航空无刷双馈变速恒频发电系统的建模与控制策略研究

传统飞机发电系统存在恒速传动装置结构复杂、变频器容量大、转换效率低等缺点.提出了飞机无刷双馈变速恒频发电系统.为实现发电机在转速变化的情况下得到恒压恒频交流电,论文通过对级联式无刷双馈发电机(CBDFG)的结构组成与工作原理的分析,建立了飞机发电系统数学模型.为进一步研究CBDFG的变速恒频控制策略,引入了磁链矢量定向控制(FOC)方法,选用定子同步速M-T坐标系搭建数学模型,最终得到基于定子磁链定向的CBDFG控制策略.运用MATLAB/Simulink仿真工具构建了系统的仿真模型,并进行了变速运行下的仿真,仿真结果与理论分析相一致,证明了该控制策略的可行性.     

飞机交流励磁变速恒频发电系统的建模与仿真

恒速恒频交流电源系统存在恒装结构复杂、能量转换效率较低等缺点,为此提出的飞机交流励磁变速恒频发电系统不仅去掉了结构复杂恒速传动装置,而且变速运行可以使发电系统运行在最优工况,提高了整个发电系统的效率。为了实现变速下能够输出恒频恒压的交流电,在介绍飞机交流励磁变速恒频发电机组成与工作原理的基础之上,建立了飞机发电系统数学模型。仿真结果表明:所建立的发电系统模型能正确的反映变速恒频发电系统的静、动态特性能;同时,建模方法对其它电机系统的建模具有参考价值。     

矢量解耦控制级联式无刷双馈发电机研究

由于飞机三级式同步发电机存在CSD(恒速装置),增加了飞机重量,而且发电及容量不能做到很大.提出一种飞机串级式无刷双馈交流发电机系统,去掉了CSD,在发动机转速变化的同时调节控制绕组电流大小实现变速恒频的目的.论文在对串级式无刷双馈发电机定转子磁场进行分析、给出电压和转矩方程的基础上,针对串级式无刷双馈电机的高耦合、非线性和多变量时变性等特点,设计了矢量解耦控制器,实现控制绕组电压与电流之间的解耦,在Matlab/simulink环境下进行了仿真研究,结果表明:利用矢量解耦控制算法对无刷双馈发电机进行分析,实现了变速恒频发电;系统运行良好,具有较好的动态响应特性;所采用的方法是正确的、可行的.     

串级式航空无刷双馈交流发电系统仿真研究

随着多电/全电飞机概念的提出以及机上用电设备的增加,对飞机供电系统电能容量与质量提出了更高的要求.传统三级式同步发电机采用恒速传动装置,不但增加了机载重量,而且发电机容量不能做到很大.为解决优化问题,提出一种串级式航空无刷双馈变速恒频交流发电机,在减少飞机重量的同时可满足对发电机大容量的要求;在对串级式无刷双馈发电机组成和工作原理研究分析的基础上,结合矢量控制算法在Matlab/simulink环境下建立其仿真模型并进行了仿真研究.结果表明:系统运行具有良好的动态特性;所建立的模型是正确的,所采用的方法是可行的.     

无差拍控制的PWM变换器电压矢量序列优化

为了降低PWM变换器有功功率和无功功率的稳态误差,减小其交流侧输出正弦电流的谐波含量,建立了PWM变换器的无差拍预测直接功率控制系统的功率变化模型,分析了传统直接功率控制中以电网电压角度位置为基准划分扇区时,选取的电压矢量序列存在辅矢量作用时间不合理的现象,给出了基于变换器交流侧电压角度位置划分扇区的电压矢量序列方法,由于扇区的分法与传统方法错开了一定的角度,避免了偶数扇区中出现所选的三个电压矢量对有功功率变化率或无功功率变化率的影响趋势相同的情况,避免了辅矢量作用时间不合理的现象。快速调节功率的同时,减小功率稳态误差,降低电流谐波含量,使开关频率固定,且无需坐标变换和空间电压矢量调制。     

飞机三级式发电系统建模与仿真

在飞机电源系统的优化设计中,飞机发电系统为机载用电设备正常工作提供条件,而在负载发生突变情况下能否快速做出反应以保证供电质量和可靠性能,直接影响到飞机的性能.为保证可靠性,分析了飞机三级发电系统组成结构和工作原理,建立飞机发电系统仿真模型的基础上,设计了用于调节电能质量的控制器——调压器,在MATLAB/Simulink环境下建立整个系统的模型,并对飞机发电系统部分进行动态仿真.仿真结果表明,能较真实的反应飞机电源系统的动、静态性能,证明所建立的模型是正确的,采用的方法是可行的,为飞机电源系统的设计提供有效的研究手段与参考依据.