海軍裝備部研究人員史曉陽在2019年第四期《電氣技術(shù)》雜志上寫道（題為航空高功率因數(shù)可控升壓整流器模擬研究），指出航空直流電一般由恒/變頻交流電通過整流器獲得，整流器本身及其負(fù)載的非線性會導(dǎo)致交流電網(wǎng)產(chǎn)生大量諧波，降低系統(tǒng)功率因數(shù)。

本文研究了航空電力變換器中非控制整流橋?qū)涣麟娋W(wǎng)造成的嚴(yán)重諧波污染問題。通過分析其電路原理，從諧波抑制、高功率因數(shù)、直流輸出靈活調(diào)整等方面驗證了可控升壓整流器的優(yōu)勢。

多電飛機是飛機的發(fā)展趨勢。由于發(fā)電機在伺服和調(diào)速中的應(yīng)用增加，發(fā)電機和電動驅(qū)動裝置需要從幾千瓦到幾百千瓦的高功率密度。電動驅(qū)動裝置通常有整流環(huán)節(jié)，將主電源轉(zhuǎn)換為直流電源，然后通過驅(qū)動器攜帶直流發(fā)電機或交流發(fā)電機。整流電氣元件及其負(fù)載的非線性會導(dǎo)致機載交流電源大量諧波，污染網(wǎng)側(cè)電源，降低電源功率因數(shù)，影響電氣設(shè)備性能。

目前，恒速恒頻發(fā)電機是現(xiàn)代飛機主電源系統(tǒng)的主流結(jié)構(gòu)，其他形式的電能多為115V/400Hz通過電源轉(zhuǎn)換主電源。傳統(tǒng)的電力變換裝置采用三相無控整流橋，將交流電整流為直流。這樣，二極管的單相導(dǎo)電性就可以自然地改變電壓，簡單方便，可靠性高，但電源利用率低，交流輸入端會產(chǎn)生大量諧波，諧波含量超過30%，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量。

該型整流器在多非線性負(fù)載同時工作時，基本沒有實際應(yīng)用價值。目前，在B787，A先進(jìn)的脈沖變壓整流器(一般為18脈沖和更高次脈沖變壓整流器)可以大大抑制整流器對交流網(wǎng)側(cè)的諧波干擾。脈沖變壓整流器采用純模擬電路實現(xiàn)，不需要儲能裝置，可靠性高。脈沖次數(shù)越多，諧波抑制效果越好。

相應(yīng)地，變壓器電磁設(shè)計越困難，整流管越多，整個整流器結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，一旦變壓器繞組，確定變比，其直流輸出無調(diào)節(jié)功能，適用面窄，靈活性差，需要增加直流輸出電壓DC/DC變換單元。此外，發(fā)電機的電壓波動將直接傳輸?shù)秸髌骱蟛?，疊加到直流輸出，影響電源系統(tǒng)的整體性能。

本文針對某AC-DC-AC型電力變換器的前級整流環(huán)節(jié)采用無控整流橋，針對115V/400Hz輸入變換為270V直流電源，在逆變橋后攜帶感應(yīng)發(fā)電機工作時，對交流電網(wǎng)造成嚴(yán)重諧波污染，功率因數(shù)低。研究了改進(jìn)方案，提出了一種新型的高功率因數(shù)可控升壓整流器，并結(jié)合整個系統(tǒng)進(jìn)行建模和模擬。

通過對比無控整流橋，驗證了改造后的可控升壓整流器在交流網(wǎng)側(cè)諧波干擾小、功率因數(shù)高、通用性等方面具有一定的優(yōu)勢。