7.5kVA单相航空静止变流器的设计

形质量。从逆变器输入、输出特性及工作原理，可得滤波电感要满足式（9）及式（10）[3][4]。

式中：vOmax为输出电压峰值；

ω为输出电压角频率；

Igmax为电流给定信号最大值；

ton为导通时间；

ΔiLfmax为电感电流的最大脉动量。

逆变器滤波电容Cf的作用是滤除输出高频成分，其值取大一些可减小输出电压的THD，但会增大开关管及其它器件的电流容量；其值过小，输出波形的THD会增大。综合考虑，Cf应满足式（11）。

Cf(αIomax/ωVo) （11）

式中：系数α工程上取0.5左右为宜。

滞环宽度Δ太小会增加功率管的开关频率，增大开关损耗；如太大，电感电流脉动增大，输出波形变差；一般取电感电流的10％左右作为其对应的Δ值[3][4]，其最终选取须通过实际调试加以确定。

2 实验与结果

我们研制的某型号单相航空静止变流器输入、输出主要电气指标和参数如下：

三相交流（400Hz）供电，输入相电压Vin=115±11.5V；

输出电压Vo为AC 216～222V/50Hz；

额定输出功率为7.5kV·A，短时（连续2min）

最大允许输出功率为11.25kV·A；

输出电压THD5％。

DC/DC变换器如图2所示，主要电路参数如下：

输出滤波电感L1=L2=160μH；

输出滤波电容C2=C3=470μF；

开关频率fs=50kHz；

高频变压器（T1～T4）原、副边匝比为20：18；

副边输出续流管(D10和D14)采用快恢复二极管DSEI30-06A，耐压600V；

副边整流管（D9及D11～D13）采用快恢复二极管DSEI30-10A，耐压1000V；

功率开关管（Q1～Q8）采用IXFB80N50Q2，环境温度25℃时额定电流为80A，额定电压500V。

DC/AC逆变器如图4所示，主要电路参数如下：

主功率管IGBT（S1～S4）采用BSM-150GB-60DLC，额定电流150A，额定电压600V；

滤波电感（Lf的电感量为1mH；

滤波电容（Cf）的电容量为80μF。

单相航空变流器带阻性额定负载（如图5所示）时，主要实验波形如图6～图9所示。其中，图6为DC/DC变换器开关管Q1触发脉冲电压信号和输出续流二极管D10电压波形，二极管D10最大电压应力为350V（考虑关断电压尖峰）；图7为逆变器二桥臂间的调制电压波形和输出电压波形；图8为逆变器输出滤波电感Lf的电流波形，滤波电感电流的脉动量由滞环宽度决定；变流器额定负载时输出电压波形的THD=0.533％，输出电压波形各次谐波分析如图9所示。

3 结语

采用新颖双管正激组合变换器作为三态滞环控制电流型逆变器的直流输入前级，而研制的某型号7.5kV·A静止变流器具有如下特点：

1）直流变换器功率器件电压电流应力小、可靠性高；

2）直流变换器和逆变器均采用电压、电流双环控制，均具有内部限流功能,整机效率不低于89％；

3）输出电压波形质量好，THD0.6％。