[發明專利]用于永磁發電機中的電壓調節的降壓/升壓方法

無效

• 申請號: 201010144664.7
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101807876A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: M·J·夏;G·H·塞費爾尼克
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: H02P9/48
• 分類號: H02P9/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王小衡;李家麟

本申請是申請號為200610126378.1、申請日為2006年7月19日、發明名 稱為“用于永磁發電機中的電壓調節的降壓/升壓方法”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于永磁發電機(PMG)的電壓調節系統，該永磁發電機 具有被分成多個子線圈的定子線圈。

背景技術

永磁發電機(PMG)用來將機械能，通常是旋轉機械能轉化為電能。典型 的永磁發電機從原動機接收機械能。原動機可以是：例如航空器的燃氣輪發動 機。原動機引起PMG中的轉子旋轉。由在轉子中的永磁體產生的磁通量就會在 定子繞組中感應出一個電動勢電壓。在每個線圈上感應的電壓累積作為輸出電 壓提供給負載。

由PMG產生的輸出電壓既依賴于原動機的速度，也依賴于負載的總體阻 抗。那就是說，當原動機的轉速有一個下降，繼而引起轉子轉速下降，定子繞 組感應的輸出電壓就會有一個下降。而原動機轉速的升高，相應定子線圈感應 的輸出電壓也會有一個升高。同樣地，負載阻抗的降低會引起PMG的輸出電壓 的升高，而負載阻抗的升高則會引起PMG的輸出電壓的降低。

在許多應用中，PMG的輸出電壓的變化是不能接受的。然而，精確控制 原動機的轉速或者負載阻抗也不總是可能的。在一些應用中，更理想的是在原 動機轉速或負載阻抗變化的情況下保持PMG輸出電壓的基本穩定。在其他應用 中，更理想的是能在不必修正原動機速度或負載阻抗的情況下控制PMG的輸出 電壓。

發明內容

一方面，本發明是一個可調節輸出電壓的永磁發電機系統。該系統包括一 個原動機、一個具有連接原動機的轉子的PMG，一個具有定子齒的定子，以及 纏繞在定子齒上且被分成多個子線圈的定子線圈。降壓/升壓電壓同選定的子線 圈相連接，其中在選定的子線圈中施加降壓/升壓來升高或降低輸出電壓?？刂? 器監測輸出電壓并基于監測的輸出電壓選擇性地施加降壓/升壓電壓到子線圈。

另一方面，本發明提出一種保持永磁發電機的輸出電壓的方法。該方法包 括產生一個輸出電壓，其中定子線圈被分成多個子線圈，選定的子線圈被連接 在一起以產生輸出電壓。輸出電壓的變化可以被監測，同時基于監測到的輸出 電壓，將降壓/升壓電壓施加到沒有連接以產生輸出電壓的子線圈，從而升高或 降低輸出電壓。

附圖說明

圖1是本發明的永磁發電機系統的功能方塊圖，該系統可以保持恒定的輸 出電壓。

圖2是剖視圖，顯示了本發明的永磁發電機的結構。

圖3是電路圖，顯示了第一種結構連接的PMG的定子線圈，其中第一子 線圈串聯連接，第二子線圈串聯連接。

圖4A-4C是電路圖，顯示了對于連接第一種結構的PMG的第二子線圈 不施加電壓、施加一個升壓電壓或施加一個降壓電壓的效果。

圖5是電路圖，顯示了第二種結構連接的PMG的定子線圈，其中第一子 線圈與第二子線圈串聯連接。

圖6是電路圖，顯示了第二種結構連接的PMG的第一和第二子線圈的效 果。

圖7是電路圖，顯示PMG的定子線圈被分成三個子線圈。

具體實施方式

圖1顯示了本發明永磁發電機電壓調節系統10的一個實施例，其中包括 原動機12，永磁發電機(PMG)14，三相輸出電壓VoA，VoB和VoC，負載 16，控制器18，開關陣列19，和降壓/升壓電壓源20。原動機12與PMG14相 連，給PMG14提供旋轉的機械能。PMG14將原動機12提供的機械能轉換為電 能，并將其輸出到負載16上，其顯示為三相輸出電壓VoA，VoB，VoC(統一 稱為“輸出電壓Vo”)。

在PMG14的外部有兩個變量影響輸出電壓Vo。第一個是原動機12的旋 轉速度。如果原動機12旋轉得更快，輸出電壓Vo就會上升。如果原動機12旋 轉得更慢，輸出電壓Vo就會下降。影響輸出電壓Vo的第二個變量就是負載16 的阻抗。如果負載16的阻抗升高，則由PMG14提供的輸出電壓Vo就會下降。 如果負載16的阻抗降低，則由PMG14提供的輸出電壓Vo就會上升。在很多 應用中，原動機的轉速和負載阻抗都不是容易被控制的。本發明提出了一個系 統和方法，其能在原動機12的轉速和負載16的阻抗變化的情況下保持相對恒 定的輸出電壓Vo。