基于Si和SiC器件的大功率航空静止变流器的研制

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liu1513
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空静止变流器(ASI)是一种利用功率半导体器件将飞机上的直流电源变换成电压一定且频率固定的逆变电源。随着航空飞机上用电设备的复杂化、多样化以及精细化,与过去相比现代航空飞机对机载供电电源功能和性能上的要求越来越高,这使得ASI朝着小型化、轻量化、高效化和模块化的趋势发展。碳化硅(SiC)功率半导体器件相比于硅(Si)基功率半导体器件具有一系列优越的特性,故将其应用在ASI上会有非常好的发展前景,但是目前关于将SiC功率器件应用在ASI上的相关研究还相对较少。本文以两级式3kVA功率级的三相ASI的研制为目标,结合本课题静止变流器的设计指标和SiC MOSFET的特性,就体积、重量、效率和模块化设计等关键问题,从拓扑结构、调制策略、采样方式、控制算法以及新型功率器件的应用等方面入手,进行了基于Si MOSFET和基于SiC MOSFET的航空逆变电源的对比研究,并具体介绍了两者的设计方法。本文的研究内容为:1.对ASI的研究现状进行了深入的理解和分析,结合半导体功率器件的特性对比结果,指出SiC器件是未来航空电源中功率开关器件的首选,为ASI的小型化和轻量化提供新的思路。2.在对关于ASI研究文献分析的基础上,确定了以两级式三相组合式逆变电路为本课题ASI的整体电路拓扑,以推挽正激电路为前级直直变换器拓扑,以传统全桥逆变电路为后级直交逆变器拓扑,并重点对后级DC/AC逆变器进行深入研究。3.根据选定的拓扑对后级单相全桥逆变器的等效模型和三种SPWM调制方式进行了理论分析,并搭建了SPWM驱动脉冲、单相全桥和三相组合式逆变开环以及双闭环控制系统的仿真模型,验证了逆变系统控制方法的可行性和参数计算的准确性。4.在仿真验证的基础上对以数字控制的三相组合式ASI进行软硬件设计,包括驱动电路、隔离电路、辅助电路、采样电路、DSP最小系统的设计以及相关SPWM生成、PI算法等程序设计。5.在实验室搭建了一台基于Si器件的3kVA三相逆变电源样机和一台基于SiC器件的1kVA单相逆变电源样机,并对两个样机进行测试和分析,实验结果验证了本文理论计算、仿真分析和软硬件参数设计的正确性,同时证明了SiC MOSFET相比Si MOSFET具有优异的开关性能以及低损耗特性,在ASI的应用中能有效地提升逆变电源的功率密度,为拓展SiC功率半导体器件在航空电源的应用范围提供了借鉴。
其他文献
近日,科技部公布的2003年度全国及各地区科技进步监测及综合评价结果显示,我市综合科技进步水平在全国31个省(直辖市、自治区)中位居第三,其中我市高新技术产业化指标高居全
目的:研究分析应用腹腔镜手术进行卵巢良性畸胎瘤治疗的临床效果及价值。方法对观察组75例卵巢良性畸胎瘤患者进行腹腔镜治疗,同时选取应用开腹手术治疗的55例卵巢良性畸胎瘤患
近日,富通集团2018年度战略会议召开。集团董事局主席王建沂,集团董事长胡国强,集团执行董事、总裁肖玮,集团党委书记陈建国,集团执行董事、常务总裁王春仙、方琦、李继春,集
<正>随着美联储加息和主要发达国家开始结束宽松货币政策,过去近十年以来货币政策首次迎来在全球范围内的改变,难以避免会对东南亚新兴市场国家产生不利影响,增加的风险包括
设计了大豆变量施肥播种机,该机具具有结构简单且坚固的特点,减少了拖拉机的动力输出。节约了油料,节省农业的资金投入。该机配备了先进的检测系统,避免了重播漏播现象。该机配备
针对传统型钢悬挑脚手架存在的工字钢原材投入量大、安拆困难、且存在后期补洞而导致外墙渗漏水问题多发等弊端进行优化改良,将原本搁置在楼板上的工字钢优化为悬挂在结构外
沥青混合料的水损害是沥青路面中最为常见的一种病害。集料与沥青之间的粘附程度直接影响沥青混合料抗水损害的能力,因此二者间的粘附关系是评价沥青混合料水损害的一种有效
写作是语文教学的重要内容,对于小学低年级学生而言,写作大多以看图写话的形式呈现,重在培养学生的观察能力,语言组织能力、表达能力以及运用能力。但同时低年级的写作教学也
中国通信标准化协会(CCSA)传送网与接入网技术工作委员会(TC6)线缆工作组(WG3)第六十七次会议于2018年11月27日至30日在成都召开,协会成员120多人参加了会议。会议审查讨论了
提出了用无量纲参数和最小二乘拟合曲线法解决铸件—铸型界面热交换参数的通用化,建立了界面热交换参数通用化处理的数学模型。应用上述方法对φ800mm球铁轧辊凝固过程进行模