基于Saber模型的6脉冲整流负载对飞机电源品质仿真分析

孙善民

【摘 要】本文给出了基于Saber模型的6脉冲整流负载对飞机电源品质仿真分析，表明了飞机用电设备可能会引起飞机电网电压波形畸变，设备供应商需要对电流畸变进行限制。

【关键词】民用飞机；供电系统；变频交流发电机；畸变；调压点

【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，新型民用飞机供电系统多采用115/200V、360-800Hz宽变频交流供电体制，在飞机电网调压点（POR）处的电压波形的总失真度是波形的固有失真和失真的负载电流对电压的影响的综合结果，由于使用带有输入电源整流器的负载的数量较多，电源电抗也会更大，电设备产生的一些非正弦波电流可能会严重影响其输入交流电压波形畸变。为了避免供电电压波形超出规定，需要对用电设备的输入电流畸变进行限制。

1 Saber仿真模型建立

考虑到6脉冲整流负载对飞机电源品质的影响，6脉冲整流负载对飞机电源品质仿真分析下面将对进行saber仿真和分析。

仿真试验采用变频发电机（VFG）、发电机控制器（GCU）、接触器（GC），6脉冲整流性负载Saber模型，该仿真模型也考虑了发电机主馈线电阻和电感影响因素。

设置Saber模型馈线阻抗中的正序/负序阻抗为0.0118Ω+6.29μH，零序阻抗为0.0459Ω+30.25μH。在发电机接触器输出端施加了的模拟负载（pf=1.0、0.02kVA）和6脉冲整流性负载（整流器输出端接有1000uF电容和2.26欧姆电阻），仿真模型原理框图如图1所示，仿真时长设置为1s，其中0.4s时接通发电机接触器，发电机进行供电。

2 仿真结果及分析

设置发电机仿真频率点分别为360Hz、400Hz、 600Hz，700Hz和800Hz，对VFG输出电压进行仿真，给出了6脉冲整流负载对飞机电网所反映出的电能品质参数特性。

2.1 115V/360Hz条件下仿真

整流器电阻的直流电流平均值约为114.35A，直流电压平均值约为258.43V，总容量约为30kW。调压点A相电压波形见图2，A相50次以内谐波见图3。

2.2 115V/400Hz条件下仿真

整流器电阻的直流电流平均值约为114.19A，直流电压平均值约为258.07V，总容量约为30kW。调压点A相电压波形见图4，A相50次以内谐波见图5。

2.3 115V/600Hz条件下仿真

整流器电阻的直流电流平均值约为113.51A，直流电压平均值约为256.54V，总容量约为30kW。调压点A相电压波形见图6，A相50次以内谐波见图7。

2.4 115V/700Hz条件下仿真

整流器电阻的直流电流平均值约为113.22A，直流电压平均值约为255.89V，总容量约为30kW。调压点A相电压波形见图8，A相50次以内谐波见图9。

2.5 115V/800Hz条件下仿真

整流器电阻的直流电流平均值约为113A，直流电压平均值约为255.39V，总容量约为30kW。调压点A相电压波形见图10，A相50次以内谐波见图11。

上述飞机电网总谐波失真数据见表1，仿真表明6脉冲整流负载可以引起飞机电网的电压波形畸变，仿真电源频率越高，飞机电网的电压波形畸变越严重，对飞机电网造成了污染，影响了飞机电网的电能品质。

3 结语

在飞机研制初级阶段，需要对用电设备的输入电流畸变进行限制，避免对飞机电网的污染，提高飞机电网的电能品质。

【参考文献】

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

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