多电飞机不同ATRU带恒功率负载稳定性对比
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多电飞机电力系统24脉波整流机组变压器的建模与仿真摘要——这篇文章提出了用于飞机电力系统的一种研究三相24脉波变压整流单元(TRU),其中四个三相系统分别为(15º,30º,45º,60º)。
相位变化是通过传统人字形配置的变压器互连得到的。
使用simulink(SimPowerSystems)对系统建模进行了仿真。
给出了仿真结果并与12脉波变压器整流器单元的性能进行了对比。
一介绍多脉波整流器越来越多地被使用在应用程序质量规范要求更高的大功率电动飞机(MEA),特别是低输入谐波方面。
最普遍的12和24脉波TRU系统能满足RTCA标准。
此外,多脉冲整流器,可以提供高功率因数,并可降低无用功率。
当使用12脉波整流器时, 通常会增加无源或有源过滤器以减少输入线电流THD到一个可接受的水平。
额外的体积和重量带来的过滤系统会平衡掉它所具有优势。
但是,24脉波整流器可以满足谐波的需求,没有额外的过滤器,,所以他们的体积和重量可以比组合12脉波过滤器和转换器的小。
本文提出了一个将3相24脉波变压整流单元(TRU)用于多电飞机电力系统的研究方案。
四个三相次级为15º,30º,45º,60º相移通过常规变压器的交错配置互连。
在simulink下SimPowerSystems对三相变压器进行了建模。
提出和讨论了不同负载条件下的仿真结果。
随后与等效的12脉波系统进行了对比。
二12脉波和24脉波TRU的描述多脉波整流器使用各种脉冲乘法来产生所需的脉冲数字输入电流和输出电压。
在多绕组变压器、自耦变压器或结合三相和单相变压器中电磁设备需要创建同的阶段转变。
然后将线圈连接在一起,使用特定的配置来获取所需的配置。
A 12脉波TRU图1显示了一个使用输入三相变压器和两个单位转换比率、Y和∆型连接的次级的所构成的12脉波TRU的框图。
图1 12脉波TRU框图两个三相输出电压系统有相同的振幅以及30º的相移。
多电飞机飞行控制系统可靠性分析研究了采用“2H/2E”(两套液压源/两套电源)双体系结构作动系统的多电飞行控制系统可靠性分析。
应用可靠性框图的方法对飞机的作动系统、飞控计算机、三轴控制系统进行了可靠性分析。
在此基础上继而计算出飞控系统的可靠性,计算得出的可靠性符合安全性要求。
标签:2H/2E;可靠性框图;作动系统;飞行控制系统1 绪论从20世纪80年代以来,电传操纵系统获得了极大发展,空客A320飞机采用的是带有机械备份的数字式电传操纵系统。
该系统采用五套数字计算机,而每套计算机中又有两个非相似的处理器。
综合飞控系统重量和可靠性等方面的考虑,在研究飞行控制系统可靠性时,拟采用四余度非相似数字电传飞控系统。
2 系统可靠性分析2.1 液压伺服作动器(SHA)可靠性框图模型根据液压伺服作动的系统原理图,双通道的液压伺服作动器SHA属于双余度作动系统,可靠性框图属于并联形式,两个伺服控制器并联,两个电磁阀并联,伺服控制器、电磁阀与液压缸组成串联模式。
2.2 电动静液作动器(EHA)可靠性框圖模型根据电动静液作动器的系统原理图,双通道的电动静液作动器EHA可靠性框图属于并联形式,两个电机泵并联,两个蓄能器并联,两个单向阀并联,两个旁通阀并联,电机泵、蓄能器、单向阀、旁通阀与液压缸组成串联模式。
2.3 作动系统可靠性计算作动系统元部件的故障率(表1)。
单通道SHA的故障率为λSHA=8.2×10-4/h。
单通道EHA的可靠度为λEHA=3.7×10-5/h。
2.4 飞行控制计算机FCC可靠性分析每个主飞行计算机从四余度的ARINC629总线上接收信息,并完成控制律及余度管理的计算。
每套主飞行计算机又包含有4条非相似数字计算机处理器通道。
正常情况下,其中一个通道输出作为备份,其余三个由多数表决来决定输出。
一旦当前三个通道检测出一个故障通道后,该通道立即被断开,由备用通道代替。
3 飞机三轴控制系统可靠性分析3.1 滚转结构控制系统可靠性分析滚转控制是由飞机机翼上的扰流板和副翼完成,所以滚转控制系统的可靠性取决于扰流板以及副翼的可靠性。
风电机组运行稳定性分析摘要:风电场风电机组的运行稳定受多重因素影响,回路保护是否有效、维修调试是否专业、风电机组安全等级是否合规等,都会影响其运行稳定性。
风电机组安全性是影响其稳定性的最核心指标,本文对风电机组安全运行稳定性提升的策略,进行了分析。
关键词:风电机组;运行稳定性;影响因素;0引言稳定性是确保系统安全的关键,风电机组的稳定运行需要满足动态特性要求,且拥有一定的抗干扰能力。
稳定性提升,能确保风电机组运行过程中动态效应效率提高,减少由此引发的设备故障,例如参数设置科学与否、荷载水平合规与否,都会对机组构件疲劳度产生影响,并影响系统稳定性。
1风电机组的概念根据组网类型差异,可将风电机组分为变速恒频风力发电机组和恒速恒频风力发电机组两种。
恒速恒频风力发电机组起步早且技术成熟,风电技术发展初期该系统被大量投产使用,其对风力要求较高,需保持转速与风速水平相协调,该系统风能利用效率相对不足。
随着现代技术的发展,大容量电子电路技术不断革新,变速恒频风电机组的出现使风能使用效率显著提升,并逐步取代了恒速恒频风电机组成为风电系统的核心。
变速恒频发电机组的核心在于变频装置,通过对风速水平的识别进行转速调整,从而增加了对风能的利用率。
现阶段,大型风电场应用的变速恒频机组包括多极永磁直驱式风力发电机组和多级齿轮箱双馈感应风力发电机组,前者未配备齿轮箱减少了二次传导导致的设备故障,使传动效率显著提升,但对变频器的质量要求较高。
整体而言,相比于恒速恒频机组,变速恒频机组的灵活性更高,风能利用率更好,系统稳定性更佳且操作更便捷。
2影响风电机组运行稳定性的因素2.1绝缘性能风电设备绝缘性会影响风电机组运行稳定性,系统线路间绝缘性能差,风电机组长期运行的过程中线路易被击穿,热击穿、化学击穿作用对设备安全产生损害,同时威胁风电机组的正常运行。
绝缘性能不佳,绝缘性能不好,电压比超过临界值,发电机组会直接损坏,增加经济负担,影响系统运行,并增加火灾风险。
不同型号飞机的安全运行特性比较飞机作为人类最伟大的创举之一,关系到人类的安全和发展。
而不同型号的飞机安全运行特性的比较,更是一个令人担忧和重视的问题。
下面,本文将就此展开探讨。
一、运行速度比较在同一高度下,飞机的运行速度直接关系到其在空气中的机动性能和升力系数。
而不同型号的飞机,由于其重量、机型和强度的不同,其运行速度也有着显著的差别。
举例来说,空客A320和波音747这两种飞机,前者的在巡航状态下的最大速度为828公里每小时,后者的则为917公里每小时。
虽然两种飞机的速度差异不是很大,但是在空气动力学等方面的差异,会导致两种飞机在驾驶技能上的相应差异。
这也直接影响到飞机的安全性和飞行的舒适性。
二、起降时刹车效果比较飞机在起降过程中,刹车效果的良好与否直接关系到安全性和责任分摊。
对于不同型号的飞机而言,其制动系统的设计和功能也存在明显差异。
例如,Cessna 172的起降距离相对较短,其刹车效果也相对不强。
而波音747的起降距离相对更长,其刹车处理和效果也更加稳定和优秀。
此外,在飞机起降过程中,机组人员对飞机的稳定性和刹车效果的处理能力也直接影响到飞机的安全运行。
因此,在机组人员的培训和训练上,也需要与不同型号的飞机相应的适配和优化。
三、飞机高空逆风性能比较空气动力学是飞机安全运行的重要考虑因素之一。
在高空中,飞机的逆风性能也是机组人员和航空公司面临的挑战之一。
例如,Cessna 172的逆风性能较低,其应对气象极端情况的能力明显不如波音747的强大。
在飞机高空逆风运行时,机组人员对气象变化的敏感度以及对飞机相关系统的把控能力,也直接影响到飞机在高空中的安全性和舒适性。
四、飞机的机动性比较作为现代飞机的核心特性之一,机动性直接影响着飞行的执行效果和舒适性。
在不同型号的飞机中,其机动性表现也存在着差异。
例如,容易机动的飞机,速度快,但是转为负载和安全性强需要一定的技巧。
而难以机动的飞机,速度比较稳定,但是在紧急情况下的偏航卷曲能力相对差强人意。
第47卷第10 期:3441-3451 2021年10月31曰高电压技术Hig h Voltage EngineeringVol.47, No. 10: 3441-3451October 31, 2021D O I:10.13336/j. 1003-6520.hve.20210858基于交流恒功率负载特性的交直流混合微电网系统大信号稳定性判据刘欣博,刘宁,宋晓通,孙晓溪(北方工业大学电气与控制工程学院,北京100144)摘要:交直流混合微电网系统中,大量电动机负载和变换器负载由受闭环控制的电力电子设备连接交流母线,具有负阻抗特性,可视为交流恒功率负载。
这些负载在大扰动情况下类似正反馈,会增强扰动信号,降低系统稳 定性,严重时甚至导致整个微电网系统无法正常工作。
另一方面,储能单元是系统的惯性环节,合理控制可增强 系统稳定性。
为了保障并网运行的交直流混合微电网系统大信号稳定性,文中应用混合势函数方法提出储能单元 互联变流器稳定控制策略,补偿交流恒功率负载的动态性能。
首先,根据abc-办坐标变换,分别得至i j交直流混合 微电网系统在储能单元充放电状态的简化模型;接着,分别建立系统的混合势函数模型;最后应用第3稳定性定 理,分别推导得到储能单元不同工作模式下的大信号稳定性判据。
判据给出了滤波参数、交流恒功率负载功率、储能单元充放电功率、储能单元A C/D C变流器电流内环比例环节系数、电压外环比例环节系数的稳定限制条件。
实验结果验证了所提大信号稳定性判据的正确性。
关键词:交流恒功率负载;储能单元A C/D C变流器;混合势函数;大信号稳定性;交直流混合微电网Large-signal Stability Criteria of AC/DC Hybrid Microgrid Based on AC ConstantPower LoadsLIU Xinbo,LIU Ning,SONG Xiaotong,SUN Xiaoxi(School of Electrical an d Control Engineering, North China University of Technology, Beijing 100144, China)A b s tract:In the A C/D C hybrid microgrid system, a large n u m b e r of m o tor loads a nd converter loads are connected to theA C bus by closed-loop controlled p o w e r electronic devices. These loads have negative im p e d a n c e characteristics a nd canbe regarded as A C constant p o w e r loads, similar to those under large disturbances. Positive feedback will enhance disturbance signals, reduce the stability of the system, a nd even cause the entire microgrid system to fail to w o r k normally in severe cases. O n the other hand, the energy storage unit is the inertial link of the system, a nd reasonable control can e nhance the stability of the system. In order to ensure the large-signal stability of the grid-connected A C/D C hybrid microgrid system, the hybrid potential function m e t h o d is applied to propose a stable control strategy for the energy storage unit interconnected converter to compensate for the d y n a m i c performance of the A C constant p o w e r load. First, according to the dibc-dq coordinate transformation, a simplified m o d e l of the charging a nd discharging state o f the A C/D C hybrid microgrid system in the energy storage unit is obtained; then,a m i x e d potential function m o d e l of the system is established respectively; finally, the third stability theorem is applied to derive the obtained Large-signal stability criterion under different w o r k i n g m o d e s of energy storage unit. T h e criterion gives the stability limiting conditions o f filter p a r a meters, A C constant p o w e r load power, energy storage unit charging and discharging power, energy storage unit A C/D C converter current inner loop proportional link coefficient, and voltage outer loop proportional link coefficient. Experimental results verify the correctness of the proposed large-signal stability criterion.K e y w o r d s:A C constant p o w e r loads (A C CPLs); energy storage unit converters; m i x e d potential function; large signal stability; A C/D C hybrid microgrid基金资助项目.•北京市教委项目(KM201910009010)。
通用飞机电气负载和电源容量分析电气负载和电源容量分析是飞机电气系统设计中不可缺少的重要环节。
电源系统应满足全机用电设备的容量要求。
电源系统的容量是否合适,将影响到电气系统运行的可靠性和经济性。
分析所有用电设备在飞机各种工作状态下的供电要求,并综合供电与用电两者的供求情况,实现电源容量和电气负载的合理配置。
标签:飞机;电气负载;电源容量;设计;用电设备一、概述电气负载和电源容量分析是飞机电源系统设计的基础工作,电源容量的确定、电源形式的选择均应在此基础上进行。
电气负载分析的内容是将各个独立的电气系统或各类电源所供电的那些负载,按照其在飞机飞行任务的各个阶段的用电情况进行统计计算,以确定该系统在飞机各飞行阶段的用电要求。
在电气负载分析的基础上,找出连续负载量最大的状态,以此为准初选主发电机,然后进行电源容量分析。
电源容量分析的目的是根据电气负载分析和电源在各种加载状态下的供电能力,考虑适当的容量裕度和瞬态要求,验证主电源和应急电源的容量是否符合设计规范,能否满足机载用电设备的供电要求。
二、电气负载和电源容量分析的内容和目的通用飞机需按CCAR-23-R3《正常类、实用类、特技类和通勤类飞机适航规定》和CCAR-91-R2《一般运行和飞行规则》进行设计和研制,并按照适航要求进行过程控制管理。
在对所有机载设备的用电情况进行统计的基础上,应用GJB860A的分析方法,计算出飞机后在不同工作阶段、不同时间区间的电气总负载及在不同区间的电源容量裕度,为飞机电源系统设计提供依据。
三、负载统计负载统计是对用电设备在飞机所有工作阶段的用电情况的统计,其中包括设备名称及型号及同时工作数量、用电种类、单台用电量、工作阶段及工作时间等。
1、工作阶段及代号名词解释飞机用电设备的负载情况通常随飞机的不同工作状态而改变。
飞机的工作状态是指该飞机的典型工作状态,即理论上预定的正常情况下工作(包括空中飞行和地面工作)的状态。
根据飞机的工作情况,一般工作阶段分为准备与起动、地面检查、滑行、起飞爬高、巡航、下滑着陆六个工作阶段。