一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，属于飞机地面服务的技术领域，该控制方法包括：以ACDC有源整流器作为网侧并输入电网电压，以400Hz逆变器作为输出侧并输出供电电压，在ACDC有源整流器与400Hz逆变器之间通过直流母线传输；根据当前电网电压计算直流母线电压最低门限1并记为U

A DC bus control method of aircraft ground static power supply based on active rectification

【技术实现步骤摘要】
一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法
本专利技术属于飞机地面服务的
，具体而言，涉及一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法。
技术介绍
传统飞机地面静变电源的整流装置均使用十二脉波整流，该整流方法会对电网产生较大的电流谐波污染和无功电流，且被动整流方法无法控制地面电源的直流母线，导致直流母线跟随负荷功率波动，造成DCAC400Hz逆变器的设计较为难度较大且电源全范围综合运行效率较低，如图1所示。由于飞机用电功率的特殊性，要求飞机地面静变电源具备不低于400％的过负载能力。传统的恒定直流母线电压控制方法，要求400Hz逆变器的主电路在0～400％全负载范围内使用同一直流母线电压，导致主电路在设计时需要较大的设计裕量，造成资源浪费并会降低设备全工况范围的运行效率。
技术实现思路
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法以达到通过电网电压和负载功率动态调节直流母线电压，从而提高整个400Hz逆变器的主电路的利用率的目的。本专利技术所采用的技术方案为：一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，该控制方法包括：(1)以ACDC有源整流器作为网侧并输入电网电压，以400Hz逆变器作为输出侧并输出供电电压，在ACDC有源整流器与400Hz逆变器之间通过直流母线传输；(2)根据当前电网电压计算直流母线电压最低门限1并记为Udc_min1；(3)根据当前负荷功率计算直流母线电压最低门限2并记为Udc_min2；(4)通过公式(1)计算直流母线电压参考值并记为Udc_ref；Udc_ref＝max(Udc_min1,Udc_min2)+Um(1)其中，Um为直流母线电压参考值设计裕量，其为一个大于0的正实数；(5)通过直流母线电压参考值转换为驱动信号以对400Hz逆变器进行控制。进一步地，所述ACDC有源整流器采用三相半桥拓扑结构；所述400Hz逆变器包括三相全桥电路和隔离变压器。进一步地，所述ACDC有源整流器通过SVPWM控制方法对其调制，400Hz逆变器通过单极性倍频SPWM控制方法对其调制。进一步地，所述步骤(2)的计算方法如下：1)在两相旋转坐标系下计算网侧的IGBT交流端口电压；2)根据IGBT交流端口电压，在自然坐标系下计算网侧的IGBT交流端口相电压，记IGBT交流端口相电压为Up1；3)根据公式(2)计算直流母线电压最低门限1，公式(2)为：进一步地，所述步骤(3)的计算方法如下：a)在两相旋转坐标系下计算输出侧的IGBT交流端口电压；b)根据IGBT交流端口电压，在自然坐标系下计算输出侧的IGBT交流端口相电压，记IGBT交流端口相电压为Up2；c)根据公式(3)计算直流母线电压最低门限2，公式(3)为：进一步地，所述步骤(5)中，将直流母线电压参考值反馈至直流母线电压控制器中，经直流母线电压控制器计算处理之后反馈至电流内环控制器中，并通过电流内环控制器对直流母线的输出电压进行动态调节。进一步地，通过公式(4)计算网侧的IGBT交流端口电压，公式(4)为：其中，Ud1为网侧的IGBT交流端口电压d轴分量，Uq1为网侧的IGBT交流端口电压q轴分量，Ed1为电网电压d轴分量，Eq1电网电压q轴分量，Id1为网侧的电感电流d轴分量，Iq1为网侧的电感电流q轴分量，L1为网侧的滤波电感，ω1为电网电压角频率；再通过公式(5)计算网侧的IGBT端口相电压，公式(5)为：其中，Up1为网侧的IGBT交流端口相电压。进一步地，通过公式(6)计算输出侧的IGBT交流端口电压，公式(6)为：其中，Ud2为输出侧IGBT交流端口电压d轴分量，Uq2为输出侧IGBT交流端口电压q轴分量，Kt2为输出隔离变压器变比，Ed2为输出电压d轴分量，Eq2为输出电压q轴分量，ω2为输出电压角频率，L2为输出侧滤波电感，Id2为输出侧电感电流d轴分量，Iq2为输出侧电感电流q轴分量；再通过公式(7)计算网侧的IGBT交流端口相电压，公式(7)为：其中，Up2为输出侧的IGBT交流端口相电压。本专利技术的有益效果为：1.采用本专利技术所公开的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其通过电网电压和负载功率动态调节直流母线电压，在低负荷时使用低直流母线电压提高设备运行效率，高负荷时使用高直流母线电压提高设备输出能力，提高了输出侧的400Hz中滤波电感和隔离变压器的利用率，以实现在电网电压全范围内，网侧的输入功率因数为1且直流母线电压可控；在飞机负荷全范围内，输出侧的输出电压恒定。附图说明图1是传统飞机地面静变电源拓扑结构；图2是本专利技术提供的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法中飞机地面静变电源的拓扑图；图3是本专利技术提供的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法的流程示意框图；图4是本专利技术提供的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法中有源整流器的电路拓扑图；图5是本专利技术提供的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法中400Hz逆变器的电路拓扑图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。实施例1在本实施例中具体提供了一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，该控制方法包括：(1)如图2所示，以ACDC有源整流器作为网侧并输入电网电压，电网电压为380V/50Hz的标准工频电网电压；以400Hz逆变器作为输出侧并输出供电电压，供电电压为115V/400Hz的标准飞机供电电压，在ACDC有源整流器与400Hz逆变器之间通过直流母线传输，直流母线上的系统设备均为重要设备，用于保证电力系统正常运行。其中，所述ACDC有源整流器采用三相半桥拓扑结构；所述400Hz逆变器包括三相全桥电路和隔离变压器，同时，ACDC有源整流器通过SVPWM控制方法对其调制，400Hz逆变器通过单极性倍频SPWM控制方法对其调制。说明如下：将ACDC有源整流器简称为网侧，将DCAC400Hz逆变简称为输出侧。(2)根据当前电网电压计算直流母线电压最低门限1并记为Udc_min1；计算方法具体如下：1)在两相旋转坐标系下计算网侧的IGBT交流端口电压，两相旋转坐标系为本领域的常规计算坐标，此处不再赘述；通过公式(4)计算网侧的IGBT交流端口电压，公式(4)为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，该控制方法包括：/n(1)以ACDC有源整流器作为网侧并输入电网电压，以400Hz逆变器作为输出侧并输出供电电压，在ACDC有源整流器与400Hz逆变器之间通过直流母线传输；/n(2)根据当前电网电压计算直流母线电压最低门限1并记为U

【技术特征摘要】
1.一种基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，该控制方法包括：
(1)以ACDC有源整流器作为网侧并输入电网电压，以400Hz逆变器作为输出侧并输出供电电压，在ACDC有源整流器与400Hz逆变器之间通过直流母线传输；
(2)根据当前电网电压计算直流母线电压最低门限1并记为Udc_min1；
(3)根据当前负荷功率计算直流母线电压最低门限2并记为Udc_min2；
(4)通过公式(1)计算直流母线电压参考值并记为Udc_ref；
Udc_ref＝max(Udc_min1,Udc_min2)+Um(1)
其中，Um为直流母线电压参考值设计裕量，其为一个大于0的正实数；
(5)通过直流母线电压参考值转换为驱动信号以对400Hz逆变器进行控制。


2.根据权利要求1所述的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，所述ACDC有源整流器采用三相半桥拓扑结构；所述400Hz逆变器包括三相全桥电路和隔离变压器。


3.根据权利要求2所述的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，所述ACDC有源整流器通过SVPWM控制方法对其调制，400Hz逆变器通过单极性倍频SPWM控制方法对其调制。


4.根据权利要求3所述的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，所述步骤(2)的计算方法如下：
1)在两相旋转坐标系下计算网侧的IGBT交流端口电压；
2)根据IGBT交流端口电压，在自然坐标系下计算网侧的IGBT交流端口相电压，记IGBT交流端口相电压为Up1；
3)根据公式(2)计算直流母线电压最低门限1，公式(2)为：





5.根据权利要求3所述的基于有源整流的飞机地面静变电源直流母线控制方法，其特征在于，所述步骤(3)的计算方法如下：
a)在两相旋转坐标系下计算输出侧的IGBT交流端...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩鹤光，郑尧，
申请(专利权)人：四川航电微能源有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51