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中频航空地面静变电源作为第二代航空地面电源，专为民航飞机、军用飞机在地面维修保养、起动及机载设备维护时提供高质量的400Hz/115V电压。随着功率半导体技术以及现代电力电子技术的飞速发展，电气性能优异、低电磁干扰、轻量化已成为其主流发展趋势。但由于其输出电压频率远高于工频电源，在设计过程中存在带不对称负载以及整流性负载输出电压波形质量低的问题。针对这些问题，本文对T型三电平逆变器展开研究与设计，提出一种二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator，SOGI)与Park变换结合的单相控制方法应用于带三相不对称负载。通过仿真与实验验证了研究的可行性。同时，针对桥载设备代替飞机辅助发动机为靠岸飞机供电时耗电量大的问题，提出一种基于交流电网和直流微电网混合供电的方案，用以提升机场可再生能源的使用率。
首先，分析T型三电平逆变器的工作原理、换流方式，推导在abc坐标系和dq坐标系下的数学模型，并详细说明正弦波脉宽调制策略以及空间矢量脉宽调制策略，包括大小扇区判断、基本矢量作用时间计算以及七段式发波状态分配等环节的具体实施步骤。
在控制策略方面，先介绍三相逆变器的双闭环电压电流比例积分(Proportional Integral，PI)控制控制策略，并对dq轴电压分量的耦合关系与解耦方式做了详细推导。针对单相逆变器无法使用坐标变换进行无静差PI控制的问题，同时为适应三相不对称负载，依托分裂电容式三相逆变器提出一种基于SOGI与Park变换的单相双闭环控制策略，具体阐释了新型控制策略的原理与控制流程。并通过分析整流性负载的谐波特性引入基于重复控制以及比例谐振控制的谐波抑制技术。
最后，研制了一台8kVA的中频航空地面电源实验样机，详细介绍了样机的整体结构和软硬件设计方法。硬件设计包括母线电容选型、LC滤波器参数计算以及控制电路等。软件设计包括软件整体结构、基于SOGI与Park变换的PI双环解耦控制算法以及重复控制算法。针对带三相不对称负载与整流性负载两个问题进行仿真与实验，通过实验波形与THD分析验证上述方法的适用性，三种工况下带不对称负载的电压不平衡度均小于0.1％。实验样机在带不对称负载时控制器采用基于SOGI与Park变换的控制策略，在带整流性负载时控制器切换为重复控制。
首先，分析T型三电平逆变器的工作原理、换流方式，推导在abc坐标系和dq坐标系下的数学模型，并详细说明正弦波脉宽调制策略以及空间矢量脉宽调制策略，包括大小扇区判断、基本矢量作用时间计算以及七段式发波状态分配等环节的具体实施步骤。
在控制策略方面，先介绍三相逆变器的双闭环电压电流比例积分(Proportional Integral，PI)控制控制策略，并对dq轴电压分量的耦合关系与解耦方式做了详细推导。针对单相逆变器无法使用坐标变换进行无静差PI控制的问题，同时为适应三相不对称负载，依托分裂电容式三相逆变器提出一种基于SOGI与Park变换的单相双闭环控制策略，具体阐释了新型控制策略的原理与控制流程。并通过分析整流性负载的谐波特性引入基于重复控制以及比例谐振控制的谐波抑制技术。
最后，研制了一台8kVA的中频航空地面电源实验样机，详细介绍了样机的整体结构和软硬件设计方法。硬件设计包括母线电容选型、LC滤波器参数计算以及控制电路等。软件设计包括软件整体结构、基于SOGI与Park变换的PI双环解耦控制算法以及重复控制算法。针对带三相不对称负载与整流性负载两个问题进行仿真与实验，通过实验波形与THD分析验证上述方法的适用性，三种工况下带不对称负载的电压不平衡度均小于0.1％。实验样机在带不对称负载时控制器采用基于SOGI与Park变换的控制策略，在带整流性负载时控制器切换为重复控制。