第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 先进飞机配电系统 1
1.1.2 固态功率控制器的历史与发展 1
1.1.3 数字控制技术的特点与应用 2
1.2 课题的研究意义与主要内容 3
第二章 电弧故障特性仿真研究 6
2.1 电弧简介 6
2.1.1 电弧的原理、特性及其危害［8］ 6
2.1.2 电弧的分类 6
2.2 电弧故障的仿真研究 7
2.2.1 电弧模型及其发展 7
2.2.2 电弧仿真数学模型的选择和介绍 10
2.2.3 电弧故障的电流特性仿真分析 12
2.2.3.1 纯阻性负载回路中的串型电弧故障仿真分析 12
2.2.3.2 阻感性负载回路中的串型电弧故障仿真分析 13
2.2.3.3 阻容性负载回路中的串型电弧故障仿真分析 16
2.2.3.4 纯阻性负载回路中的并型电弧故障仿真分析 17
2.2.3.5 阻感性负载回路中的并型电弧故障仿真分析 18
2.2.3.6 阻容性负载回路中的并型电弧故障仿真分析 19
2.3 本章小节 21
第三章 电弧故障检测方法的研究 22
3.1 引言 22
3.2 电弧故障检测的国内外研究现状 22
3.2.1 运用于开关柜中的电弧故障检测技术 22
3.2.2 运用于汽车系统中的电弧故障检测技术 23
3.2.3 电弧故障的频域检测技术 24
3.2.4 电弧故障检测技术的新发展 25
3.2.5 电弧故障检测的应用 26
3.3 电弧故障实验及其数据分析 26
3.3.1 电弧故障实验 26
3.3.1.1 接线端松动实验 27
3.3.1.2 闸刀实验 28
3.3.2 电弧故障实验数据分析研究 29
3.3.2.1 快速傅立叶变换［42］-［46］ 29
3.3.2.2 实验数据的FFT分析 33
3.3.2.3 TCA算法［47］ 37
3.3.3 电弧故障检测算法 40
3.3.3.1 电弧故障检测算法设计 40
3.3.3.2 初步算法验证 42
3.4 本章小节 43
第四章 具有电弧检测功能的直流固态功率控制器的研究 44
4.1 引言 44
4.2 具有电弧检测功能的直流固态功率控制器的硬件设计［2］-［3］，［48］-［51］ 44
4.2.1 数字电路 44
4.2.1.1 数字部分电源 45
4.2.1.2 DSP芯片 46
4.2.1.3 CPLD芯片 48
4.2.1.4 通讯电路 49
4.2.2 功率电路 50
4.2.2.1 开关管 50
4.2.2.2 开关管的驱动电路 50
4.2.2.3 检测电路和短路保护电路 50
4.3 具有电弧检测功能的直流固态功率控制器的软件设计［49］-［52］ 51
4.3.1 系统主程序 51
4.3.2 数据处理子程序 52
4.3.3 定时器T1中断子程序与电弧判断子程序 54
4.3.4 通讯接收中断 55
4.4 具有电弧检测功能的直流固态功率控制器的实验和分析 55
4.4.1 阻性负载下开通、关断测试 56
4.4.2 容性开通、感性关断测试 57
4.4.3 阻性负载下短路保护测试 57
4.4.4 阻性负载时过流保护测试 58
4.4.5 阻性负载时串型电弧保护测试 59
4.4.6 阻感性负载时串型电弧保护测试 60
4.4.7 阻容性负载时串型电弧保护测试 60
4.4.8 阻性负载时并型电弧保护测试 60
4.4.9 阻感性负载时串型电弧保护测试 61
4.4.10 阻容性负载时并型电弧保护测试 61
4.5 本章小节 62
第五章 全文总结和展望 63
5.1 本文的主要工作 63
5.2 后续工作建议 63
参考文献 65
致谢 69
攻读硕士学位期间参与完成的科研项目 70
攻读硕士学位期间发表的论文 72