基于VIENNA整流器的機載電源PFC研究.pdf

1、隨著新的航空電源標(biāo)準(zhǔn)對整流器的功率因數(shù)、總諧波因數(shù)要求的提高，傳統(tǒng)的無源PFC已難以滿足要求，同時傳統(tǒng)的機載無源PFC工作在400Hz中頻模式下,難以滿足航空電源對高功率密度的追求，應(yīng)用全控器件的有源PFC整流器被越來越多的應(yīng)用于機載電源上,有源PFC可工作在高頻模式下，因此可以減小整流器的濾波電容、電感，從而提高功率密度，同時可對輸入電流進行直接控制，因此輸入電流能夠很好地跟蹤電網(wǎng)電壓。與兩電平整流器相比，三電平整流器的各功率器件所承

2、受的電壓、電流應(yīng)力都較小，在相同的開關(guān)頻率和諧波要求下可選用較小的輸入濾波電感，VIENNA整流器具備上述三電平整流器各項優(yōu)點，同時與二極管嵌位式和電容嵌位式三電平整流器相比，VIENNA整流器所用器件減少、結(jié)構(gòu)簡單。
　　本文首先介紹了課題的研究背景并查閱文獻(xiàn)分析了國內(nèi)外在機載電源的拓?fù)湟约翱刂撇呗苑矫娴难芯楷F(xiàn)狀，然后論文著重研究了三相三線VIENNA整流器的工作原理進而建立了其在靜止坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)建模并設(shè)計了基于PI

3、的控制器。為了提高直流電壓的利用率本文采用空間矢量的調(diào)制方式,VIENNA整流器屬于三電平拓?fù)洌淇臻g矢量多達(dá)25個，與兩電平SVPWM相比控制復(fù)雜度更高，本文首先根據(jù)輸入電流的極性將其劃分為6個扇區(qū)，在每個扇區(qū)下把3電平空間矢量轉(zhuǎn)化為傳統(tǒng)的兩電平空間矢量從而簡化了計算。針對三電平整流器普遍存在的直流側(cè)中點不平衡問題，本文分析了各種矢量對中點電位的影響，通過調(diào)節(jié)中心短矢量的兩種不同的開關(guān)組合的作用時間來達(dá)到中點電壓平衡。針對項目對低TH

4、Di的要求，本文提出了將LMS自適應(yīng)濾波算法應(yīng)用于對電流諧波的消去。
　　完成了理論分析后本文根據(jù)項目的性能指標(biāo)要求，計算了電感、電容的取值，在MATLAB中搭建了方針模型，仿真結(jié)果與理論相吻合；最后設(shè)計了整流器的硬件電路和軟件系統(tǒng)，對其進行了實驗驗證，實驗結(jié)果顯示整流器在穩(wěn)態(tài)、動態(tài)指標(biāo)均能滿足要求。通過對加入ASHE前后電流諧波和功率因數(shù)的對比，證明了基于LMS的自適應(yīng)濾波器能有效濾去VIENNA整流器中特定次數(shù)的諧波，從而降低