[發明專利]三級式無刷同步電機分階段式起動控制系統及方法

在審

• 申請號: 201810551395.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108964532A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 張卓然;李進才;陸嘉偉;郝士誠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/32
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

1.一種三級式無刷同步電機分階段式起動控制系統，其特征在于，所述三級式無刷同步起動發電系統包括三級式無刷同步電機(1)、起動控制器(6)、起動功率單元(7)和發電控制器(8)；所述三級式無刷同步電機(1)包括永磁副勵磁機(2)、主勵磁機(3)、旋轉整流器(4)和主發電機(5)；所述永磁副勵磁機(2)、主勵磁機(3)和主發電機(5)三者的轉子同軸安裝，永磁副勵磁機(2)的三相交流輸出接入發電控制器，所述旋轉整流器(4)安裝在主勵磁機(3)轉子上，主勵磁機(3)的三相交流輸出經過旋轉整流器(4)轉換為直流電流，提供給主發電機(5)勵磁繞組，從而為主發電機(5)提供勵磁；所述永磁副勵磁機(2)的三相輸出經過所述發電控制器后再傳輸至主勵磁機(3)定子勵磁繞組；所述起動控制器(6)由起動功率單元(7)供電，起動控制器(6)向在起動階段向主發電機(5)提供三相交流電；

主發電機(5)轉子為凸極結構。

2.根據權利要求1所述的三級式無刷同步電機分階段式起動控制系統，其特征在于，所述驅動系統的應用對象為飛機輔助動力裝置(9)。

3.三級式無刷同步電機分階段式起動控制方法，其特征在于，在起動發電系統起動時通過起動控制器(6)向主發電機(5)三相電樞繞組通入三相交流電，不提供起動勵磁電流，依靠磁阻轉矩實現零轉速時的起動功能，此為階段I；

控制所述主發電機(5)定子的三相電流矢量角度，使其偏離直軸方向產生磁阻轉矩；

在主發電機(5)轉速達到設定值之后，發電控制器(8)工作，向主勵磁機(3)勵磁繞組提供直流勵磁電流，以減小所需主發電機(5)電樞電流；此為階段II；

所述階段I與階段II由三級式無刷同步電機(1)在轉速區分，其分界點在點火轉速附近，略小于點火轉速，大約在數百轉每分鐘至上千轉每分鐘之間。

4.根據權利要求3所述的三級式無刷同步電機分階段式起動控制方法，其特征在于，在起動過程分為兩階段，階段I主勵磁機(3)不通入起動勵磁電流，在主發電機轉(5)速達到設定值之后，進入階段II，階段II主勵磁機(3)由發電控制器(8)通入直流勵磁電流；所述主發電機(5)電樞繞組中通入的三相交流電流矢量與直軸方向相差45°電角度，即電流矢量偏離轉子極軸線15°機械角，并且電流矢量角與直軸方向的偏離亮在兩個起動階段中保持不變，在兩個起動階段中通過改變主發電機(5)電樞電流大小以調節輸出轉矩；階段I主發電機(5)輸出的轉矩為磁阻轉矩，階段II由于提供了勵磁電流，主發電機(5)輸出的轉矩同時包含磁阻轉矩和電勵磁轉矩。