航空静止变流器低频脉动电流的抑制

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1、第30卷第7期计算机仿真2013年7月文章编号：1006—9348(2013)07—0037—05航空静止变流器低频脉动电流的抑制唐虹，毛金奎(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)摘要：研究航空变流器优化设计问题，由于两级式航空静止变流器的前级DC—DC变换器输入电流中含有两倍变流器输出频率交流分量，引进较大的低频脉动电流，不仅影响变换器的稳定性，而且减小蓄电池的容量，缩短蓄电池的使用寿命。为解决上述问题，提出相应的控制策略，即在平均电流控制中引入带阻滤波器将电感电流参考信号中的低频脉动信号滤除，进而有效抑制变换器输入电流中的低频脉动分量。建立了带阻滤波器的传递函

2、数，并提出了设计准则。最后通过仿真验证控制策略对于抑制航空静止变流器输入低频脉动电流的有效性。优化变流器性能。关键词：航空静止变流器；低频脉动；带阻滤波器；控制策略中图分类号：TM743文献标识码：ALowFrequencyInputCurrentRippleReductioninAviationStaticInverterTANGHong．MAOJin—kui(CollegeofMechanicalEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China)ABSTRACT：Theinp

3、utcurrentoftheDC／DCconverterinthetwo-stageASI(aviationstaticinverter)contmnslowfrequencyrippleattwicetheASI’Soutputfrequency，thehighproportionofthelowfrequeneycurrentripple’Sampli-tudetoinputcurrentnotonlyaffectsthestabilityoftheconvenerbutalsoreducesthebatteryoutputcapacityandshortensthe

4、batterylife．Inthispaper，anewcontrolstrategywasproposedbyanalyzingtheripplecurrentpropaga—tionpathbasedonthesmall-signalcontrolblockdiagramoftheaveragecurrent．Thebandsuppressionfilter(BSF)Wasintroducedinaveragecurrentcontrolinordertoreducethelow——frequencyripplecomponentoftheinductorcur—re

5、ntreferencesignalandalsolimittheinputcurrentrippleoftheconverter．Thetransferfunctionandthedesignprin—ciplesoftheBSFWOregiveninthispaper．Theproposedcontrolstrategyhasbeenverifiedwithcomputersimulation．KEYWORDS：ASI；Lowfrequencyripple；Bandsuppressionfilter；Controlstrategy1引言航空静止变流器，它是利用功率半导体

6、器件结合现代控制技术，将飞机上蓄电池产生的27V直流电转变成115V／400Hz正弦波交流电的一种静止变流装置，作为飞机上的二次电源使用⋯。为了获取115V高压交流电，通常采用两级式架构——前级DC—DC变换器完成后级DC—AC逆变器输入输出电压匹配及电气隔离，逆变器完成直流电到正弦波交流电的转换并最终向终端负载供电悼j。两级式ASI的前级DC—DC变换器输入电流中两倍变流器输出频率分量的幅值相对其平均值的比例很高，较大的低频脉动电流使蓄电池发生周期性的过载现象，进而引发变换器误动作，使变换器输出脉动电压，这虽然在一定程度上减小了变换器输入的低频脉动电流，但这也意味着蓄电

7、池必须提供额外容量才能满足变流器正常工作的条件。脉动电流不仅影响蓄电池的容量，基金项目：西北工业大学创新基金(11022)收稿13期：2012—10—15同时还消耗额外10％的燃料，而且脉动电流在蓄电池中造成磁滞现象，导致蓄电池发热，进而损害蓄电池的生命周期∞。。因此，在DC—DC变换器的设计中必须考虑对输入低频脉动电流的抑制。基于以上原因文献[4]从平衡脉动功率的角度出发提出在前级DC—DC变换器输出侧串联一级LC滤波器，以达到抑制变换器输人低频脉动电流的目的，但这种方法增加变换器的整体体积和重量，不利于变换器功率密度的提高