能力,确保变频供电系统负载电气特性参数测试的准确性。     

基于瞬时无功功率理论和模糊PID控制的三相不平衡补偿算法

为满足三相不平衡飞机电网的无功功率实时补偿要求,设计了一种新型的静止无功补偿器（SVC）控制系统。该系统采用瞬时无功功率理论来精确检测基波正序和负序电压、电流,并推导出补偿导纳的表达式;SVC的整体控制采用了开环和闭环控制相结合的控制算法,并在闭环控制算法中,提出了自适应非线性模糊控制器在无功补偿控制系统中的应用方案。该方案结合了模糊控制和PID控制2种方法的优点,根据系统状况改变PID控制器的参数,以达到更好的动态控制效果。仿真研究结果表明,该新型SVC控制系统对于提高功率因数和补偿三相不平衡,具有响应快、精度高的控制效果。     

开关点预置三相四线SPWM逆变器研究

脉宽调制型交直交变速恒频电源采用开关点预置SPWM逆变器,该逆变器由三相桥,交流滤波器,中点形成变压器及控制、驱动电路组成。绝缘栅双极性晶体管是一种新型的电力电子器件;应用该器件为功率器件,研制了一套15kVA开关点预置SPWM逆变器。由于对电路各个部分均进行了充分分析和优化设计,实际制作的逆变器具有较小的体积、重量,并具有优越的电性能。     

Design and implementation of an AC active load simulator circuit

An AC active load simulator circuit which can simulate a desired load impedance with a power factor from zero to unity (leading or lagging) for the tested AC source is realized and tested. An interface circuit is designed to compute the simulated current waveform for the load-driver circuit according to the specified program of the system control unit and the measured source frequency and voltage amplitude. Both inductive and capacitive loads can be simulated by adjusting the phase difference between the voltage and current waveforms. A software feedback control approach is employed to adjust the current amplitude and the power factor for the purpose of maintaining the impedance value constant regardless of the variation of the source voltage amplitude     

Implementation of nondeterministic pulsewidth modulation forinverter drives

A single-phase power factor preregulator to improve the power quality in the input side of an ac/dc/ac converter and a random pulsewidth modulation (PWM) to reduce the emitted noise energy and the mechanical vibration for an induction motor drive is proposed. The hysteresis current control (HCC) technique for a voltage source switching mode rectifier (SMR) is adopted. A control scheme is presented such that the line current is driven to follow the reference current which is derived from the dc bus voltage regulator and the output power estimator. A random pulse position technique for a three-phase voltage source inverter system to reduce the noise energy and resonant vibration from ac machine drive is described. By randomly varying the instantaneous pulse position in each switching frequency, the frequency distribution of harmonics is spread in a wide frequency range which results in reduction of torque pulsations in the ac motor drive systems. To investigate the proposed control scheme, experimental tests based on a laboratory prototype were implemented to show the nearly unity power factor at the SMR and reduce the noise energy concentrated at the specific tones     

用于航空高压直流电源系统的笼型异步发电机控制策略的研究

 现代电力电子技术的发展使得笼型异步发电机能够适用于航空高压直流系统中。着重对笼型异步电机与电力电子变换器结合构成的发电系统进行了研究,说明了采用直接转矩控制策略可使这种发电系统具有很好的动态特性。介绍了异步发电机直接转矩控制的原理与实现方法,并给出了仿真与实验结果。     

Novel AC line conditioner for power factor correction

A new ac line conditioner is presented for high input power factor and clean ac output voltages for isolating the linear or nonlinear loads. A three-phase two-leg switching mode rectifier with neutral-point-clamped topology is proposed to draw the sinusoidal line currents from the ac mains. The carrier-based current controller is used in the inner control loop to track the line current commands with unity power factor. The dc bus voltage controller is adopted in the outer control loop to regulate the dc-link voltage. A voltage compensator is used to balance the neutral point voltage on the dc tank. A three-phase two-leg inverter with neutral-point-clamped topology is adopted in the system to provide the clean ac output voltages to the critical or sensitive loads. The carrier-based current control scheme is adopted to improve the instantaneous output voltages. Experimental results show the validity and effectiveness of the proposed control strategy.     

三相电压型PWM整流器的模糊PI控制方法

在双闭环控制的基础上,分析了整流器的模糊PI控制,建立了三相PWM整流器MATLAB/SIMULINK仿真模型。结果表明,该方法能够实现PWM整流器的高功率因数并且有良好的动态性能,从而验证了所提出方法的可行性和有效性。