CN104993729B - 飞机用270v电源装置 - Google Patents

飞机用270v电源装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104993729B
CN104993729B CN201510495028.1A CN201510495028A CN104993729B CN 104993729 B CN104993729 B CN 104993729B CN 201510495028 A CN201510495028 A CN 201510495028A CN 104993729 B CN104993729 B CN 104993729B
Authority
CN
China
Prior art keywords
intermediate frequency
frequency power
power
power supplies
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510495028.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104993729A (zh
Inventor
常国洁
陈江岸
姚有刚
彭海强
姜波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WEIHAI GUANGTAI AIRPORT POWER SUPPLY EQUIPMENT CO Ltd
Original Assignee
WEIHAI GUANGTAI AIRPORT POWER SUPPLY EQUIPMENT CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WEIHAI GUANGTAI AIRPORT POWER SUPPLY EQUIPMENT CO Ltd filed Critical WEIHAI GUANGTAI AIRPORT POWER SUPPLY EQUIPMENT CO Ltd
Priority to CN201510495028.1A priority Critical patent/CN104993729B/zh
Publication of CN104993729A publication Critical patent/CN104993729A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104993729B publication Critical patent/CN104993729B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种飞机用270V电源装置，设有400Hz中频电源，其特征在于中频电源输出端设有270V电源控制系统，所述270V电源控制系统是由主电路、主电路上的滤波电感和270V电源转化模块组成，所述中频电源经滤波电感与270V电源转化模块相连接，由于滤波电感具有滤波和降压的双重作用，当输入400Hz电压过高时，通过滤波电感上的无功电流来降压的方式实现母线电压稳定在270V，本发明由于采用上述结构和算法，具有结构新颖、性能稳定、能源效率高、使用方便、重量轻、体积小等优点。

Description

飞机用270V电源装置
技术领域
本发明涉及航空地面设施技术领域，具体地说是一种飞机用270V电源装置。
背景技术
目前，我国现有的军用飞机在机场地面上作业时，使用地面供电装置来对飞机进行供电维护以及启动大发等工作。绝大多数地面供电装置提供的电源是115/200V 400Hz交流电压或者是28V直流电压，以及通过两路28V电源串并联转换得到的56V电压。
军机地面电源一般采用移动式的电源车与地面静态电源加电两种方式。电源车采用柴油机组直接发出400Hz 115/200V交流电，然后根据机型号的需要，通过12脉波变压器降压整流产生所需的28V电压。而地面静态电源则采用最新的电力电子技术，将地面的230/400V 50Hz市电转化为400Hz 115/200V交流电或者直接转化为两路28V直流电。
电源车具有移动性好，战时可靠性高的特点，而静态电源则具有噪声小，能源效率高，使用方便的特点，二者互为补充，成为现在机场的标准配置。
而我国最新的歼20飞机由于其特殊的战术要求，则采用的是最先进的直流电机驱动，要求地面的供电电压为270V直流与以往的任何一种飞机均不相同，为新型战机提供相应的地面保障电源是各空港厂家光荣而且紧迫的历史使命。
新机型对270V电压的要求有如下几点最为关键：
A、输出直流电压中的谐波要低，过多谐波会对飞机通讯与传感器产生直接影响。
B、输出直流电压的过压必须有效控制，尤其是突然甩载的过程。
C、飞机启动时的电流曲线与电源必须配合。电源电压既要求保持一定范围，又需要在飞机启动大电流时电压有一定程度下降来抑制冲击电流。
因此，要求一种新型的地面电源必须满足以上要求。
当前，已有公司完成270V电源的设计，其普遍方式是提供一台独立的电源车，通过多相电机或者高速电机发出中频交流电，然后通过功率二极管或可控硅整流然后电容滤波输出270V直流电压。这种方案可靠，易行。但是有几点不足：
A、电源车的整流方式采用不控或者半控整流，谐波大，整流波头产生的谐波很容易超标。
B、不控整流能量仅单向流动，导致甩载时能量输出集中在电容，过电压泄放很慢。容易产生输出过压，导致飞机保护。
C、最重要的一点，这种电源车与以往军用机场所配备的任何一种电源车均不相同，所以歼20在不同机场必须有专用的270V电源车，制式不同的地面电源会影响该机型的机场配备的灵活性。
所以，从实用角度讲，采用外挂式的电源最好。具体来说，既然所有军用机场都配备有电源车或者静变电源，那么，如果有装置可以将电源车发出的在一定波动范围的400Hz200V电源稳定在270V，则此电源将具有最广泛的实用价值。
一种普遍的实现方法是这样的，电源车可以发出400Hz，200V交流电压，而200V交流电压带载条件下不控整流出的直流电压正好是270V左右，那么，采用三相全桥的功率二极管直接整流成270V是最低成本的选择，但是此方案行不通。原因是，谐波超标不可控，电压无法控制。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、性能稳定、能源效率高、使用方便、重量轻、体积小的飞机用270V电源装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种飞机用270V电源装置，设有400Hz中频电源，其特征在于400Hz中频电源输出端设有270V电源控制系统，所述270V电源控制系统是由主电路、主电路上的滤波电感和270V电源转化模块组成，所述400Hz中频电源经滤波电感与270V电源转化模块相连接，由于滤波电感具有滤波和降压的双重作用，当输入400Hz电压过高时，通过滤波电感上的无功电流来降压的方式实现母线电压稳定在270V。
本发明所述270V电源转化模块是由三相全桥的PWM整流电路和直流滤波电容组成，通过所述直流滤波电容对三相全桥的PWM整流电路整流生成270V直流电压并对其进行高频滤波，同时，还起到能量缓冲的作用，所述270V直流电压经直流母线的两条铜排输出，进一步达到性能稳定、重量轻、体积小的作用。
本发明所述270V电源控制系统的控制算法为：
首先，可以将270V电源转化模块等效为一个可控电压源，与400Hz中频电源通过滤波电感构成两电源能量互送的结构，同时，也可将三相系统简化成单相来进行分析，
270V电源转化模块的交流电压可以用来表示，400Hz中频电源的交流电压可以用来表示；
其中，是直流母线电压，一般以270V为控制目标，与分别为直流电压利用率与交流电压相角，属于可调量；
具体算法步骤为：
A、当>270V时，调整角，使之大于，此时有功能量流向400Hz中频电源，直流母线电压降低；
B、当<270V时，调整角，使之小于，此时有功能量由400Hz中频电源流向直流母线，直流母线电压升高；
C、当时，调整，使，以减小无功能量的流动；
D、当时，M调到最大，坚持A、B两条算法，此时电感上会流过感性无功电流来达到自动降压的目标。
本发明由于采用上述结构和算法，具有结构新颖、性能稳定、能源效率高、使用方便、重量轻、体积小等优点。
附图说明
图1是270V电源的主拓扑结构示意图。
图2是270V电源的简化模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种飞机用270V电源装置，设有400Hz中频电源，其特征在于400Hz中频电源输出端设有270V电源控制系统，所述270V电源控制系统是由主电路、主电路上的滤波电感和270V电源转化模块组成，所述400Hz中频电源经滤波电感与270V电源转化模块相连接，由于滤波电感具有滤波和降压的双重作用，当输入400Hz电压过高时，通过滤波电感上的无功电流来降压的方式实现母线电压稳定在270V。
本发明所述270V电源转化模块是由三相全桥的PWM整流电路和直流滤波电容组成，通过所述直流滤波电容对三相全桥的PWM整流电路整流生成270V直流电压并对其进行高频滤波，同时，还起到能量缓冲的作用，所述270V直流电压经直流母线的两条铜排输出，进一步达到性能稳定、重量轻、体积小的作用。
本发明由于采用上述结构和算法，具有结构新颖、性能稳定、能源效率高、使用方便、重量轻、体积小等优点。
如图一所示，假设有400Hz中频电源3输出的三相电压幅值115V±15%， 频率400Hz±15%，滤波电感2后端为270V电源转化模块1，将输入交流电压整流成270V直流，270V电源转化模块1由三相全桥的PWM整流电路11以及直流滤波电容12组成，直流滤波电容对三相全桥整流生成的270V直流电压进行滤波同时起到能量缓冲的作用，输出270V的直流母线由两条铜排：正极13,负极14与组成。
如附图二所示，从经典算法的角度来看，270V电源转化模块1可以等效为一个可控电压源，与400Hz中频电源3通过滤波电感2构成两电源能量互送的结构。同时，图二也表明，此时的三相系统也可以简化成单相来进行分析。
首先，将270V电源转化模块等效为一个可控电压源，与400Hz中频电源通过滤波电感构成两电源能量互送的结构，同时，将三相系统简化成单相来进行分析，
270V电源转化模块的交流电压可以用来表示，中频电源车的交流电压可以用来表示；
其中，是直流母线电压，一般以270V为控制目标，与分别为直流电压利用率与交流电压相角，属于可调量；
具体算法步骤为：
A、当>270V时，调整角，使之大于，此时有功能量流向400Hz中频电源，直流母线电压降低；
B、当<270V时，调整角，使之小于，此时有功能量由400Hz中频电源流向直流母线，直流母线电压升高；
C、当时，调整，使，以减小无功能量的流动；
D、当时，调到最大，坚持A、B两条算法，此时电感上会流过感性无功电流来达到自动降压的目标。
由于在传统相关理论中三相全桥一般可以作为BOOST升压电路来进行使用，认为三相全桥PWM整流电路只能升压不能降压，本发明的算法恰恰克服了这一条盲区，由于是400Hz中频电源，中频电感比工频系统更容易产生压降，不但显著提高了能源效率、而且还大大稳定了性能。
本发明由于采用上述结构和算法，具有结构新颖、性能稳定、能源效率高、使用方便、重量轻、体积小等优点。

Claims (2)

1.一种飞机用 270V 电源装置，设有 400Hz 中频电源，其特征在于400Hz中频电源输出端设有
270V电源控制系统，所述270V电源控制系统是由主电路、主电路上的滤波电感和270V电源转化模块组成，所述400Hz中频电源经滤波电感与 270V 电源转化模块相连接,所述270V 电源控制系统的控制算法为 ：
首先，将 270V 电源转化模块等效为一个可控电压源，与400Hz中频电源通过滤波电感构成两电源能量互送的结构，同时，将三相系统简化成单相来进行分析，
270V 电源转化模块的交流电压用来表示，400Hz中频电源的交流电压用来表示 ；
其中，是直流母线电压，一般以270V为控制目标， 与分别为直流电压利用率与交流电压相角，属于可调量 ；
具体算法步骤为 ：
A.当 >270V 时，调整 角，使之大于，此时有功能量流向400Hz中频电源，直流母线电压降低 ；
B.当 <270V 时，调整角，使之小于 ，此时有功能量由400Hz中频电源流向直流母线，直流母线电压升高 ；
C.当 时，调整 ，使 ，以减小无功能量的流动 ；
D、当 时， 调到最大，坚持 A、B 两条算法，此时电感上会流过感性无功电流来达到自动降压。
2.根据权利要求 1 所述的一种飞机用 270V 电源装置，其特征在于所述 270V 电源转化模块是由三相全桥的 PWM 整流电路和直流滤波电容组成，通过所述直流滤波电容对三相全桥的 PWM 整流电路整流生成 270V 直流电压并对其进行高频滤波，所述 270V 直流电压经直流母线的两条铜排输出。
CN201510495028.1A 2015-08-13 2015-08-13 飞机用270v电源装置 Expired - Fee Related CN104993729B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510495028.1A CN104993729B (zh) 2015-08-13 2015-08-13 飞机用270v电源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510495028.1A CN104993729B (zh) 2015-08-13 2015-08-13 飞机用270v电源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104993729A CN104993729A (zh) 2015-10-21
CN104993729B true CN104993729B (zh) 2018-06-01

Family

ID=54305495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510495028.1A Expired - Fee Related CN104993729B (zh) 2015-08-13 2015-08-13 飞机用270v电源装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104993729B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106972617A (zh) * 2017-03-29 2017-07-21 中国航空无线电电子研究所 应用于模块化航电系统的电源冗余备份装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202333829U (zh) * 2011-12-09 2012-07-11 中国船舶工业集团公司船舶系统工程部 一种用于400Hz中频电源的动态电压恢复器
CN202410836U (zh) * 2011-12-21 2012-09-05 厦门锐传科技有限公司 一种静电除尘用可变频中频电源
CN103091645A (zh) * 2012-12-02 2013-05-08 威海广泰空港设备股份有限公司 具有电能回馈功能的交流400Hz中频电源测试系统
CN103812357A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 西安杰瑞达仪器有限公司 一种中频400hz电源
CN204068737U (zh) * 2014-07-10 2014-12-31 陕西蓝鹰航空电器有限公司 机载270v/110kw大功率直流电源
CN104578839A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 西安睿诺新能源有限公司 一种航空直流电源
CN204835970U (zh) * 2015-08-13 2015-12-02 威海广泰空港电源设备有限公司 飞机用270v电源装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202333829U (zh) * 2011-12-09 2012-07-11 中国船舶工业集团公司船舶系统工程部 一种用于400Hz中频电源的动态电压恢复器
CN202410836U (zh) * 2011-12-21 2012-09-05 厦门锐传科技有限公司 一种静电除尘用可变频中频电源
CN103812357A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 西安杰瑞达仪器有限公司 一种中频400hz电源
CN103091645A (zh) * 2012-12-02 2013-05-08 威海广泰空港设备股份有限公司 具有电能回馈功能的交流400Hz中频电源测试系统
CN104578839A (zh) * 2013-10-28 2015-04-29 西安睿诺新能源有限公司 一种航空直流电源
CN204068737U (zh) * 2014-07-10 2014-12-31 陕西蓝鹰航空电器有限公司 机载270v/110kw大功率直流电源
CN204835970U (zh) * 2015-08-13 2015-12-02 威海广泰空港电源设备有限公司 飞机用270v电源装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104993729A (zh) 2015-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hartmann Ultra-compact and ultra-efficient three-phase PWM rectifier systems for more electric aircraft
Musavi et al. A phase shifted semi-bridgeless boost power factor corrected converter for plug in hybrid electric vehicle battery chargers
CN105141019A (zh) 一种电动汽车充电系统
He et al. Recent advances of power electronics applications in more electric aircrafts
CN105553065B (zh) 船用复合储能单元的能量管理系统和方法
CN105932893A (zh) 用于电动汽车直流充电站的多脉波整流变电系统
CN103701309A (zh) 变频设备用交直流供电系统及变频空调器
Vieira et al. Power converter topologies for a high performance transformer rectifier unit in aircraft applications
CN103532402A (zh) 一种电源配电系统及方法
CN101615884A (zh) 移相斩波的高功率因数串级调速装置
CN109450286A (zh) 大功率晶闸管型牵引整流制动逆变双向变流系统及控制方法
CN103051212A (zh) 使用中点法的复合ac到dc功率转换器
CN105515405B (zh) 宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器
Hosseini et al. A novel high gain single-switch DC-DC buck-boost converter with continuous input and output power
CN209516959U (zh) 一种cyzl-50kw车载多脉冲整流电源
Sahoo et al. A new power factor correction technique using PFC boost converter
CN203617709U (zh) 电力电容动态补偿滤波调节器
CN203278663U (zh) 一种高压矩阵变换器
CN105099215A (zh) 一种适应多种供电方式的飞机地面小型化电源
CN104993729B (zh) 飞机用270v电源装置
CN204835970U (zh) 飞机用270v电源装置
CN110138244A (zh) 直流侧无源谐波抑制技术的48脉变压整流器
CN203457064U (zh) 等离子体高频高压电源
CN206340983U (zh) 抑制并网电路中直流母线电压波动的装置
CN109905017A (zh) 辅助变流电路、辅助变流器和辅助变流柜

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180601

Termination date: 20190813