供电系统电力电子论文提纲

论文题目：C919飞机试飞测试设备交流供电系统的研制

摘要：随着现代电力电子技术的飞速发展,大量电力电子设备被使用在飞机的试飞、常态飞行等过程中。20世纪70年代,科研人员提出了多电飞机的概念,希望将机上的机械能、液压能部分或者全部由电能替代,让电能成为机上的主要能源。我国自主研发的C919大飞机的机上主电源为三相115V/400Hz交流电,在其试飞测试中,有测试设备需要单相115V/60Hz供电。本文所研制的试飞测试设备交流供电系统将C919飞机的机载航空三相115V/400Hz交流电,变换为单相115V/60Hz交流电输出。本文通过对C919飞机机载电源电能特性的分析以及对几种机上常用电能变换电路的研究,结合理论结果与实际需求,最终确定了交流供电系统前级AC/DC与后级DC/AC的电路拓扑。根据交流供电系统的功率与电路结构,计算了各个元器件参数并选型,设计了交流供电系统的硬件电路。本文为交流供电系统的后级DC/AC电路设计了PI控制与重复控制相结合的闭环控制系统,控制系统可以实现逆变电路的低稳态误差与较好的动态性能,同时也从理论上分析了闭环控制系统的性能。除了供电特性以外,电磁兼容特性也是交流供电系统的设计重点。本文对交流供电系统进行了辐射和传导发射干扰实验。结合实验结果,采用了相应的辐射发射干扰抑制措施。在分析了寄生参数对于传导发射干扰传播的影响后,建立了用于分析传导发射干扰的系统高频模型,并给出了传导发射干扰在系统内的传递路径。随后根据系统模型和干扰传递路径,设计了EMI滤波电路,对交流供电系统产生的传导发射干扰进行抑制。在Simulink中搭建了交流供电系统的仿真模型,验证了加入闭环后交流供电系统的供电特性。在Saber中搭建了系统的高频模型,验证了干扰传递路径以及EMI滤波电路的效果。最终搭建了一台交流供电系统样机,其供电特性满足技术标准。在交流供电系统使用屏蔽辐射的金属机壳并接地以及在输入端接入EMI滤波电路后,对其进行电磁干扰实验,实验结果分别满足GJB 151B中相关标准对辐射以及传导发射干扰限值的规定。

关键词：AC/DC/AC电路;PI控制器;重复控制器;电磁干扰;EMI滤波电路

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 选题背景与研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 机载电能变换设备研究现状

1.2.2 逆变电路闭环控制方法研究现状

1.2.3 电磁干扰抑制策略研究现状

1.3 交流供电系统的主要功能和技术标准

1.4 本文的主要研究内容

第二章 交流供电系统的电路拓扑与硬件设计

2.1 主电路拓扑

2.1.1 AC/DC电路拓扑

2.1.2 DC/AC电路拓扑

2.2 交流供电系统硬件设计

2.2.1 系统结构设计

2.2.2 变压器设计

2.2.3 功率管选型

2.2.4 后级逆变输出滤波电路的设计

2.2.5 控制电路设计

2.3 本章小结

第三章 PI-重复复合控制器设计

3.1 逆变电路建模

3.2 双闭环PI调节器设计

3.2.1 双闭环PI控制器参数设计

3.2.2 双闭环PI控制器稳定性分析

3.3 重复控制器设计

3.3.1 重复控制器基本结构

3.3.2 重复控制器参数设计

3.3.3 重复控制器性能分析

3.4 软件实现

3.5 本章小节

第四章 电磁干扰分析与抑制研究

4.1 机上设备的电磁干扰及其实验标准

4.2 传导发射干扰的交流供电系统模型

4.2.1 高频时寄生参数对系统模型的影响

4.2.2 系统模型及干扰传递的路径

4.3 EMI滤波电路

4.4 本章小结

第五章 仿真与实验研究

5.1 交流供电系统的仿真分析

5.1.1 系统供电特性仿真

5.1.2 传导发射干扰仿真

5.2 交流供电系统的实验分析

5.2.1 系统供电特性实验

5.2.2 电磁干扰实验

5.3 本章小结

第六章 工作总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢