● 摘要
本文研究变频环境下飞机供电系统的谐波抑制方法。大型飞机的变频电源供电系统因为体积小、可靠性高,而成为目前的研究热点。变流器负载作为一种飞机重要负载会产生大量的谐波破坏电能质量。并且随着多电飞机概念的引入,供电系统的电能质量有了更高的要求。有效的、高效的谐波抑制方法是飞机供电系统平稳运行的必要保障。
本文通过主动抑制和被动抑制两个方向进行谐波抑制方法的分析,研究了谐波抑制设备的设计方法。主要研究工作如下:
(1)介绍了飞机供电系统及变流器负载的模型,为以后的问题提供讨论环境。将THD和功率因数作为飞机供电系统电能质量的分析指标并提出分析方法。
(2)用多脉冲整流技术对电网进行主动谐波抑制。对广泛使用的十二脉冲整流器进行了仿真和分析。深入研究了无平衡电抗器的十八脉冲自耦变压整流拓扑及谐波抑制效果。分析使用多脉冲整流进行谐波抑制时前接电感带来的问题。
(3)用有源滤波器进行被动谐波抑制。着重介绍了使用实时离散小波变换进行有源滤波器的谐波检测的方法与实现。分析了使用小波变换进行谐波检测存在延迟的问题。提出了通过滑窗小波变换实现更快速的计算,并借鉴小波变换边界延拓的思想解决信号延迟问题。为验证谐波检测理论设计了1kW有源滤波器的主电路,并分析了其控制策略。通过仿真和物理实验验证了使用实时离散小波变换进行有源滤波器的动态性能和稳态性能。