变速恒频电源系统的交-交矩阵变换器闭环控制

功率电子变换器作为飞机变速恒频(Variable speed constant frequency,VSCF)电源系统的重要组成部分,始终是人们的研究热点之一。本文分析了用于飞机变速恒频电源系统的新型交-交矩阵变换器的工作原理和特点,提出了基于空间矢量调制技术的矩阵变换器输出电压闭环控制方式,从而实现了变速恒频电源系统中功率变换器输出电压的局部调节功能,有效弥补了发电机调压器时间常数大、动态调节能力差等缺陷。仿真和原理样机实验结果表明,本文的理论分析和控制方案是正确可行的。     

阶梯波合成整流器及其调制策略

提出了基于阶梯波合成结构的整流器,具有开关频率低、谐波含量小、滤波器体积小、输入功率因数和输出电压可控等优点,非常适合大功率应用场合.详细介绍了其工作原理.分析了输出电压调节方法,并提出采用具有特殊采样时序的错时采样空间矢量调制方法对其进行PWM调节,既保留了阶梯波合成技术的消谐波能力又使得交流侧合成电压的相位和幅值可调,以便于实现输入单位功率因数和输出直流电压的调节,最后通过实验验证了该阶梯波合成整流器的可行性.     

一种功率因数校正电路的分析与实现

介绍了一种用普通开关电源专用集成电路控制块作为控制电路，以升压式变换器作为功率电路的功率因数校正电路。该电路的输出直流电压经采样、误差放大作为电流基准，将Ｂｏｏｓｔ功率开关电流与电流基准比较，当功率开关电流瞬时值小于电流基准时，用专用ＩＣ发出的给定宽度脉冲驱动功率开关；反之，将提前关断功率开关。当负载变化时，电流基准也变化，从而保证了输入电流波形跟踪输入电压波形和输出电压的稳定。本文提出了该电路输入电流的计算方法，编制了分析程序，分析了输入电流的谐波含量，并计算了电路的输入功率因数。得出了在占空度为０．５时获得最大功率因数的条件，提出了获得最大功率因数时电路参数选择的一般原则。同时指出了该电路符合ＩＥＣ５５５－２标准的功率范围。     

单相四开关Z源AC-AC变换器

提出了一种单相四开关Z源AC-AC变换器,它包括电压型与电流型两类。与传统脉宽调制AC-AC变换器相比,它具有如下特点:输出电压范围宽且可升可降,输出电压与输入电压可同相或反相,冲击和谐波电流小,可靠性高。针对AC-AC变换器中固有的开关管换流问题,提出了一种适用于单相四开关Z源AC-AC变换器的换流方案,无需外加缓冲吸收电路即可实现开关管的安全换流。以电压型单相四开关Z源AC-AC变换器为例,对其进行了理论分析、仿真和原理试验研究。实验结果证实了Z源变换器的特性及换流方案的可行性。     

一种新颖组合变换器拓扑研究与应用

基于电源模块并联和串联的思想，提出了一种新颖双管正激组合变换器拓扑，克服了双管正激变换器副边二极管电压应力过高，输出电压和电流脉动大，只能应用于输出中低压场合的缺点，具有副边二极管电压应力低，可靠性高，原边开关管电流应力低，输出电压和电流脉动小，磁芯元件体积小等优点，本文对该新颖组合变换器进行分析，仿真和实验，表明适合应用于输入中，高电压，输出高压，大电流场合，并成功应用于某型飞机6KVA逆变器前级变换器，各项技术指标均符合设计要求。     

风力发电机组中的功率电子调节器

介绍一种在风力发电机并联向蓄电池供电系统中，用于平衡各发电机输出功率的电子调节装置，它能对蓄电池充电电压和电流进行快速控制，并具有输入过压，欠压，输出过压、过流等保护功能，有效地解决了发电机并联工作时瞬间或长期过载，各发电机间输出功率不平衡及蓄电池过充电等问题，对解决我国风力发电中的技术问题有积极指导作用。     

航空静止变流器的研究综述

航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换,是航空电源系统的重要组成部分。本文从拓扑和控制等方面回顾了近年的研究历程,讨论了提高航空静止变流器的功率密度、效率、输入/输出性能等的关键技术。分析了航空静止变流器的适用拓扑,采用反向恢复损耗问题小的拓扑、并采用交错移相控制技术等,可提高滤波器的等效开关频率,减轻被动元器件的重量。在DC-DC变换器的电压环中增加陷波滤波器,在DC-AC逆变器的电压环中增加谐振控制器,显著改变了特定频率处的变换器输出阻抗,解决了单相航空静止变流器的输入端的低频电流纹波问题,显著提升了航空静止变流器的输出电压调整率。在提高基础模块性能的基础上,研究了具有抗干扰能力强的组合控制技术,为航空静止变流器的标准化奠定了基础。     

四桥臂三相逆变器的PWM控制

四桥臂三相逆变器的结构，其三相负载可以是平衡的或不平衡的，线性的或非线性的，由于第四桥臂的加入，控制变得非常复杂。本文分析了三相逆变器的调制信号与输入直流电压的关系。讨论了中点电压这个关键量。分析了该技术电压利用率不高的缺点，提出谐波注入法解决了该缺点，谐波注入法可以输出幅值更高的基波，同时谐波不会影响输出电流，文中提出了一种新的PWM控制方案，该方案电压利用率高，并能带任意负载载。仿真和实验结果证实了该方案的可行性。     

稀土永磁无刷直流发电机特性分析

本文讨论了一种新型永磁无刷直流发电机的构成和工作原理,并指出稀土永磁方波电机与工作于方波方式的升压型功率变换器协调工作,是实现最佳配合的一种新方案.文中还详细分析了该电机的特性:输出电压U_0、导通比D_y、输入电流I_i与转速n的关系;输出电压的脉动△u_0、输入电流的脉动△I_i、外特性和效率。样机实验表明,分析是正确的。 电力电子器件的发展,将日益显示这种新型电机的生命力。我国稀土资源丰富,发展稀土电机有广阔的前景,稀土电机的发展与电力电子变换器的发展关系十分密切.本文就是从两者的结合方面进行分析讨论的。为机电一体化电机的开发和设计提供了理论和技术基础。     

飞机变速恒频电源系统可靠性的Monte-Carlo分析

随着电力电子技术的发展,用静止变换器取代机械式的恒速传动装置成为可能,因而出现了变速恒频电源系统。在变速恒频电源系统中,发电机是直接由飞机发动机来传动的。由于发动机的转速不是恒定的,因而发电机输出的交流电的频率也是变化的,故再用变换器把变频交流电变换为恒频交流电。飞机变速恒频电源系统的主要部件有无刷交流变频发电机、变换器和控制器。 一般情况下,变换器和控制器主要由电子元器件组成,其失效参数服从指数分布。但是发电机的失效参数为正态分布,因此,其可靠性的分析研究,用一般的解析方法是困难的。本文分析了飞机变速恒频电源系统的可靠性模型。应用Monte-Carlo方法对某型号飞机变速恒频电源系统方案的可靠性指标(R(t),MTBF)进行了数字仿真,得到了各主要部件的工作模式重要度,为该系统的研制设计提供了理论基础。     

ZVS PWM全桥三电平直流变换器

提出了一种新型的ZVS PWM全桥三电平直流变换器。该变换器使用了以能量传输最大、滤波电感电流纹波最小、开关管实现ZVS等为条件寻找到的最佳开关方式，克服了传统ZVS全桥直流变换器中开关管电压应力高、滤波电感电流纹波大等缺点，所以其变换效率更高，响应速度更快，进一步拓宽了它的应用范围。本文分析了变换器的工作原理，给出了一个周期内的所有开关模态。本文还论述了谐振电感的设计和占空比的丢失，最后通过一个3kW,50kHz的实验样机加以验证分析结果。     

全波升压式C—dumP变换器发电运行时两种工作模式的分析与比较

为使无刷直流电机减小体积、减轻重量、降低成本，选择了电容储能型（C－dump）交换器作为飞机起动／发电系统主电路，考虑发电运行的性能要求对变换器拓扑作了改进。改进得到的全波升压式C－dump变换器可作为双向功率流变换器，应用于无刷直流电机起动／发电系统，具有重要的实用价值。全波升压式C－dump变换器由两级功率变换电路构成，发电运行时有两种工作模式：单级工作模式和两级工作模式。本文分析了C－dump变换器发电运行的原理和特性，介绍了这两种工作模式的原理和特性，详细分析了两种工作模式的输出电压纹波、主开关管占空比、发电效率与电机转速的关系，最后进行了仿真分析与比较。     

交流发电机电压调节器负载电流限制电路的研究

发电机负载电流限制对保护飞机电源系统安全工作有重要意义，控制发电机励磁系统可以较灵活地实现这一功能。本文在发电机电压调节器励磁控制的基础上，提出增加一套负载电流限制电路的方案，并为某型飞机电压调节器设计出负载电流限制电路。理论分析和实验表明：该电路克服了已有电路影响调压精度的缺点，能可靠地将发电机输出短路电流限制在3倍额定值，获得理想的飞机电源系统输出外特性。     

C-dump变换器的发电运行特性研究

介绍了一种可用于无刷起动／发电双功能系统的变换器拓扑－－Ｃ－ｄｕｍｐ变换器，分析了其发电运行的基本原理。Ｃ－ｄｕｍｐ变换器发电运行时存在电机相电流利用主经低、这大的问题。为克服上述缺点，提出了一咎改进型Ｃｄｕｍｐ变换器拓扑。文中对采用这种改进型变换器的发电系统的最低工程转速限制和系统发电特性进行了详细的讨论，分析了发电系统的输出电压及效率与转速的关系。研究结果表明，采用改进型Ｃ－ｄｕｍｐ变换器的发     

某型飞机交流电源系统改造研究

某系列飞机采用了一台变频发电机，为满足该系列飞机改造的要求，研究了采用变速恒频技术将该机的单相变频交流电源改造为恒频三相交流电源的方案。本文介绍了新型交流电源系统的设计方案和主要设计参数，包括总体方案、发电机工作点选取、功率和电磁部件设计、控制器构成和系统的工作逻辑。采用本文方案研制的电源系统作为某型飞机改型验证机的主交流电源得到了实际应用，该电源系统工作稳定可靠，满足了加装电子设备的需求。     

带有前级DC/DC变换器与逆变器相互作用分析

研究了DC／DC变换器与逆变器之间的相互作用问题。由于逆变器负栽非线性特性，DC／DC变换器输出电压产生较大纹波，反过来又影响逆变器交流输出的动态性能。给出带逆变器负载时DC／DC变换器电感电流两种工作模式：快速跟踪模式与平均跟踪模式，快速跟踪模式有利于减小DC／DC变换器输出电压纹波，改善逆变器交流输出效果。实验结果验证了理论分析的正确性。     

恒速运行时交流励磁系统电流线性放大器特性分析

着重研究了恒速情况下交流励磁系统的电流线性放大器特性的实现问题。作者采用了ａｂｃ坐标系统下的凸极同步发电机的数学模型，对交流励磁机带桥式整流电路进行了精确的计算机仿真分析。结果表明，在恒速运行时，电流线性放大器特性的好坏主要取决于电机的电抗负载因素，以及直轴同步电抗大小。通过合理选择电机参数，交流励磁机的电流线性放大器特性可基本得到实现。这对改善电机性能，减轻调压器负担，提高调压精度等有重大意义。     

一种新颖的单端DC/DC开关式变换器

本文讨论了一种新颖的单端DC/DC开关式组合变换器。它由一个正激变换器和一个反激变换器组合而成。利用正激和反激变换器各自的工作特点,采用了原边串联,副边关联的组合形式、结果,在整个开关周期内均有能量从原边传送给负载。同时,也使输出电流频率增大,纹波减小,从而减小了输出滤波器的尺寸。另外,在电路中使用了LCD无损吸收网络,以保护开关功率管,并实现变压器铁芯的磁通复位,使部分能量返送回输入电源,减少了开关损耗,提高了整体效率. 本文分析了该变换器的一般工作原理,推导出了主要参数的设计准则。结果表明,通过合理的参数设计,可使输出电流纹波很小。对中等功率、高频、要求高效率的场合,这是一种比较适宜的单端交换器。     

一种软开关组合式直流变换器输出纹波的抑制

针对电流控制离散脉冲调制方式下的一种软开关组合式ＤＣ－ＤＣ变换器，分析了使其输出电压纹波最小的最佳控制脉冲序列构成，讨论了滞环宽度与变换器工作频率、输出电压纹波的关系，给出了环宽的设计原则及仿真波形。研究结果对于此类ＤＣ－ＤＣ变换器及软开关组合式逆变器控制电路的设计具有重要指导意义。     

SVPWM逆变器数字电压调节技术的研究

逆变器开环工作时，由于输出滤波器的电感、功率管导通压降以及导线电阻等多种因素的影响，使逆变器在加卸载过程中输出电压有效值发生变化。另外，当输入电压波动时也会导致输出电压波动。为保证输出电压有效值稳定，必须加入电压调节器，形成输出电压反馈的闭环控制系统。本文论述了SVPWM逆变器的电压调节方法，建立了SVPWM逆变器模型，并对其进行了辨识，辨识结果说明把逆变器简单地等效为比例环节与实际模型之间存在误差。在此基础上得到的辨识模型，按零极点配置法设计相应的电压调节器。仿真与实验结果表明，该调节器不仅有良好的稳态性能，而且动态响应快。