[發(fā)明專利]一種兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611049855.9
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108111073B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文昉;周鑫;姜宇;段曉麗
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西航空電氣有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02P9/14
• 分類號: H02P9/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發(fā)明屬于兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于恒轉(zhuǎn)速電壓積的直流勵(lì)磁控制方法。將直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc與起/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n的乘積定為常數(shù)，根據(jù)起/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n的采集值，計(jì)算直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc，根據(jù)計(jì)算得出的直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc得到勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子三相輸出目標(biāo)電壓Ua、Ub、Uc。本發(fā)明提出的一種兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)恒轉(zhuǎn)速電壓積直流勵(lì)磁控制方法，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速與主勵(lì)磁機(jī)定子外加直流勵(lì)磁電壓幅值的乘積，使其保持不變從而能夠保證主勵(lì)磁機(jī)三相交流電輸出幅值穩(wěn)定，進(jìn)而為主發(fā)電機(jī)發(fā)電過程提供足夠的平穩(wěn)的勵(lì)磁電流，保證三級式起/發(fā)電機(jī)發(fā)電輸出電壓的平穩(wěn)控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于恒轉(zhuǎn)速電壓積的直流勵(lì)磁控制方法。

背景技術(shù)

目前，航空交流電源系統(tǒng)多采用三級式無刷電機(jī)作為交流發(fā)電機(jī)，該類電機(jī)主要由主發(fā)電機(jī)、主勵(lì)磁機(jī)、副勵(lì)磁機(jī)(永磁機(jī))和旋轉(zhuǎn)整流器構(gòu)成，三級式無刷電機(jī)還被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域。為了減輕設(shè)備重量，提高功率密度，該類電機(jī)往往被設(shè)計(jì)成既能運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)又能運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)，其技術(shù)難度主要在于兩種狀態(tài)的勵(lì)磁問題。隨著機(jī)載用電設(shè)備及功率等級的提高，三級式起/發(fā)電機(jī)容量越來越大，其勵(lì)磁容量和功率也相應(yīng)隨之增加。

為了解決三級式起/發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁問題，傳統(tǒng)的解決方案有兩種：單相交流勵(lì)磁與三相交流勵(lì)磁。其中單相交流勵(lì)磁因?yàn)槭艿絼?lì)磁機(jī)本體容量及供電電壓幅值限制，勵(lì)磁效率不高，定轉(zhuǎn)子能量傳輸較差。三相交流勵(lì)磁則需要大幅度改變電機(jī)本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繞組利用率較差，且交直流勵(lì)磁切換方式復(fù)雜。

在上述相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，中國專利CN103457427A，CN103532454A公開了采用勵(lì)磁繞組為兩相對稱繞組的兩相勵(lì)磁方式，當(dāng)電機(jī)處于起動(dòng)狀態(tài)下時(shí)，勵(lì)磁機(jī)采用相差90°的兩相交流電進(jìn)行勵(lì)磁；電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)下時(shí)，將兩相勵(lì)磁繞組反向串聯(lián)后通入直流電進(jìn)行勵(lì)磁。

針對發(fā)電狀態(tài)，上述專利僅描述了直流勵(lì)磁電流的通入方式，卻未提出一種具體的控制方法，也沒有說明勵(lì)磁電流的控制規(guī)律，使得采用兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的三級式起/發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁控制的具體實(shí)現(xiàn)變得困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)三級式起/發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)勵(lì)磁電流的穩(wěn)定控制的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁控制方法，其特征為：將直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc與起/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n的乘積定為常數(shù)，根據(jù)起/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速n的采集值，計(jì)算直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc，根據(jù)計(jì)算得出的直流勵(lì)磁輸入電壓U_dc得到勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子三相輸出目標(biāo)電壓Ua、Ub、Uc。

優(yōu)選地，根據(jù)以下公式計(jì)算勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子三相輸出目標(biāo)電壓Ua、Ub、Uc，

其中，θ_r＝ω_rt，R_s為勵(lì)磁機(jī)定子繞組內(nèi)阻，ω_r為勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子電角速度，θ_r為勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子電角度，L_m為勵(lì)磁機(jī)定轉(zhuǎn)子互感，L_s為勵(lì)磁機(jī)定子繞組自感。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出的一種兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)三級式起/發(fā)電機(jī)恒轉(zhuǎn)速電壓積直流勵(lì)磁控制方法，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速與主勵(lì)磁機(jī)定子外加直流勵(lì)磁電壓幅值的乘積，使其保持不變從而能夠保證主勵(lì)磁機(jī)三相交流電輸出幅值穩(wěn)定，進(jìn)而為主發(fā)電機(jī)發(fā)電過程提供足夠的平穩(wěn)的勵(lì)磁電流，保證三級式起/發(fā)電機(jī)發(fā)電輸出電壓的平穩(wěn)控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法的有益效果在于：

(1)采用兩相勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的三級式起/發(fā)電機(jī)既能保證起動(dòng)過程中的勵(lì)磁容量同時(shí)又能保證發(fā)電過程中的勵(lì)磁容量；