大型民用飞机电源系统的现状与发展

飞机电源系统经历了由低压直流、恒速恒频交流、变速恒频交流、变速变频交流和高压直流的发展过程，本文在分析了各种电源系统的特点以及飞机电源系统发展方向的基础上，分析了新型民用和军用飞机的特点。最后结合我国飞机电源系统的发展现状和研究水平，提出了一些看法。     

基于电力拖动的飞机发电机频率特性试验分析

引言 恒速恒频交流电源由于具有适用范围广、配电及用电设备重量轻、发电机单（并）联运行容易以及电气性能好、供电质量高等优点，在现代飞机上得到广泛的应用。航空发电机一般由飞机发动机、辅助动力装置和冲压空气涡轮等驱动，但直接传动飞机交流发电机得不到恒频的交流电源。为了在飞机上获得恒频交流电源，     

飞机电源系统的现状与发展

恒频交流电源有恒速恒频和变速恒频两类.前者由差动机械液压恒速传动装置和恒速交流发电机构成发电系统,在波音和空客系列飞机上应用了几十年,是目前民用飞机电源系统的主流;后者由变速发电机和功率变换器构成发电系统.两者均输出115/200伏、400赫交流电,由于能量经过两次变换,发电效率较低,前者约72%,后者约80%.     

波音737的变速恒频装置

波音７３７－５００飞机采用了变恒频系统，该供电系统不仅具有高供电品质，而且还可与目前波音７３７飞机上所采用的恒速恒频系统完全互换，安装座，连接器和布线等都不需改动，但是必须从性能上试验比电源系统，验证它与目前波音７３７飞机负载设备是否兼容，是否相适应。本文为波音公司飞行试验中心内部的试验任务书，其内容为波音７３７飞机配装的变速恒频（ＶＳＣＦ）装置与飞机适应验证地面试验，其中还包括电源性能项目及试验     

一种新型交流恒功率负载仿真模型

根据闭环控制的高功率因数(HPF)脉冲宽度调制(PWM)整流器的恒功率工作特性,对交流(AC)恒功率负载(CPL)仿真模型进行了研究。采用输入电流波形跟随电压波形的方法,利用MATLAB建立了交流恒功率负载的仿真模型。在模型两端加载的电压不含谐波和含有谐波的两种情况下,模型均可以自动计算出输入电流有效值(RMS),使得模型输入平均功率保持恒定,并能生成电流波形,反映出电压谐波对电流波形的影响。模型仿真结果与实际高功率因数PWM整流器的输入波形进行了比较,验证了该模型的正确性。     

MD-90飞机的变速恒频发电系统

变速恒频(简称VSCF)发电系统是在电力电子技术迅速发展的基础上,研制开发的一种新型飞机电源系统,用来取代传统的恒速恒频(简称CSCF)电源系统.VSCF发电系统利用电子变换器,把飞机发动机直接驱动的变频交流发电机产生的变频交流电,变换成115/2O0伏、4O0赫3相交流电,以满足飞机用电设备的需要.VSCF电源与CSCF电源比,其发电效率要高近1O个百分点,而且还具有供电质量高,无频率瞬变现象;可靠性高,寿命期费用低;便于生产、使用和维修等优点.     

航空变速恒频电源系统中优化的SPWM调压研究

 在航空变速恒频系统（VSCF）中，航空发电机发出的变频交流电经整流变换为直流电，再经逆变器变换成恒频交流电。逆变器通常采用固定开关点的优化的ＳＰＷＭ技术，通过调节发电机激磁调节输出电压。由于系统是高阶系统，为了降阶，提出改变开关点的位置来调节输出电压，并提出优化ＳＰＷＭ的定义，分析了调节范围和谐波含量的变化，并给出了实现电路。     

恒速偏频/机抖激光陀螺惯导系统半实物仿真

提出一种恒速偏频/机抖激光陀螺惯导系统方案。用一个不随偏频机构旋转 的机抖激光陀螺,改善恒速偏频激光陀螺惯导系统在偏频旋转轴方向的载体角速度测量 精度。给出了偏频旋转轴方向等效陀螺采样值的计算方法和关键结构参数标校方法;分 析了纯惯导的系统误差特性,在初始对准卡尔曼滤波模型中,增加了偏频旋转轴方向的 陀螺漂移以及耦合偏差造成的等效北向陀螺漂移作为误差状态。恒速偏频/机抖激光陀 螺惯导系统的半实物仿真实验结果表明：在静基座条件下,初始对准10min 后,方位角收 敛到10″ （1σ） 内; 初始对准20min 后, 纯惯导4h, 北向和东向位置误差最大值均小于 200m。     

基于重复控制的三相四桥臂逆变器控制技术

三相四桥臂逆变器可以带不平衡负载甚至单相负载。针对三相四桥臂逆变 器,提出了一种新的重复控制算法。该算法相对于传统恒压恒频（CVCF） 控制算法具 有设计简单, 不需要dq 变换, 在提高电压稳态精度的同时, 还降低了输出电压总谐波 含量（THD）。系统分析了三相四桥臂逆变器电路模型,得到整个系统的传递函数,分 析了系统的稳态误差和稳定性。最后通过仿真和试验验证了系统输出电压稳态精度高, 谐波含量低,且能有效抑制由不平衡负载引起的输出电压不平衡。     

起动发电机在中国大型客机上的应用

变频交流（AC）发电机在三级式恒频交流同步发电机的基础上发展而来，其宽的变速工作范围给发电机系统带来了新的特点，而变频交流起动发电机又是在变频交流发电机基础上进一步发展的，其运行条件及工作特性更为复杂。首先介绍变频交流发电机的结构特点，并给出其设计关键点以及变频工作对发电系统的影响；进一步针对变频交流起动发电机新增的起动功能，重点分析起动工作时励磁机的两种工作方式，并给出建议的工作方式。通过分析现有变频交流起动发电机及其起动发电系统，指出进一步提高其功率密度和效率是完全可能且必要的，从而为其在中国未来大型客机上的应用和发展提供参考与建议。     

SPWM逆变器交流瞬时值反馈控制系统分析

针对应用于交直交VSCF飞机电源系统的SPWM逆变器,提出了包含交流电流内环和交流电压外环的双闭环控制系统方案,利用交流瞬时值反馈的波形校正作用使逆变器输出电压波形得以改善。通过对单相1 kVA SPWM逆变器双闭环控制系统的设计分析和实验研究,结果表明:采用交流瞬时值反馈控制的SPWM逆变器具有较好的输出电压波形、动态响应特性和稳态调压精度,对逆变器输入直流电压的变化影响有很好的抑制作用,适合任由永磁无刷直流发电机供电的VSCF电源系统中应用。     

TORUS无槽环形定子永磁电机（下）

ＴＯＲＵＳ无槽环形定子永磁电机（下）五、电性能带有整流器负载的发电机性能理论由Ｂｏｎｗｉｃｋ建立。Ｋｅｔｔｌｅ建立了变速器和发电机供电的整流器模型。这些论述只适合于三相正弦系统，它们的主要目的是预测交流电压波形的畸变率。而对于ＴＯＲＵＳ，现在的理论不...     

飞机三相交流电计算机检测系统

用计算机实时采集交流电波形上的点，并实时再现交流电波形，根据此波形计算出每相交流是民的峰值、谷值、频率等参数。该系统包括硬件和软件两部分：硬件包括电压衰减隔离和A／D数据采集；软件包括数据采集和数据处理。     

变速恒频航空电源发电状态闭环系统模型

变速恒频（Variable Speed Constant Frequency,简称VSCF）电源是一种新型航空电源,它的主电路主要由变频交流发电机和变频器构成。本文按变频器的实际工作,归纳出系统四种基本电路结构,共十二种工作模式,分别建立了它们的状态方程,为数字计算机进行仿真计算提供了数学模型。所提供的模型对于系统的定量分析研究与优化设计是有意义的。     

飞机发电机双余度调压器设计分析

本文对为飞机采用交流——直流——交流(AC—DC—AC)方案的变速恒频(VSCF)电源系统设计的一种双余度调压器进行分析和介绍。为了提高VSCF 电源系统的控制可靠性,完善系统性能,提出了交流和直流双通道控制方案。分析和实验结果证明该调压器各项性能达到了设计要求。     

升压式ZVT—PWM软开关变换器仿真研究

分析了零电压过渡脉宽调制型(ZVT-PWM)软开关变换器基本工作原理，利用PSPICE软件对升压式ZVT-PWM软开关变换器进行仿真，给出了仿真结果，并与一般的升压变换器进行了比较。仿真结果表明，ZVT—PWM软开关变换技术具有开关损耗小、电源电压和负载适应范围宽、恒频控制和变换效率高等优点。     

用微机控制的SPWM逆变器的研制

本文说明了利用 MCS-51系列单片机控制的 SPWM 型恒压恒频单相逆变器的设计思想,线路及其实现方法。为了改善在电感性负载下的输出波形,采用了方波及 SPWM 波混合控制的桥式功放电路。并采用了独特的调压方法,使输出波形及转换效率在不同负载下保持不变。该逆变器还具有电瓶亏电指示、过载保护、软起动等多种功能。最后给出实验结果。     

面向多电飞机的脉冲波形下局部放电规律

为满足多电飞机（MEA）的大功率用电需求，系统工作电压需要进一步提高，而较高电压会增加相关部件的绝缘失效风险。面向多电飞机特定工作场景和参数，搭建了模拟飞机电作动器中的绕组间绝缘故障测试平台，开展了1 kHz范围内的局部放电（PD）大量重复实验，研究了特定电压幅值、正弦波和方波脉冲波形下局部放电幅值、放电重复率和放电相位等统计特征，并计算评估了不同频率值下多电飞机中的局部放电行为。实验结果表明：在设定频域范围内，方波脉冲下的起始放电电压（PDIV）都低于正弦，方波脉冲波形对绝缘影响更大；随着频率升高，放电幅值逐渐降低，但放电重复率几乎呈线性增长；放电时刻集中于上升沿/下降沿末端。以50 Hz作为对比基准频率，1 kHz时的放电幅值降低80%，而放电重复率增加11.92倍，较高频率下多次累积的小幅值击穿成为威胁绝缘失效的主要原因。计算分析认为高频下空间电荷场强变化导致的放电延迟时间减少和周期数目增加分别导致局部放电脉冲幅值降低和放电重复率增加。本实验结果有助于针对多电飞机电气系统和相关装备开展针对性绝缘测试和评估，并有望为多电飞机向大功率高电压方向的设计提供参考和借鉴。     

高压保护装置

高压保护装置ＢａｋｋｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｔｄ新近推出ＢＥ１０００隔离放大器。在和各种类型的测量设备（数据收集系统、波形分析仪、示波器、基子ＰＣ的仪器、记录仪等）一起使用时，为高达１５００Ｖ的电压提供８条分路的高压保护．整个系统包括３个部分：·...     

一种阶梯波换流器的设计

本文介绍一种新型的换流器——HL-750三相换流器。它具有效率高,体积小和重置轻等优点,适合用做飞行器的电源。它的主要设计特点是: 1.按“谐波中和”（Harmonic Neutralization）方法设计计算得出近似于正弦波的三相九阶梯波电压,消除了第17次以下的高次谐波,因此不需要输出滤波器就能保证波形失真度γ≤10％。 2.采用“补偿-升压”（Buck-Boost）电压调节器技术,通过调节直流输入电压来稳定交流输出电压。 3.采用数字电路来保证精确的分相。本文着重讨论HL-750三相换流器的几个设计问题。