关于航空电源九开关变换器控制策略的研究-论文

简介：
本文研究了针对航空电源系统的九开关变换器优化控制策略，探讨其在高效率、稳定性及可靠性方面的应用与提升。 本研究主要探讨了航空电源系统中的九开关变换器控制方法。航空电源系统是飞行器的重要组成部分，负责为飞机的电子设备提供稳定的电力供应。随着技术的进步，传统的恒速恒频（CSCF）交流电源系统由于结构复杂和能量转换效率低的问题已无法满足现代需求，因此变速恒频（VSCF）电源系统应运而生。该新型系统通过电力电子变换器及控制方法实现高效的电能转换。 九开关变换器作为变速恒频系统中的关键装置，在双三相电机驱动系统的最初设计基础上经过国内外学者的持续研究后，其应用范围已扩展至不间断电源、电能质量控制器和风力发电系统等领域。在本研究中，首先介绍了九开关变换器的时间分段控制原理。时间分段控制通过合理分配控制时间来确保任务有序进行，并提高效率与准确性。 文中将整个控制系统划分为机侧整流控制模型和网侧逆变控制模型两部分进行深入探讨。其中，整流控制模型负责交流电到直流电的转换工作，而逆变控制模型则执行相反的操作——从直流电转为交流电输出。两者均采用了双闭环控制策略（即电流内环与电压外环），以增强系统对电网参数变化的适应性和稳定性。 通过Matlab/Simulink软件进行了仿真研究，结果显示所采用的方法不仅满足了变速恒频发电的需求，还能有效减少网侧输出电流中的谐波含量。这是因为精确地调控电流和电压有助于在变换过程中动态调整参数，从而降低谐波对电网的影响。 此外，在飞机的正常飞行与应急状态下电机转速存在较大波动的情况下，发电机三相交流电的大小及频率也会随之变化。因此航空电源系统中九开关变换器的研究变得尤为重要。如何确保宽转速范围内的电力稳定输出是本研究的核心问题之一。 关键词包括：航空电源、永磁同步发电机、九开关变换器、时间分段控制和谐波含量，这些词汇准确地概括了本段落的主要内容与目的。该研究得到了国家自然科学基金的支持，表明其获得了国家级别的认可与资助。文章作者李坤洲为海军航空大学控制工程系的硕士研究生，而吴迪则来自91467部队的研究团队。他们通过文献标识码“A”和DOI编号进一步证明了研究成果的独特性和有效性。 本段落对于优化设计航空电源系统、提升飞机电力系统的性能可靠性及环境适应性具有重要意义，并且随着电力电子技术的发展以及新型器件的应用，未来的航空电源将更加高效可靠，从而全面提高飞行器的整体表现。