基于双电压环控制的航空逆变器设计.pdf

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1、第46卷第9期电力电子技术Vo1．46，No．92012年9月PowerElectronicsSeptember2012基于双电压环控制的航空逆变器设计郎振，吴小华，郑先成(西北工业大学，自动化学院，陕西西安710129)摘要：针对大飞机变频供电系统下二次恒频电源，采用电压有效值外环和电压瞬时值内环双环控制方式。实现115V／400Hz航空逆变电源设计。分析设计了有效值外环和瞬时值内环的PI控制器，给出了PI控制器部分参数。通过Saber仿真和硬件实验结果，充分验证了该逆变器控制策略的快速性、稳定性和较强的抗干扰能力．具有重要的工程参考价值。关键词：逆变器；双电压

2、环；电压瞬时值中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)09—0072—03AviationInverterDesignBasedonDual-voltage-loopControlLANGZhen，WUXiao．hua，ZHENGXian．cheng(NorthwesterrtPolytechnicalUnwe~ity，Xi’帆710129，China)Abstract：Regardingthesecondaryconstantfrequencypowersupplyinbigplanevariablefrequencypowe

3、rsupplysystero．voltageRMScontroltechniqueasouter-!oopandtransientvoltagecontroltechniqueasinner—lopareusedtorealizethedesignof115V／400Hzinverterpowersupplythatusedinaeronauticalpowersystem．AlsothePIcon-tro~emofvoltageRMScontroltechniqueandtransientvoltagecontroltechniqueareanalyzedand

4、designed，andpartoftheparametersofthePIcontrollersareprovided．ThoughtheSabersimulationandhardwareexperiments，therapidity，thestabilityandstronganti—interferenceabilityoftheinverter’Scontrolstrategyisverifiedandhasimportantrefer-eneevalueforengineering．Keywords：inverter；dual-vohage—loop；

5、voKageinstantaneousvalue1引言整流电路结合起来，由于其每一相都是独立的，相互之间不存在耦合关系．因而可将三相逆变器视目前大飞机主要采用交流变频供电系统，但为3个输出电压相位互差120o的单相半桥逆变器仍有相当部分的电子设备和电力传动装置等负载组合在一起。需要恒频电源供电。因而，变频转恒频电源成为大飞机供电系统中不可缺少的部分，设计高质量的逆变电源对大飞机交流用电设备有重要意义【卜。数字化PI控制器具有精度高，响应快，设计灵活等特点．系统采用电压型逆变拓扑结构设计航空逆变电源．这种拓扑结构受不平衡负载影响小，因此控制相对比较简单。2系统结构及

6、建模图1三相电压型PWM逆变器拓扑结构图Fig．1Topologyofthree-phasevoltagePWMinverter三相电压型PWM逆变器拓扑结构如图1所逆变电源的主要目的是输出三相交流电，由示。直流电压由交流变频供电系统经不控整流电路变换而来，逆变器采用三相半桥电压型拓于这里采用的是三相独立控制的方法，3组单相扑结构，主要由直流侧、逆变桥及输出LC滤波器各相间的控制方式相同．因此仅需对图1所示的组成[341。这种三相半桥式结构可以很好的与前级单相电路进行分析和建模。建模过程中，假设输出滤波电感￡是线性的。且暂时不考虑饱和的影响。在图1中，电容，C3为

7、负载提供零线，尺。为定稿日期：2012—07—30IGBT开关的等效电阻，R为输出滤波电感的等效作者简介：郎振(1987一)，男，吉林延边人，硕士研究生，电阻，C为滤波电容。主电路中功率开关管工作于研究方向为现代电力电子、电源变换技术。“开”和“关”两种状态，桥臂中点的输出电压72基于双电压环控制的航空逆变器设计(k=a，b，c)是以，2为幅值的脉冲电压，是不(2'rrKip)=1920Hz(3)连续的。工程应用中通常采用状态空间平均法处式中：K，分别为PI调节器的比例和积分系数。理，选择输出端电容电压c、电感电流i作为状选择的1／10为穿越频率，则在穿越频率处态

8、变量，作为