飞机机载三相电源研究与设计-学位论文.doc

本科毕业设计（论文）

飞机机载三相电源研究与设计

二〇一一年六月

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

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1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
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3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师： （签名） 单位： （盖章）
年 月 日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
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二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
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2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
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3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
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西南科技大学本科生毕业论文 V
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
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3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
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2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
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三、论文（设计）水平
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2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？
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3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
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评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）
年 月 日
教学系意见：
系主任： （签名）
年 月 日

飞机机载三相电源研究与设计

摘要：本文主要是介绍飞机机载三相电源的工作原理,之后给出其设计过程。飞机的机载三相电源设计过程就是完成一个把发电机产生的交流电，变成直流再变成交流的过程。其实现过程实质就是整流，滤波和逆变过程。其中的过程还要涉及到EMI滤波，有源单相功率因数校正电路，输出的无源滤波电路。在整流滤波电路中，通过三个有源单相功率校正电路实现三相的功率因数校正。三相交流电经过EMI（Electro Magnetic Interference）滤波器滤波后，由整流桥模块整流，再经过电容滤波，再加至IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）构成的桥式逆变电路里，该直流高压电经过逆变电路的逆变，变为脉宽为正弦波规律变化的高频脉冲波，再经由输出滤波器滤掉高频谐波，得到中频正弦波，最后由变压器隔离、变压后提供给负载。SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）脉冲由主控制电路产生并根据输出反馈的电压和电流来改变脉冲波的宽度，从而保证输出的电压稳定，从而确保负责正常工作。

关键词：三相电源； 整流； 滤波； APFC（Active Power Factor Correction）； 正选 脉宽调制

Airborne Research and Design of three-phase power

Abstract：This article is to introduce the aircraft airborne and three-phase power design of the working principle. Airborne aircraft to complete a three-phase power is generated by the AC generator into DC and then into the process of communication. In this process, we need to use power electronics, power semiconductor devices used to complete the rectification, filtering, inversion process. The process which also involves the EMI filter, active single-phase power factor correction circuit, the output of the passive filter circuit. In the rectifier filter circuit, we need three active single phase PFC circuit three-phase power factor correction. After a three-phase AC EMI filters filtered, rectified by the rectifier bridge module, and then through the filter capacitor, coupled to form the bridge IGBT inverter circuit, the DC high voltage through the inverter circuit of the inverter, pulse width becomes rule changes for the high frequency sine wave pulse, and then through the output filter to filter out high frequency harmonics are sine wave frequency, and finally isolated by a transformer, transformer to the load after. SPWM pulse generated by the main control circuit, and according to the output voltage and current feedback to change the pulse width of the output voltage to ensure stability, so that the normal work load. PWM waveform control here for the SA4828.

Key words: three-phase power; rectifier; filter; APFC; SPWM

目录

第1章　绪论 1
1.1 研究机载三相电源的意义 1
1.2恒速恒频交流电源和变速恒频交流电源 1
1.3 飞机电源系统的基本参数 3
1.4 三相电源的介绍 4
1.5 采用IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的正弦波中频逆变电源 5
1.6本文的主要内容 7
第2章　电流变换电路主要部分的工作原理 8
2.1 三相电压变换电路的工作原理 8
2.2 整流电路的工作原理 9
2.2.1单相桥式整流电路的工作原理 9
2.2.2 三相桥式全控整流电路 11
2.3 整流电路的谐波分析和功率因数 14
2.3.1 谐波和功率因数分析的基础 14
2.3.2 功率因数校正 16
2.4 逆变电路的工作原理 18
2.4.1 逆变器的PWM控制技术 19
2.4.2 PWM控制的基本原理 21
2.4.3 PWM逆变电路的控制方式 22
2.4.4 PWM的主要参数 24
2.4.5 三相桥式SPWM逆变电路的工作原理 25
2.4.6 SPWM波的生成方法 26
第3章　机载三相电源的软硬件组成 28
3.1 整个电源的基本结构 28
3.2 AC/DC转换电路 29
3.2.1 EMI抑制滤波电路 29
3.2.2 具有PFC的桥式整流电路 31
3.3 DC/AC逆变电路 35
3.3.1 正弦三相脉冲调制波发生器SA4828的功能及应用 36
3.3.2 控制电路的软件设计 39
3.4 输出滤波电路 39
第4章　仿真结果与分析 41
结论 44
致谢 45
参考文献 46

西南科技大学本科生毕业论文
第1章　绪论

现在飞机技术水平在飞速发展和提高，为了完成复杂的飞行任务并保持飞行安全，需要大量先进机载设备的支持。在飞机上，飞机发动机是机械能源，称为一次能源；向机载设备提供的能源称为二次能源。而二次能源主要就是电能。
为保证在各种情况下，需要工作的各种机载用电设备都可以获得电能，飞机电源系统由主电源、辅助电源、应急电源、二次电源及外部电源供电插座等系统与设备组成。
飞机的主电源是飞机正常工作状态时，为各种机载用电设备提供电能的系统，一般都是由飞机发动机直接或间接传动的发电系统。本文所研究的机载三相电源就是属于飞机上的主电源。
现在的飞机机载三相电源主要分为两类：一是恒速恒频交流电源，二是变速恒频交流电源。
1.1 研究机载三相电源的意义
电源供电设备是一种非常常用的，应用面广的电子设备。在现代这个电的世界里是无处不在的，在通讯通信中、在电子仪器中、计算机控制中、自动化控制中、电气工程中、国防项目中等都需要使用各种各样的电源，在日常生活中，电源更是应用广泛，无处不在。随着现代科学技术和人类的进步发展，人们对电源的要求越来越高。
本文中所研究的电源就是运用电力电子技术，变频技术，专门为航空飞机和电子设备设计制造的400Hz的中频电源。这种电源在飞机上主用用于以下几个用途：
① 客机的厨房用电、电热防冰类负载。
② 飞机上的计算机、显示器、传感器、控制器等。
③ 电动油泵、电动机、电磁活门等。
④ 舱内照明、航空灯、找路灯等。
因为飞机在飞行的过程中，需要很高的安全性和可靠性，所以飞机的用电设备对电源输出的电压波形要求比较严格。要求包括以下几点：
① 输出电压稳定，输出频率稳定，输出正弦波失真度小，对设备的电磁干扰小，转换效率高。
② 体积小，重量轻，结构简单，维护方便，使用可靠。
1.2恒速恒频交流电源和变速恒频交流电源
1946年，美国发明恒速传动装置（CSD），开辟了航空恒速恒频交流电源的时代。目前飞机恒速恒频交流电的额定频率为400Hz、电压为115V/200V。飞机交流发电机通过恒速传动装置由航空发电机传动。恒速传动装置将变化的航空发动机转速变为恒定的转速来传动交流发电机，所以发电机能输出400Hz交流电。
几十年来，恒速恒频（CSCF）交流电源经历了四个发展阶段。20世纪50年代为第一阶段，采用差动液压恒速传动装置、有刷交流发电机和电磁机械式调节保护器。60年代为第二阶段，采用齿轮差动液压恒速传动装置、无刷交流发电机和电磁式控制保护器。70年代后进入第三个阶段，发展了组合传动发电机，其特点是：恒速传动装置和发电机一体化设计，减少了零部件，紧凑了结构；发电机采用喷油冷却，铁芯采用高性能软磁材料，转速可升高到12000r/min或24000r/min。这样，电源的功率重量比显著增大，过载能力增强，可靠性进一步提高。80年代进入第四个阶段，交流电源设计思想由以降低重量为主转为提高维修性和降低全周期费用为主，于是电脑和单片机构成的控制器居主导地位，标准化、模块化、智能化成为重要的考虑因素。
目前产生恒频的最佳方法是使用组合驱动发电机，如图1-1所示。整体驱动发电机把恒速传动装置和发电机合二为一，构成一个整体。与恒速传动装置和发电机分开使用的系统比较，组合发电机的体积较小、重量较轻，且维护较为简单。
恒速传动装置
交流发电机
发电机控制器

图1-1 恒速恒频交流电源系统
虽然恒速恒频交流电源系统目前仍广泛用于各种军、民用飞机，而且经过几十年的发展，有了很大的改进，但是它在可靠性、维修性、重量、费用、战斗抗损生存能力等方面一直存在着不同程度的缺陷。
恒速恒频交流电源的优点是：工作环境温度高，过载能力强。主要缺点是：CSD生产制造、使用维护困难；电能转换效率低，主电源效率约为70%；电源质量难于进一步提高；难于实现启动发电。
电力电子技术的发展为变速恒频（VSCF）交流电源奠定了基础。1972年，美国GE电气公司研制的20kV变速恒频交流电源首次装机使用，而后30多年，变速恒频交流电源有了迅速的发展，成为新型飞机电源的发展方向。变速恒频交流电源系统与恒速恒频交流电源系统相比，具有电气性能好、效率高、可靠性高、维护费用低等优点，因此曾一度受到很高的重视。但是大功率变速恒频交流电源系统主要受到电力电子功率器件的限制。经过实践发现，这一技术没有能够达到预期的可靠性要求，现在已经不把这一技术视为近期民用飞机领域中恒速恒频交流电源的替代技术。变速恒频交流电源与恒速恒频交流电源不同之处仅在于主电源，恒速恒频交流电源的主电源有恒速传动装置、交流发电机和发电机控制器构成。变速恒频交流电源则由交流发电机、功率变换器和控制器构成，如图1-2所示。功率变换器有两种类型：交直交型变换器和交交型变换器。目前，变换器中的功率器件大都采用晶体管或功率晶体管，由于功率晶体管允许结温比晶闸管高，且晶体管变换器所用功率器件少，所以可靠性，从20世纪80年代起，变速恒频交流电源系统已广泛采用晶体管变换器。
交流发电机
功率变换器
控制器

图1-2 变速恒频交流电源系统
变速恒频交流电源系统具有结构简单、能量转换效率高、功率密度高等优点。变速恒频交流电源系统由交流发电机、功功率变换器和控制器构成，系统有两次变换过程，交流发电机直接由发动机附件传动机闸驱动，没有恒速传动装置，结构现对于恒速恒频交流电源较为简单、重量轻、体积小、能量转换效率高；旋转度较少，工作可靠；结构灵活性大；能实现无刷启动发电；生产、使用和维修方便。但是变速恒频交流电源系统允许的工作环境温度低承受过载和短路能力较差。
不管是变速恒频交流电源系统，还是恒速恒频交流电源系统都是交流电源系统。飞机上交流供电系统最主要的基本电气参数是额定电压与频率，相数和相位也是其基本电气参数。
1.3 飞机电源系统的基本参数
飞机电源系统的额定电压值一直随航空技术发展和机载设备与用电量的增加而不断提高。早期飞机是直流电源系统，借用汽车的电源技术，电压为12V，随着飞机设备与用电量增多，采用了28V电压，可是依然不能满足飞机设备与用电设备，迫使电源系统额定电压值必须提高，然而100V以上直流开关的电弧与直流发电机换成问题制约了直流供电系统的应用，于是115V/200V就是目前飞机恒速恒频交流电源系统的额定相电压/线电压值。随着飞机设备与用电设备的继续增加，电源系统的额定电压值仍然需要不断地提高，230V/400V、400Hz三相交流电源系统是一个发展趋势，然而考虑到人员安全性、高空工作的可靠性、短路电流与航空技术发展对于电源系统的要求等因素，高压交流不一定就是优选方案。得益于科技的发展，电力电子技术的高速发展，无触点固态功率控制器和无刷直流发电/电动机的出现，在飞机电源系统领域研制成功了高压直流体制，即高压直流电源系统，其额定电压值为270V，正好是115V三相交流电三相全波整流后的直流电压值。
交流电源系统的频率选择与系统中电磁器件的重量、性能、材料、结构、成件技术等因素有关。频率高，磁性器件的体积重量小。交流电机的转速与极对数和频率直接有关，电机转速又受轴承寿命和旋转部分结构强度的限制有关，极对数受到结构与制造工艺的限制。电机结构以2对到3对极为宜，如转速为10000r/min到20000r/min，则频率以400Hz为宜。如果转速再高，频率选择也应当提高。如果频率过高，因趋肤效应等影响，馈电线压降与损耗增大。目前，电机在转速为10000r/min到20000r/min之间，飞机广泛应用恒速恒频交流电源系统，其频率的额定数值为400Hz。交流电源系统一般都采用三相结构，飞机机载三相电源也不例外，通常称a、b、c三相。三相对应物理量的相位应相差120度，其相序为a相超前b相，b相超前c相。
1.4 三相电源的介绍
飞机的机载三相电源就是完成一个把发电机产生的交流电，变成直流再变成交流的过程，在这个过程中我们需要运用电力电子技术，利用功率半导体器件，完成整流，滤波，逆变的过程。
在这中间，我们需要了解变频技术。随着电力电子技术的发展，以及电力电子技术的飞速发展，变频技术得到了大力发展，成为发展最为快速的科学技术之一，再加上计算机的技术发展，让变频技术有了质的飞跃。变频技术是电力电子技术的主要组成部分，应用十分的广泛，它主要应用交流电动机的调速控制和机载电源两个领域。电源在电子设备中有着极其重要的地位，变频技术对于电源技术的发展有重要的意义。
在研究机载三相电源时，我们要了解电力电子技术。电力电子技术就是使用电力电子器件及电力技术对电能进行变换和控制的科学技术。它以实现“高效率用电和高品质用电”为目标，是一门综合了电力半导体器件、电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等许多学科的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。目前，它已逐步发展成为一门包含更多学科的综合性技术学科，并在为现代通讯、电子仪器、计算机工业自动化、电网优化、电力工程、国防及某些高新技术提供高质量、高效率、高可靠性的电能方面起着关键的作用。 电力电子技术诞生至今已经近50年，它对人类的文明起了巨大的推动作用。特别是在近年来，这种技术更是取得了突飞猛进的发展，己经形成较为完整的学科体系和理论。各国专家学者认为：信息电子技术的发展造就了信息时代，而实现“弱电控制强电”的电力电子技术的发展是人类社会的第二次电子革命。在将来工业高度自动化的情况下，计算机技术、电力电子技术及自动控制技术将成为三种最重要的技术。电力电子技术中最基本的电能变换形式技术。
电力电子技术可以运用于很多方面，在本文中，我们主要运用的是电气传动方面。电力电子技术是电动机控制技术发展的最重要的物质基础，电力电子技术的快速发展促使电动机和发电机控制技术水平有了突破性的提高和质的飞跃。利用整流器或斩波器可以获得可变的直流电源，对直流电动机电枢或励磁绕组供电，控制直流电动机的转速和转矩，可以实现直流电动机变速传动控制。利用逆变器或交变交直流变频器对交流电动机供电，改变逆变器或变频器输出的频率和电压、电流，可以经济、有效地控制交流电动机的转速和转矩，实现交流电动机的变速传动。
变频技术是电力电子技术的主要组成部分，它主要用于需要交流电源的电压、频率可调(或恒压、恒频)的用电设备，如交流电机、中频电源及各种专用电源的中间环节等。这一技术的产生和发展为交流调速开拓了广阔的天地。国外交流调速在电气传动行业已占绝对优势，虽然国内直流调速还在大量使用，但近年来凡新建的电气传动系统均采用交流调速，其发展势头是迅速的。变频技术在供电电源方面的应用主要是:（1）将过去用发电机、变压器产生交流电的地方用变频电源取代;（2）将计算机、电焊机、电子装置等用直流电源的地方改为以变频技术为核心的开关电源。变频技术在电源中的应用，极大地减小了电源装置的体积，提高了效率，产生了巨大的经济效益。 
1.5 采用IGBT（绝缘栅双极晶体管）的正弦波中频逆变电源
400Hz中频电源在工业、国防、航海、航空等领域中应用非常广泛。目前在我国，400Hz中频电源系统大多为中频机组，体积大，噪音高，效率低，管理不便。而用IGBT（绝缘栅双极晶体管）作为主功率开关器件的400Hz正弦波中频逆变电源，不仅具有体积小，重量轻，噪音低，转换效率高等优点，而且工作时可靠，使用方便。
IGBT是新一代复合型电力电子器件，它的控制级为绝缘栅控场效应晶体管，输出级为双极功率晶体管，因此它综合了GTR（电力晶体管）和MOSFET（电力场效应晶体管）的优点，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需要的驱动功率小，并且驱动电路简单，因而具有良好的特性。
这个逆变电源的主电路的工作原理可以归纳为：三相交流电经过EMI滤波器滤波后，由整流桥模块整流，再经过电容滤波，再加至IGBT构成的桥式逆变电路里，该直流高压电经过逆变电路的逆变，变为脉宽为正弦波规律变化的高频脉冲波，再经由输出滤波器滤掉高频谐波，得到中频正弦波，最后由变压器隔离、变压后提供给负载。SPWM脉冲由主控制电路产生并根据输出反馈的电压和电流来改变脉冲波的宽度，从而保证输出的电压稳定，让负载正常工作。如图1-3所示
整流
电路
IGBT逆变电路
滤波
电路
辅助
电源
控制
电路
采样
电路
输出
电路
EMI滤波

图1-3 整体结构图
主控制部分的原理框图如图1-4所示。它是采用一个16位单片机作为控制核心。该单片机主要用于控制和数据处理，并具有脉宽调制信号输出端口。在控制算法上采用模糊控制算法。该单片机产生载频为20KHz的SPWM脉冲信号，由脉宽调制信号输出端口输出，用于保证电压稳定。同时，根据电压和电流的反馈值调整SPWM脉冲信号的脉宽以保持输出信号幅度的稳定。为了保证系统可以安全稳定可靠地运行，充分发挥单片机的强大功能，由主控制电路对系统的关键器件和关键参数，如过压、欠压、过流、过载、输出端短路、器件过热等进行了实时监控，还实现对系统工作状态的自我诊断，并实现对故障进行相应的报警功能。
CPU
单片机
继电器控制
霍尔检测
按键输入
显示控制
AC/DC
过欠压
检测
IGBT信号
过热检测
电压电流
反馈

图1-4 主控制部分结构
1.6本文的主要内容
本文的主要内容分为四章：
第一章，介绍机载交流电源的发展与特点，飞机机载电源的基本参数重点介绍了一种正弦波变电源。
第二章，首先给出电流变换电路的工作原理，其中有整流电路、校正电路、逆变电路。
第三章，机载三相电源的软硬件组成。详细介绍每个电路模块的功能和组成。
第四章，设计仿真和结果分析
第2章　电流变换电路主要部分的工作原理

本章主要描述三相电压变换电路的工作原理和工作方式，并且详细的讲述了整流部分、校正电路和逆变部分，还有正弦波脉宽调制方式，输出电路的滤波电路。
2.1 三相电压变换电路的工作原理
机载三相电源在本质上就是一个交流变交流的变频电路，可以改变电压和频率的大小。本文中所研究的机载三相电源就是将电动机产生的变压变频的三相电压变化成200V/400Hz三相电压的中频电源。交变交变频电路可以分成两个变频电路一个是直流变频电路，另一个是交直交变频电路。
直流变频电路不经过任何中间环节，直接将一种频率的交流电转变为另一种频率的交流电的电路。一般还可同时控制输出电压。直接变频电路应用于变频调速装置、感应加热装置、不停电电源等场合。与间接变频电路相比，直接变频电路仅进行一次电能变换，变换效率较高。按变频电路的输出频率和输入频率的关系分，可分为直接降频电路、直接升频电路和直接升降频电路。但是，直流变频电路在现实中多应用于大功率低速的三相交流电动机的调速传动，在这里不适用于我们所要研究的机载三相电源。
我们所研究的三相机载电源主要是使用的是交直交间接变频技术。交直交变频技术就是先将飞机变频交流发电机产生的变频交流电由整流器变为直流电，再由逆变器将直流电转变为恒频交流电。这种变频方式对发电机的频率没有特殊要求，所以不需要高频发电机，可以使用普通的飞机变频交流发电机，并且在采用三相桥式整流电路时整流效率和发电机的功率系数都比较高。这种系统是由一台普通的航空无刷交流发电机，电压变化装置以及控制、保护设备等所组成，如图2-1所示。
发动机
发电机
多相整流器
变速
变频
交流电
三相交流
输出
直流电
逆变器

图2-1 交直交变换系统
发电机输出的变频功率经过多相整流器变为直流电。在经过三个独立的逆变器把直流电变成矩形波的交流电。三相矩形波交流电救过波形综合就得到三相正弦波的交流电。然后经过滤波器使得输出的波形平滑。
在整流器前面还有应该有EMI谐波抑制电路，滤波电路，可以屏蔽掉航空无刷交流电动机输出电压的高频干扰。交流电经过EMI抑制电路、滤波、多相整流器、滤波后变成直流高压电，在经过逆变器。逆变器分别在控制电路相位差120度和240度地驱动信号下，输出SPWM波。在最后经过变压滤波后变成我们需要的三相交流电。
2.2 整流电路的工作原理
整流电路就是交变直电路，即能够直接将交流电转换为直流电的电路，可以用来构成直流电源装置。整流电路时电力电子电路中最早出现的一种。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器的设置视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
整流电路可以分为很多种。按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。按电路结构可以分为桥式电路和零式电路。按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路
2.2.1单相桥式整流电路的工作原理
在这里我们把飞机上的电子器件负载当成电阻性负载分析。单相桥式全控整流电路是由四个晶闸管组成的，整个电路结构和工作波形图如图2-2所示。
（a）电路结构 （b）工作波形图
图2-2 单相桥式整流电路及波形图
、和、组合成两个桥臂。当交流电源电压进入正半周时，a点电位高于b点电位，两个晶闸管、同时承受正向电压。如果此时门极没有触发信号，则两个晶闸管处于正向阻断状态，电源电压将全部加在、上面，两个晶闸管各自承受电源电压的一半，负载电压为零。
在时，给、同时施加上触发脉冲，、得到即时导通，电源电压通过、加在负载上面。当电源电压下降至零的时候，负载电流也降至零，、自然关断。在电源电压的正半周，晶闸管、始终承受反向电压而处于关断状态。
在的负半周，b点电位高于a点电位，晶闸管、同时承受正向电压。在时，触发、，使得、导通，电流从b端流出经过、、回到电源a端，负载获得与正半周期相同的整流电压与电流波形，这期间，、都承受反向电压而处于阻断状态。当过零变成正的时候，、关断，负载电压与电流也都降至为零。此后，、又开始承受正向的电压，并在时被触发导通，以后就是这样依次循环工作。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，所以该电路为全波整流。在一个周期内，整流电压波形脉动2次，脉动次数对于半波整流电路，该电路属于双脉冲整流电路。变压器二次绕组中，正负两个半周期电流方向相反并且波形对称，平均值为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率高。
整流输出电压平均值为
（2-1）
当时，整流输出电压，为最大值；时，。所以的移相范围是180°。
输出电流的平均值和有效值分别为
（2-2）
（2-3）
由于、和、轮流导电，流过晶闸管电流平均值只有输出直流电流平均值得一半，为
（2-4）
晶闸管电流有效值为
（2-5）
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为
2.2.2 三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路应用最为广泛，它是由两个三相半波整流电路发展出来的，两组三相半波整流电路分别为共阴极连接和共阳极连接。如果两组的负载完全相同并且触发角一样，则负载电流、相等，电路中的零线没有电流流过，如果将电路中的零线去掉，并不影响电路的正常工作，这样就成为了三相桥式全控整流电路，如图2-3（b）所示。

（a）三相半波整流共阴极连接和共阳极连接电路 （b）三相桥式全控整流电路
图2-3 三相桥式整流电路
在图2-3（b）中，我们把第一排阴极连接在一起的3个晶闸管设为、、，这3个晶闸管称为共阴极组；第二排阳极连接在一起的3个晶闸管设为、、，这3个晶闸管称为共阳极组。此外，习惯上希望晶闸管按照从1到6的顺序导通，因此按照这样的顺序编号。
由于共阴极组在电源正半周期导通，流经变压器二次侧绕组的是正向电流，共阳极组在电源的负半周期导通，流经变压器二次侧绕组的是反向电流，因此在一个周期中变压器绕组中没有直流励磁，并且每相绕组的正、负半周期都有电流流过，从而提高了变压器绕