基于Saber模型的6脈沖整流負載對飛機電源品質仿真分析

孫善民

【摘 要】本文給出了基于Saber模型的6脈沖整流負載對飛機電源品質仿真分析，表明了飛機用電設備可能會引起飛機電網電壓波形畸變，設備供應商需要對電流畸變進行限制。

【關鍵詞】民用飛機；供電系統；變頻交流發電機；畸變；調壓點

【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，新型民用飛機供電系統多采用115/200V、360-800Hz寬變頻交流供電體制，在飛機電網調壓點（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載電流對電壓的影響的綜合結果，由于使用帶有輸入電源整流器的負載的數量較多，電源電抗也會更大，電設備產生的一些非正弦波電流可能會嚴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定，需要對用電設備的輸入電流畸變進行限制。

1 Saber仿真模型建立

考慮到6脈沖整流負載對飛機電源品質的影響，6脈沖整流負載對飛機電源品質仿真分析下面將對進行saber仿真和分析。

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

設置Saber模型饋線阻抗中的正序/負序阻抗為0.0118Ω+6.29μH，零序阻抗為0.0459Ω+30.25μH。在發電機接觸器輸出端施加了的模擬負載（pf=1.0、0.02kVA）和6脈沖整流性負載（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，仿真時長設置為1s，其中0.4s時接通發電機接觸器，發電機進行供電。

2 仿真結果及分析

設置發電機仿真頻率點分別為360Hz、400Hz、 600Hz，700Hz和800Hz，對VFG輸出電壓進行仿真，給出了6脈沖整流負載對飛機電網所反映出的電能品質參數特性。

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，總容量約為30kW。調壓點A相電壓波形見圖2，A相50次以內諧波見圖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，總容量約為30kW。調壓點A相電壓波形見圖4，A相50次以內諧波見圖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，總容量約為30kW。調壓點A相電壓波形見圖6，A相50次以內諧波見圖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，總容量約為30kW。調壓點A相電壓波形見圖8，A相50次以內諧波見圖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，總容量約為30kW。調壓點A相電壓波形見圖10，A相50次以內諧波見圖11。

上述飛機電網總諧波失真數據見表1，仿真表明6脈沖整流負載可以引起飛機電網的電壓波形畸變，仿真電源頻率越高，飛機電網的電壓波形畸變越嚴重，對飛機電網造成了污染，影響了飛機電網的電能品質。

3 結語

在飛機研制初級階段，需要對用電設備的輸入電流畸變進行限制，避免對飛機電網的污染，提高飛機電網的電能品質。

【參考文獻】

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

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