飞机电源系统谐波干扰研究

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1、飞机电源系统谐波干扰研究蔡明，王博（宝鸡二一二厂，陕西宝鸡721006）摘要：目的介绍飞机电源系统中谐波干扰产生的原因与危害，分析和研究抑制谐波的方法。方法运用抑制谐波和傅里叶变换的方法。结果给出硬件系统及软件系统的组成。结论该方法能够为准确预测故障率提供有效依据。关键词：飞机电源系统;谐波干扰；抑制方法；傅里叶变换StudyonharmonicinterferenceforAirplanepowersystemCaiming(No.212Factory,Baoji,Shannxi,721006)Abstract:AimThecauseandharmfulnessofhar

2、monicinterferencefortheairplanepowersystemareintroduced.Then,repressionmethodisanalyzedandstudied.MethodsUsingrepressionmethodandFouriertransformmethods.ResultsThestructureofthehardwaresystemandthesoftwaresystemsispresented.ConclusionThemethodcanprovidefoundationforpredicterrorrateexactly.

3、Keywords:airplanepowersystem；harmonicinterference；repressionmethod;FourierTransform非线性设备在飞机电力系统中的大量使用，使得电源供电谐波问题越来越突出。由于谐波电流在飞机电网中的存在，引起电网电流波形不再是正弦波。电网在某些频率下会发生并联谐振，导致谐波电流大幅增加，负载阻抗与频率的关系依负载不同而异。由此造成电压正弦波畸变，使电能质量下降，给用电设备又带来严重危害。所谓非线性设备就是在正弦供电电压下产生非正弦电流或者在正弦供电电流下产生非正弦电压的设备。作为谐波源，非线性设备可以被划分为以

4、下几类：（1）传统非线性设备，包括变压器、旋转电机等。（2）现代电力电子非线性设备。1飞机电源系统谐波产生的原因及其主要危害1．1飞机电源系统谐波产生的原因[1]飞机电源系统谐波产生的原因有很多,下面进行简要分析。1.1.1无器件的非线性因素（1）R、L、C元件的非线性，当正弦电压加在非线性电路上时，电流就变成非正弦波，非正弦波电流在阻抗上产生压降，会使电压波形也变成非正弦波。（2）使用大量的电力电子装置会带来波形的畸变。整流器、变频调速装置等各种电力电子装置在不断的增加，这些负荷的非线性、冲击性和不平衡性等用电特性对用电质量造成了严重污染。在飞机供电系统中，引起直流电压畸

5、变的因素包括直流发电机调压器的较正作用、直流发电机整流子的换向作用负载变化的作用以及整流引起的电压波动等。1.1.2系统的工作原理因素引起交流电压畸变除了非线性负载外另一个重要原因就是系统工作原理的因素，包括电压调制和频率调制等。当发电机调压器调节发电机输出电压时，由于负载变化引起线路压降会产生电压调制。当飞机发动机转速变化引起发电机转速变化或者发电机的负载变化，会引起电网电压的频率调制。1．2谐波干扰的危害[2]（1）谐波使飞机电网中的元件产生附加的损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。大量三次谐波流过中线会使线路过热，严重的甚至可能引发火灾。（2）谐波会影响机上电气设

6、备的正常工作，使电机产生机械振动和噪声等故障，变压器局部严重过热，电容器、电缆等设备过热，绝缘部分老化、变质，设备寿命缩减，直至最终损坏。（3）引起飞机电网谐振，可能将谐波电流放大几倍甚至数十倍，对系统构成重大威胁，特别是对电容器和与之串联的电抗器，电网谐振常会使之烧毁。（4）导致继电保护和自动装置误动作，造成不必要的供电中断和损失。（5）谐波会使飞机上各种电气测量仪表计量不准确，产生指示误差。（6）谐波会对机上电气设备附近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声，降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。2飞机电源系统电能质量测量方法2．1常用的电能质量分析方法（1

7、）时域仿真法：利用各种时域仿真程序对电能质量中的各种暂态现象进行研究，也是目前电能质量分析中应用最为广泛的方法。目前通用的时域仿真程序有EMPT、EMTDC、NETOMAC、BPA等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、MATLAB、SABER等电力电子仿真程序两大类。由于这些这些仿真程序的不断的发展，其功能日益强大，因此可用于飞机供电系统的谐波分析。（2）频域分析法：主要用于谐波问题的分析计算，包括频率扫描、谐波计算等。近年来又提出一种基于EMTA等时域仿真程序对非线性负荷进行仿真计算的混合谐波潮流的新方法