高功率密度1﹢kVA航空静止变流器.pdf

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1、第46卷第1期2014年2月空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics高功率密度1kVA航空静止变流器王雪钰1陈轶涵2邓翔2龚春英V01．46No．1Feb．2014(1．中电电气(南京)太阳能研究院有限公司，南京，211153；2．南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)摘要：对一种采用分布电能变换技术的航空静止变流器进行分析和研究，变流器由两个推挽正激直流变换器和两级级联全桥逆变器组成，此种结构由规格统一的模块构成，功率变换被平均分配到各模块中进行，避免了

2、高压功率器件的使用。通过对工作原理和控制策略的分析证明，此种结构可显著减小输出滤波器的体积重量，同时可以在较低的开关频率下实现很好的输出特性。研制的一款1kVA400Hz原理样机效率达91．3％，质量仅为1．8kg，验证了此静止变流器具有功率密度高、输出特性好、可靠性高、易于实现等优点。关键词：航空静止变流器；级联逆变器；谐波分析；分布式电能变换；高功率密度；模块化中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)01—0137—071kVAAeronauticalStaticInver

3、terwithHighPowerDensityWangXueyu1，ChenYihan2，DengXiang2，GongChunying2(1．CEEG(Nanjing)SolarEnergyResearchInstituteCo．，Ltd，Nanjing，211153，China；2．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Anaeronau

4、ticalstaticinverterbasedondistributionpowerconversiontechnologyisanalysedandresearched．TheinverterconsistsoftWOpush—pullforwardconvertersandonetWO—stagecascadedinverter．ThestructureiScomposedofsomeunifiedmodules，whichdistributethepowertoeachmoduleequallyanda

5、voidtheuseofhighvoltagepowerdevice．Bytheanalysisoftheinverter7Soperationprinci—pleandcontrolstrategy，thestructurecandecreasethesizeandweightofoutputfiltersignificantly，andachieveagoodoutputcharacteristicwithlowswitchingfrequency．Aprototypeof1kVA400Hzaero—nau

6、ticalstaticinverteriswiththehighefficiencyof91．3％andthelightmassof1．8kg。anditisprovedthattheinverterhasthemeritsofhighpowerdensity，excellentoutputproperties，andhighreliability．Keywords：aeronauticalstaticinverter；cascadedinverter；harmonicanalysis；distribution

7、powercon—version；highpowerdensity；modularization在航空领域，随着飞机用电设备的增加，对飞机供电设备的高可靠性、高效率和高功率密度要求不断提高。航空静止变流器(Aeronauticalstaticinverter，ASI)的功能是将直流电(常用有28V和270V两种)逆变为400Hz交流电的二次电源装置。由于输入输出电气隔离要求，目前一般由DC—DC高频隔离变换器和DC—AC高频逆变器两部分组成，前级用于实现高频隔离和电压稳压，后级实现直交变换。目前有关前级DC／D

8、C的高可靠和高功率密度实现技术研究较多，相对比较成熟，而逆变器依旧基本采用SPWM控制的全桥逆变拓扑，功率管电压应力较高，体二极管反向恢复损耗较大，EMI大，电感电流脉动较大，限制了开关频率的提高，增加了缩小滤波器体积的难度。软开关技术的运用可以解决此类问题，但辅助谐振电路的添加使电路复杂化。另一种解决方案：多电平逆变收稿日期：2013—10—08；修订日期：2013—12—23通信作