基于Saber仿真的多脉冲变压整流电路性能分析

飞机平台的供电容量相对较小,使用变压整流器等电力电子设备会在输入端产生谐波,对飞机电网造成明显污染,甚至影响其他机载设备的正常使用。相比传统整流方法,多脉冲整流技术具有更好的网侧谐波电流抑制效果。根据典型飞机供电体制设计12脉冲并联变压整流电路,选择网侧电流THD作为核心比较参数。仿真结果显示,设计的多脉波变压整流电路在空载情况下具有更低的网侧电流谐波畸变率,对指定次谐波具有较好的抑制效果。

基于Simulink仿真的12脉冲变压整流电路设计

多脉冲变压整流技术是目前在大功率用电设备上运用的主要抑制谐波手段,该技术在三相交流电源中通过移相变压器实现多个三相整流电路之间的谐波互相抵消,从而减少网侧电流的谐波含量,使输出的直流电压在一个交流周期内多于6个脉冲,如12、18、24脉冲整流。在理论分析的基础上,设计12脉冲并联式变压整流电路,并通过Simulink工具对其进行仿真分析,进而开展实际电路性能验证。与传统的6脉冲整流电路相比,设计的多脉冲变压整流电路能够有效抑制网侧电流谐波,降低输入电流总畸变率。

不对称式12脉冲自耦变压整流器设计

为满足多脉冲自耦变压整流器(ATRU, auto-transformer rectifier unit)小型化和轻量化的行业应用要求,本文提出一种不对称式12脉冲自耦变压整流器的设计方案。首先,详细阐述了其拓扑结构和绕组结构;其次,分析了输入电流谐波、等效容量等主要性能参数,并进行了Saber仿真验证;最后,在此基础上设计了10 kW自耦变压整流器样机,并对该样机进行了实测数据分析。分析结果表明,该设计方案满足DO-160标准,等效容量相比对称式12脉冲自耦变压整流器更小,更符合航空产品小型化、轻量化的设计需求。

基于支持向量机的机载自耦变压整流器故障诊断方法

航空自耦变压整流器(ATRU)是飞机电源系统的关键电气部件。为缩短电源设备运维时间、提高排故效率,本文提出一种针对飞机ATRU的故障诊断方法,通过提取ATRU出现不同故障时的时域与频域特征参数,进行支持向量机训练,形成ATRU故障判别系统,从而实现对ATRU的故障诊断。本文基于仿真得到的不同故障下ATRU关键节点的电信号,对信号的时域信息和频域信息进行特征提取和分析,利用支持向量机实现故障识别。仿真结果表明,本文所提方法可以快速、准确地实现ATRU故障诊断。

具有升压能力的新型18脉冲自耦变压整流器

此处提出了采用DP型不对称式新型18脉冲升压自耦变压整流器的方案来代替航空/车载等交流电源前端传统二极管不控整流,有效减少了交流输入系统的谐波含量,显著提高了系统的功率因数。详细给出了新型18脉冲升压自耦变压整流器系统工作原理,以及硬件设计与参数计算方法。最后在理论分析的基础上,研制出一台额定功率为3.5 kW的实验样机并对实验结果进行了分析,表明了所提新型18脉冲升压自耦变压整流器及其参数设计的正确性。

多类别航空变压整流器的典型故障模式研究

随着多电飞机的发展,关于航空变压整流器(TRUs)的结构改进及故障诊断的研究日益增多,但缺少关于不同类别变压整流器典型故障模式特点及影响的研究。基于对TRUs的结构分析,对TRUs进行零部件失效模式及影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA),确定TRUs的典型故障模式;利用Simulink建立典型TRUs的仿真模型,分析比较不同故障模式下TRUs的电信号特点;并定义8种TRUs详细的故障类别。结果表明:TRUs的硬故障对系统影响较大,其中高脉冲TRUs在故障模式下的稳定性更好,但可靠性相对较低。

航空用24脉波自耦变压整流装置的研究

从抑制谐波电流和减小体积质量的目的出发,设计了基于星形连接自耦变压器的24脉波自耦变压整流装置(ATRU),提出了采用4组相间变压器并联整流桥输出的方法来简化电路。介绍了ATRU的工作原理,分析了整流电路的等效容量。对相间变压器的结构和工作机理进行了详细分析。在Saber仿真的基础上,研制了一台18 k W ATRU原理样机。实验结果表明改进了相间变压器的24脉波ATRU不仅能够保证各个整流桥独立工作,降低输入电流的总谐波畸变,而且通过降低整流装置的等效容量,有效减小了其体积和质量,简化了电路结构。

无平衡电抗器24脉自耦变压整流技术研究

提出了一种利用电压矢量合成的无平衡电抗器24脉自耦变压整流器拓扑结构,自耦变压器每相5个绕组,根据不同绕组之间叠加的电压矢量使4组整流桥在同一时刻只有两个二极管导通,并将电压矢量差值最大的线电压送至输出端,主整流桥与辅整流桥根据不同时区主辅电压矢量的合成依次自然换向,不对称的输出电压矢量构成形式使整流桥可直接并联输出24脉波直流电压.论文推导了自耦变压器的匝比、系统输入电流表达式及输出电压表达式,并通过对网侧电流谐波含量及变压器等效容量的计算分析了系统的性能,最后通过仿真以及实验验证了设计的合理性.

带均衡电抗器12脉波变压整流器仿真模型的研究

研究了带均衡电抗器的12脉波变压整流器仿真模型。详细分析了均衡电抗器在12脉波整流电路中的作用和工作原理,利用MATLAB软件提供的工具箱PSB建立了带均衡电抗器的12脉波变压整流器的仿真模型,用该模型对飞机电源系统进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以使两组整流桥负载达到均衡,正确反映出均衡电抗器在系统中的作用。

28.5V/100A高频软开关电子变压整流器的研究

采用一种新型移相控制零电压零电流开关PWM全桥变换器拓扑 ,研制成 2 8.5V/10 0A的航空电子变压整流器。本文给出了主电路参数的设计方法。这种电子变压整流器与传统整流器相比 ,效率高、体积小、重量轻。

电力推进船舶电网多脉冲变压整流器仿真研究

船舶电网系统对电流质量有较高的要求,而多脉冲变压整流技术可有效降低输入电流中的谐波含量。在详细分析12,18,24三种多脉冲变压整流器工作原理的基础上,在Matlab/Simulink中分别搭建多脉冲变压整流电路的仿真模型,并对3种多脉冲变压整流电路的仿真波形进行对比分析。仿真波形说明,多脉冲变压整流技术可以有效地降低输入侧的电流谐波含量,很好地抑制特定次数的谐波,进而提高船舶电网的稳定性。

某型航空变压整流器并联运行负载均衡性研究

为增加供电功率和供电可靠性,现代飞机通常采用两台或多台变压整流器并联供电的方式,但并联供电难以实现供电均衡。文中通过分析变压整流器的供电特性,研究负载均衡供电条件及负载分配规律,对变压整流器任一参数差异对均衡电流差的影响做了推导计算,分析了参数不等时的负载分配情形。研究结果表明:并联的变压整流器要实现供电均衡,对其相似性要求高,其主要参数要完全相等,任一参数不等就会导致供电失衡。

飞机变压整流器并联运行均衡性研究

针对飞机直流电源系统中变压整流器多采用多台并联供电方式,负载电流不平衡的问题,本文通过分析变压整流器的供电特性,以变压整流器并联供电均衡性为中心,采用电路分析方法,研究了飞机变压整流器并联运行条件和负载分配规律。最后以变压整流器两类参数不等时的影响为例,分析了参数不等时的负载分配情形。分析结果表明:仅靠滤波器调节无法实现多台变压整流器的供电均衡,必须加自动均衡电路进行调节。

降压式18脉自耦变压整流系统研究

18脉自耦变压整流器具有输入电流谐波含量低,输出电压纹波小、变压器等效容量小等优点,但输出电压不满足航空低压直流系统的要求。在18脉自耦变压整流器的基础上设计降压电路,保证原有性能优势不变,实现28V低压直流输出。首先介绍了18脉自耦变压整流器的移相原理和绕组结构,并对其输出电压特性进行了分析。根据降压的需要引入了降压电路及其控制电路,进一步设计了主电路及控制电路的主要参数。最后在Saber仿真环境中进行系统建模和仿真分析,验证了该系统具有良好的输入输出性能。

二十四脉冲变压整流器原理及其仿真模型研究

传统三相整流器由于输入电流中含有大量谐波,对电网以及其他用电设备都带来了较大的危害。多脉冲整流技术可以有效降低输入电流谐波含量,具有可靠性高、适合宽变频输入、EMI低等优点。详细分析了24脉冲变压整流器网侧电流谐波含量以及平衡电抗器在整流电路中的工作原理,利用Saber软件建立了其仿真模型,通过仿真结果验证了多脉冲整流技术有效降低输入侧电流谐波,并模拟了变压整流器在各种故障条件下故障报警和故障切除。

变压整流器负载检测仪的设计

针对变压整流器维护中存在的不足和困难,比较了不同平台的技术特点,提出了基于Compact RIO平台+触摸屏式计算机的变压整流器负载检查仪的总体架构和设计功能,详细分析了检查仪的硬件集成和基于LabVIEW的软件开发方案,采用固态继电器控制20个大功率电阻负载模拟真实大负载加电过程,采用霍尔型电流传感器测量变压整流器输出的大电流,实时采集模拟负载加电过程中的电压和电流,判断给出其超差情况;通过双机通信,触摸屏式计算机实时直观地显示其负载电压和电流的变化曲线。

三相五柱式变压整流装置与谐波

1.前言 大功率整流装置在低电压大电流领域常采用双星形带平衡电抗器的联结方式。国外近年来介绍并发展了一种三相五柱式变压整流装置,电路联结如图1。

虚拟仪器的飞机变压整流器稳态特性测量研究

为了检测变压整流器(TRU)向飞机提供的直流电的质量,保证飞机用电设备的可靠运行,提出了一种检测方法。该检测方法基于ISO1540-2006对于A类直流电源的要求。通过分析TRU数学模型,采用虚拟仪器技术,可完成对B737飞机的TRU的稳态特性,包括其畸变频谱的精准测量。通过实验,验证了TRU稳态特性是否满足标准要求,实验方法对于飞机TRU的稳态特性检测有很高的现实意义。

航空自耦变压整流器受变频电源影响分析

为了研究航空变频电源对自耦变压整流器的影响,提出了一种分析方法:输入采用频率可调的交流电源,连接自耦变压整流器。通过变化负载参数,在变频电源供电时,测量自耦变压整流器的移相波形、直流母线电压波形、输入功率、功率因数和效率等重要参数。使用仿真模型初步实现了该分析方法的仿真验证,并基于测试平台搭建自耦变压器样机。实验结果表明,该研究为使用变频电源的自耦变压整流器的设计提供了技术支持。

输入电压不平衡时的18脉冲自耦变压整流器分析

本文详细的分析了输入电压不平衡对18脉冲自耦变压整流器(ATRU)的输出电压、输入电流的影响。讨论通过在整流器输出侧增加合适的滤波电感以抑制输入电压不平衡所引起的输入谐波电流,并给出了滤波电感设计方法。研制了一台5k W的演示样机。实验结果表明,所提出的谐波抑制方法和设计电感有效抑制了三相输入电压不平衡对18脉冲自耦变压整流器造成的影响。