[发明专利]一种飞机多闭环供电调节系统及供电调节方法

说明书

本发明涉及飞机供电系统技术领域，公开了一种飞机多闭环供电调节系统，包括：多个并联的逆变单元系统，分别与高压直流供电系统和飞机负载控制系统连接；本发明还公开了一种飞机多闭环供电调节方法，通过多个并联的逆变单元系统和与之连接的双闭环控制器将输入线性负载系统和/或非线性负载系统的电压调节到115V；当接入线性负载系统，通过双闭环控制器中的电压外环控制器实现负载电压调节；通过双闭环控制器中的电流内环控制器实现其连接的逆变单元系统的电流调节；通过二阶功率均衡均分算法，保证线性负载系统接入后功率的有效均分；当接入非线性负载系统，通过谐波电压环补偿，实现对各次频率的谐波抑制。

技术领域

本发明涉及飞机供电系统技术领域，具体涉及一种飞机多闭环供电调节系统及供电调节方法。

背景技术

近年来，国内外越来越多的飞机使用电力代替液压、气动和机械动力，也让大量的电源转换器和电气驱动器在各类飞机上得到了广泛应用。国内外研究表明，多电、全电飞机仍是飞机未来发展的主要趋向，飞机上更多的负荷和设备都迫切需要电力来实现拖动，并保证供电的冗余性、安全性和可靠性。在多电、全电飞机发展的新形势下迫切需要供电系统的革新和发展。

但现有的飞机供电系统仍不完善，有必要研究一种高可靠性、高冗余性的供电系统模型，保证线性负载和非线性负载接入系统后的电压质量和功率均分特性，尽可能减少飞机重量，整体提升飞机供电性能。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种飞机多闭环供电调节系统，采用多个并联的逆变单元系统代替传统的单个逆变单元，增加逆变器的容量，同时取消恒速传动装置，减小飞机总重量，增加系统的冗余性。

本发明还提供了一种飞机多闭环供电调节方法，其技术方案为：在接入非线性负载系统时，采用谐波电压环补偿，降低电压谐波分量值，为供电设备提供高可靠性电压，保证功率均分。

本发明通过下述技术方案实现：所述飞机多闭环供电调节系统，包括多个并联的逆变单元系统，分别与高压直流供电系统和飞机负载控制系统连接；

所述高压直流供电系统包括发电机、控制环系统、PWM调制模块和整流器，所述发电机输出端连接PI控制器，控制环系统连接PWM调制模块，PWM调制模块连接整流器，通过整流器得到稳定的高压直流电；

逆变单元系统，包括三相全桥逆变器、双闭环控制器、LCL滤波器和SPWM调制模块，所述三相全桥逆变器、SPWM调制模块、双闭环控制器依次连接，实现SPWM调制；每个逆变单元系统通过总线连接至交流母线；所述逆变单元系统通过高压直流供电系统供电；所述LCL滤波器设置在逆变单元系统与交流母线连接的线路上，所述LCL滤波器与双闭环控制器连接。

进一步地，所述控制环系统包括第一坐标变换模块组和PI控制环，所述第一坐标变换模块组包括第一Clark变换模块、第一Park变换模块、第一Park反变换模块、第一Clark反变换模块；所述发电机的输出信号依次通过第一Clark变换模块、第一Park变换模块、第一Park反变换模块、第一Clark反变换模块后输入电流控制环；所述PI控制器连接整流器。

进一步地，所述双闭环控制器包括电压外环控制器和电流内环控制器；电压外环控制器连接有与LCL滤波器连接的第二坐标变换模块；电流内环控制器连接有与LCL滤波器连接的第三坐标变换模块；电压外环控制器还分别连接参考电压生成器和多谐振控制器；所述多谐振控制器包括多个并联的谐振模块。

本发明还提供一种飞机多闭环供电调节方法，其技术方案为：

建立由发电机和整流器组成的高压直流供电系统，其中发电机产生的变频的交流电通过整流器得到270V高压直流电；

建立由多个并联的逆变单元系统组成的供电调节系统，通过一对一连接的双闭环控制器将输入线性负载系统和/或非线性负载系统的电压调节到115V；