双凸极起动/发电机系统一体化设计与实现

起动/发电技术是当今航空电气技术发展的重要方向,基于DSP控制的电励磁双凸极起动/发电机系统具有良好的应用前景。分析了电机结构与起动/发电一体化工作原理。为了使系统的体积、重量减少,使控制电路简化,该文对主功率变换器、励磁功率电路和硬软件控制电路进行了一体化设计,并以DSP芯片为基础,实现了起动、起动/发电切换与发电工作的全数字控制。实验验证了起动/发电一体化设计方案的可行性,表明电励磁双凸极起动/发电机系统能可靠起动,起动/发电切换控制简单,发电电压稳定且可实现故障发电。     

一种三级式同步电机起动过程励磁控制方法

为解决三级式同步电机在起动过程中所面临的主发电机转子励磁问题,分析励磁机分别采用单相交流励磁方式和直流励磁方式时,主发电机励磁电流随转速的变化特性,并根据Matlab的仿真结果,结合电机实验数据,提出一种应用于三级式同步电机起动过程的励磁机控制策略;为实现该控制策略中提出的交/直流励磁的过渡切换方法,分析了励磁机控制器逆变回路的开关状态及输出电压矢量的合成方式,提出一种单相交流/直流励磁一体化调制算法,解决了励磁机在起动过程中的励磁方式平稳切换问题.实验结果表明了所提出的励磁控制策略和调制算法的有效性.     

三级式电机电流/转速分时段闭环起动控制

针对三级式同步电机起动过程中主发电机与励磁机电磁耦合严重,在现有起动控制策略下存在转矩冲击、动态起动困难的问题,通过分析转速环和电流环的调节特点,结合航空发动机负载大惯量特性,提出一种通过电流/转速分时段独立闭环调节主发电机电压矢量幅值的起动控制方法。在此基础之上,采用一种改进型的二阶线性自抗扰控制器对电流环进行优化改进。实验结果表明,所提出的控制方法可以有效提高电机在电动状态下的运行稳定性,减小了起动过程中的转矩冲击,具有较快的响应速度,适用于电机的动态起动。     

开关磁阻起动／发电机数字控制系统设计

介绍了开关磁阻起动／发电机系统的构成及其工作原理。在此基础上,设计了以数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑器件（CPLD）为核心的数字控制器,包括硬件和软件。该系统利用DSP的强大运算能力实现对系统的实时控制,采用CPLD芯片实现信号的逻辑处理,输出驱动信号控制开关管的通断,仿真波形验证了CPLD逻辑设计的正确性。通过DSP和CPLD的相互配合,从而达到准确控制开关磁阻起动／发电机良好运行的目的。     

一种新型绕组开路型永磁电机起动／发电系统

针对永磁电机应用于车载起动／发电系统时存在的电压调节困难、适用转速范围窄、功率因数较低等问题,提出一种新型永磁车载起动／发电系统。通过引入绕组开路型永磁电机,绕组一端接整流桥形成输出直流侧,另一端接逆变桥形成控制端,构成具有宽转速范围和高效率的永磁电机起动／发电系统。分析该系统的起动、发电一体化工作原理,给出了通过逆变侧变换器实现发电机电压、电流控制的方案。仿真和实验结果表明,该新型车载起动／发电系统具有优良的发电调压控制性能,并且适应较宽的转速范围。     

一种三级式航空无刷同步电机起动控制策略

针对三级式航空无刷同步电机在采用单相交流励磁方式实现起动功能的过程中,主发电机励磁电流脉动,与励磁机电磁和机械耦合严重,采用单一电动机模型的传统起动控制方法会导致电机转矩脉动大、带载起动困难的问题,通过分析励磁机在起动过程中的输出特性,研究集励磁机和主发电机的一体化数学模型,提出了一种在非恒定电流励磁情况下的三级式航空无刷同步电机起动控制策略。实验结果表明,该控制策略对励磁脉动干扰不敏感,可明显提高电机在电动状态时的运行稳定性以及带载能力。     

混合动力汽车用开关磁阻起动/发电机控制系统设计

针对开关磁阻起动/发电机应用在混合动力汽车ISG系统实现组合起动、发电功能的基本要求,设计了整体控制策略和基于TM S320LF 240和EPM 7128S为核心的DSP CPLD型数字控制器,完成了三相6/4结构开关磁阻起动/发电机样机的起动和发电实验,给出了实验波形和分析结论。表明了本方案实践可行,控制策略正确有效。     

一种变励磁无刷同步电机最大转矩电流比优化方法

在只有单相交流电作为励磁电流的条件下,三级式无刷同步起动/发电系统的励磁机带动发动机起动时,主发电机的励磁电流较小,并且随着转速的升高而改变。当该系统主发电机通过最大转矩电流比方法进行起动控制的时候,励磁磁链是非恒定的,传统的用于拟合直轴交轴电流函数的方法很难达到预期的控制目标。根据同步电机的励磁磁链是变化的这个特点,本文提出了系数拟合的方法用于直轴交轴电流函数的拟合,并通过仿真进行了验证。该方法与传统的直轴交轴电流函数拟合方法相比,明显减小了起动过程中转矩脉动。     

开关磁阻起动/发电机系统数字控制器的研究

介绍了开关磁阻起动/发电机系统基本结构及其工作原理。在此基础上,设计了以TMS320LF2407A为控制核心的数字控制器,包括硬件和软件。重点解决了DSP在系统中的资源分配和控制策略,并利用DSP的丰富资源解决了不同控制模式下的平滑切换问题。实验结果表明,该控制系统正确可行,具有良好的性能。     

双凸极起动/发电机的全数字起动控制

为了研究双凸极电机的起动过程,采用了电机转速PI调节与斩单管电流调节的双环控制方法,结合数字控制技术,研究了双凸极电机的全数字起动过程,给出了基于DSP控制的起动系统的硬件与软件设计。通过电机起动过程的转速响应曲线与相电流变化规律的试验结果,验证了双凸极电机的全数字起动控制具有起动时间短、转速响应快、电机性能稳定的优点,对于双凸极电机应用于航空起动／发电系统提供了理论与实践支持。