基于Saber模型的6脈沖整流負(fù)載對(duì)飛機(jī)電源品質(zhì)仿真分析

孫善民

【摘 要】本文給出了基于Saber模型的6脈沖整流負(fù)載對(duì)飛機(jī)電源品質(zhì)仿真分析，表明了飛機(jī)用電設(shè)備可能會(huì)引起飛機(jī)電網(wǎng)電壓波形畸變，設(shè)備供應(yīng)商需要對(duì)電流畸變進(jìn)行限制。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；供電系統(tǒng)；變頻交流發(fā)電機(jī)；畸變；調(diào)壓點(diǎn)

【Abstract】This paper presents a model based on Saber six pulse rectifier load of aircraft power supply quality simulation analysis，show that the aircraft power equipment can cause the plane grid voltage waveform distortion，equipment supplier need to limit current distortion.

【Key words】Civil aircraft；Electrical Power System；Variable Frequency AC Generator；Distortion；Point of Regulation

0 前言

目前，新型民用飛機(jī)供電系統(tǒng)多采用115/200V、360-800Hz寬變頻交流供電體制，在飛機(jī)電網(wǎng)調(diào)壓點(diǎn)（POR）處的電壓波形的總失真度是波形的固有失真和失真的負(fù)載電流對(duì)電壓的影響的綜合結(jié)果，由于使用帶有輸入電源整流器的負(fù)載的數(shù)量較多，電源電抗也會(huì)更大，電設(shè)備產(chǎn)生的一些非正弦波電流可能會(huì)嚴(yán)重影響其輸入交流電壓波形畸變。為了避免供電電壓波形超出規(guī)定，需要對(duì)用電設(shè)備的輸入電流畸變進(jìn)行限制。

1 Saber仿真模型建立

考慮到6脈沖整流負(fù)載對(duì)飛機(jī)電源品質(zhì)的影響，6脈沖整流負(fù)載對(duì)飛機(jī)電源品質(zhì)仿真分析下面將對(duì)進(jìn)行saber仿真和分析。

仿真試驗(yàn)采用變頻發(fā)電機(jī)（VFG）、發(fā)電機(jī)控制器（GCU）、接觸器（GC），6脈沖整流性負(fù)載Saber模型，該仿真模型也考慮了發(fā)電機(jī)主饋線電阻和電感影響因素。

設(shè)置Saber模型饋線阻抗中的正序/負(fù)序阻抗為0.0118Ω+6.29μH，零序阻抗為0.0459Ω+30.25μH。在發(fā)電機(jī)接觸器輸出端施加了的模擬負(fù)載（pf=1.0、0.02kVA）和6脈沖整流性負(fù)載（整流器輸出端接有1000uF電容和2.26歐姆電阻），仿真模型原理框圖如圖1所示，仿真時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為1s，其中0.4s時(shí)接通發(fā)電機(jī)接觸器，發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電。

2 仿真結(jié)果及分析

設(shè)置發(fā)電機(jī)仿真頻率點(diǎn)分別為360Hz、400Hz、 600Hz，700Hz和800Hz，對(duì)VFG輸出電壓進(jìn)行仿真，給出了6脈沖整流負(fù)載對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)所反映出的電能品質(zhì)參數(shù)特性。

2.1 115V/360Hz條件下仿真

整流器電阻的直流電流平均值約為114.35A，直流電壓平均值約為258.43V，總?cè)萘考s為30kW。調(diào)壓點(diǎn)A相電壓波形見圖2，A相50次以內(nèi)諧波見圖3。

2.2 115V/400Hz條件下仿真

整流器電阻的直流電流平均值約為114.19A，直流電壓平均值約為258.07V，總?cè)萘考s為30kW。調(diào)壓點(diǎn)A相電壓波形見圖4，A相50次以內(nèi)諧波見圖5。

2.3 115V/600Hz條件下仿真

整流器電阻的直流電流平均值約為113.51A，直流電壓平均值約為256.54V，總?cè)萘考s為30kW。調(diào)壓點(diǎn)A相電壓波形見圖6，A相50次以內(nèi)諧波見圖7。

2.4 115V/700Hz條件下仿真

整流器電阻的直流電流平均值約為113.22A，直流電壓平均值約為255.89V，總?cè)萘考s為30kW。調(diào)壓點(diǎn)A相電壓波形見圖8，A相50次以內(nèi)諧波見圖9。

2.5 115V/800Hz條件下仿真

整流器電阻的直流電流平均值約為113A，直流電壓平均值約為255.39V，總?cè)萘考s為30kW。調(diào)壓點(diǎn)A相電壓波形見圖10，A相50次以內(nèi)諧波見圖11。

上述飛機(jī)電網(wǎng)總諧波失真數(shù)據(jù)見表1，仿真表明6脈沖整流負(fù)載可以引起飛機(jī)電網(wǎng)的電壓波形畸變，仿真電源頻率越高，飛機(jī)電網(wǎng)的電壓波形畸變?cè)絿?yán)重，對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)造成了污染，影響了飛機(jī)電網(wǎng)的電能品質(zhì)。

3 結(jié)語

在飛機(jī)研制初級(jí)階段，需要對(duì)用電設(shè)備的輸入電流畸變進(jìn)行限制，避免對(duì)飛機(jī)電網(wǎng)的污染，提高飛機(jī)電網(wǎng)的電能品質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]MIL-STD-704E.Aircraft Electric Power Characteristics.

[2]ISO_1540 2006（E）.Characteristics of aircraft electrical systems.