CY2701ASC-540功率變換組件電路的結構如圖9-3所示,主要包括三部分:二極管D1~D6構成的三相全橋整流器;電容C組成的直流濾波器;大功率晶體管T1~T6組成的逆變器。電阻R和大功率晶體管T為直流母線保護電路,在直流母線上還設有電壓電流檢測環節,用于檢測電源系統的故障及保護功率變換元件。

圖9-3 功率變換組件結構圖

功率變換組件的輸人為發電機輸出的三相變頻交流電,經過三相橋式整流電路變為直流電壓(約270V)。電容C起濾波作用,以減小直流電壓的脈動,一般為多個大電容并聯,這里用一個電容等效。直流電壓經過逆變器轉換為三相恒頻交流電(400Hz,115/200V)。逆變器一般采用脈寬調制(PWM)方式控制,通常是按最優PWM方式控制逆變器。其選擇原則是盡量減小低次諧波,提高基波含量,因為調制頻率與開關點的選擇、逆變器損耗、輸出波形失真度和濾波器重量等密切相關。

圖9-4所示為一種典型的最優PWM調制波形,可以采用指定諧波消除的方法來計算開關元件的開關時刻,一般消除3、5、7、9、11等低次諧波(具體推導見參考文獻[4])。

圖9-4 典型最優PWM波形

開關頻率的提高雖有利于減小諧波,但會加大開關損耗,實際中很難做到完全消除低次諧波,不過可以使其幅值變得很小,基本可以忽略,這樣在選擇輸出濾波器時可提高諧振頻率,以減小濾波器的體積和重量。

輸出組件的原理電路如圖9-5所示。其中L、C為濾波器,以消除逆變器輸出電壓中的高頻成分。B為中點形成變壓器,由于逆變器輸出沒有中線,不能實現三相四線制供電,而飛機電網要求有中線,因此增設這一變壓器。這是一個三相自耦變壓器,在負載對稱時,此變壓器中只有磁化電流,負載不對稱時,才流過不平衡電流。EM為電壓、電流測量元件,檢測量包括三相平均電壓、峰值電壓、三相平均電流、峰值電流等,供調壓、控制及保護用,檢測方式與恒速恒頻電源系統相同,這里不再敘述。

圖9-5 輸出組件電路結構

發電機/變換器控制組件(GCCU),變速恒頻電源的控制由發電機/變換器控制組件(GCCU)完成,該組件用于實現電源系統的調壓、控制、保護、故障存儲及自檢等功能,一般均采用由微處理器組成的智能控制器,電路結構框圖見圖9-2,包括電源模塊、調壓器、逆變器驅動電路及控制與保護四部分。

電源模塊的作用是為GCCU組件提供所需要的穩定的直流電源。電源模塊的輸入為永磁發電機輸出的三相交流電壓,由于變速恒頻電源由發動機直接通過增速齒輪箱傳動,其輸出也是一變頻的三相交流電,所以需要整流、濾波及斬波,以形成不同的直流電壓,作為調壓器、控制保護器、逆變器驅動電路的工作電源。

波音737-300飛機的變速恒頻電源系統中C￡CU的電源模塊包括+25V、±15V、+5V四路直流電壓輸出和一個電源控制器。電源控制器的作用是在發動機啟動時,當轉速沒有達到電源工作的最低轉速時禁止GCCU投人工作,實際上是監測交流副勵磁機輸出電壓的高低,其電路原理和前面恒速恒頻電源中的電壓檢測電路一樣,這里不再敘述。這里給出了十25V直流電源的原理電路,如圖9―6所示。這是一個利用PWM斬波方式控制的DC/DC變換器,副勵磁發電機輸出的變頻交流電經過整流、濾波環節變為直流,經過DC/r)c變換器形成穩定的十25V直流電,用以給交流勵磁發電機的勵磁線圈供電±15V電源供主電.

深圳市唯有度科技有限公司http://wydkj.51dzw.com/