多電飛機是飛機發展的趨勢，由于增加了發電機在伺服和調速中的應用，這樣將需要從幾千瓦到幾百千瓦的高功率密度的發電機和電驅動裝置。電驅動裝置一般都具有整流環節，將主電源變換為直流電，然后經驅動器帶載直流發電機或者交流發電機。整流電氣元件本身及其負載的非線性，會導致機載交流電源出現大量諧波，污染網側電源，降低電源的功率因數，影響電氣設備性能。

目前，恒速恒頻發電機是現代飛機主電源系統的主流構型，其他形式的電能多由115V/400Hz主電源經電源變換得來。傳統的電力變換裝置采用三相不控整流橋，將交流電整流為直流，此種方式利用二極管的單相導電性進行電壓自然換向，實現起來簡單方便，可靠性高，但電源利用率低，且會在交流輸入端產生大量的諧波，諧波含量達30%以上，嚴重影響電網電能質量。

在多非線性負載同時工作的情況下，該型整流器基本不具備實際應用價值。目前，在B787，A380等機種應用較為先進的脈沖變壓整流器（一般為18脈及更高次脈沖變壓整流器），可大大抑制整流器對交流網側的諧波干擾。該型脈沖變壓整流器采用純模擬電路實現，不需要儲能裝置，可靠性高，若脈沖次數越多，則諧波抑制效果越好。

相應地，變壓器電磁設計難度越大，整流管個數越多，整個整流器結構越復雜，且變壓器一經繞制，變比就是確定的，其直流輸出不具備調節功能，適用面窄，靈活性差，在需要進行直流輸出電壓提升時，需額外增加DC/DC變換單元。另外，發電機電壓波動會直接傳遞到整流器后級，疊加到直流輸出，影響電源系統整體性能。

本文針對某AC-DC-AC型電力變換器的前級整流環節，采用不控整流橋，針對將115V/400Hz輸入變換為270V直流電，經逆變橋后帶載感應發電機工作時對交流電網產生嚴重諧波污染、功率因數較低的問題，展開改進方案研究，提出了一種新型高功率因數可控升壓整流器，并結合整個系統進行建模仿真。

通過對比不控整流橋，從仿真層面驗證了采用改型可控升壓整流器對交流網側諧波干擾較小，功率因數高，具有一定的通用性等方面的優越性。

圖1 可控升壓整流器拓撲結構

圖7 可控升壓整流器仿真模型

結論

本文針對航空電力變換器采用不控整流橋帶來輸入側諧波污染的問題，開展了改進研究，提出了一種航空用高功率因數可控升壓整流器。在Matlab/ Simulink環境下對采用可控升壓整流器的AC-DC- AC型電力變換裝置帶載感應發電機進行系統建模仿真，驗證了在AC-DC-AC的整流環節采用可控整流器，相較于不控整流，網側電壓、電流諧波減小明顯，功率因數明顯提高，對未來多電飛機用航空整流器設計具有很好的指導意義。