[發明專利]一種航空用寬變頻交流發電機的數字調壓裝置

有效

• 申請號: 201911105308.1
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110661460B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 邸慶龍;侯昊;張超;梁少盟
• 申請（專利權）人: 陜西航空電氣有限責任公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02P101/30
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準

本申請提供了一種航空用寬變頻交流發電機的數字調壓裝置，永磁機發出的三相交流電通過全橋整流變成直流電，用于為調壓控制器提供電源以及提供勵磁電流，勵磁電流通過快速勵磁回路，由雙DSP進行冗余調壓控制，變換出適配的勵磁電流，勵磁電流用于為所述勵磁機的勵磁線圈產生勵磁磁場，勵磁機的轉子繞組旋轉產生電流，通過旋轉整流器變成直流電產生磁場給所述主發電機，主發電機用于發出三相交流電。本申請采用雙DSP冗余備份設計優勢互補協同完成調壓與保護功能，具有調壓精度高、動態特性好穩定可靠等優點，適用于航空寬變頻交流電源系統。

技術領域

本發明屬于電機設計技術領域，具體涉及一種航空用寬變頻交流發電機的數字調壓裝置。

背景技術

在航空電源領域，發電機控制器是飛機電源系統控制和保護的核心，負責對影響發電機輸出電壓的各種因素進行調節，使電源系統的輸出電能符合供電標準的要求，還要對系統的各種故障予以保護和隔離，需要對系統進行供電轉換等。目前使用的發電機主要為大功率寬變頻三級式交流發電機。早期的交流發電機控制器采用模擬電路分立元件完成對電源系統的調壓、控制和保護。近年來出現了以微處理器為核心的半數字式發電機控制器，這種控制器采用單片機為控制核心，除了對電源系統實現控制保護功能外，還具有自檢測、故障檢測與隔離和通訊等功能。與傳統控制器相比，其性能、響應速度都有了很大的提高。但是在寬變頻交流電源系統實現動態特性較高的電壓調節功能時，仍舊要采用模擬電路實現的。有的在采樣處理上改變了傳統的峰值采樣，嘗試通過有效值芯片進行采樣處理，但是動態特性還是不能滿足要求。相較于傳統的400Hz的恒頻交流電源系統和窄變頻(340Hz～450Hz)交流，變頻交流電源系統發出的交流電為360～800Hz的三相交流電，發電機的轉速變化范圍也擴展為10800r/min～19200r/min，過速時甚至達到了22000r/min。傳統的基于模擬式調壓的控制器已經難以滿足技術指標的需求，尤其是發電機的動態特性指標(特別是加卸載時)很難滿足要求。急需突破基于數字式快速調壓的關鍵技術。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，本申請提供了一種航空用寬變頻交流發電機的數字調壓裝置，用于對航空用寬變頻交流發電機進行調壓，所述航空用寬變頻交流發電機包括永磁機、勵磁機及主發電機，所述永磁機發出的三相交流電通過全橋整流變成直流電，用于為調壓控制器提供電源以及提供勵磁電流，勵磁電流通過快速勵磁回路，由雙DSP進行冗余調壓控制，變換出適配的勵磁電流，所述勵磁電流用于為所述勵磁機的勵磁線圈產生勵磁磁場，勵磁機的轉子繞組旋轉產生電流，通過旋轉整流器變成直流電產生磁場給所述主發電機，所述主發電機用于發出三相交流電。

優選的是，所述雙DSP進行冗余調壓控制包括兩組功率MOSFET管，每組功率MOSFET管包括兩個功率MOSFET單管并聯，每個調壓DSP均連接有各功率MOSFET單管。

優選的是，每個所述調壓DSP各通過開關連接各功率MOSFET單管，所述開關由主MCU進行控制，所述主MCU用于實現K1和K2的狀態檢測以及調壓DSP1和調壓DSP2的電路的狀態檢測。

優選的是，所述雙DSP的各調壓電路均連接有全波整流與調理電路，所述全波整流與調理電路連接主發電機及負載，分別用于獲取主電機三路電壓及負載三路電流，雙DSP的各調壓電路與所述全波整流與調理電路共同實現電壓環PID調節與電流環PID調節。

優選的是，所述所述全波整流與調理電路還連接有所述勵磁機，用于將獲取的勵磁電流引入閉環控制。

本申請解決了傳統的模擬式調壓控制器、半數字式控制器以及采用有效值芯片的調壓控制器不能滿足特定指標的要求，解決了負載變化引起的電壓波形畸變造成采樣不準等問題，解決了采用有效值芯片響應速度慢等問題。本申請采用雙DSP冗余備份設計優勢互補協同完成調壓與保護功能，具有調壓精度高、動態特性好穩定可靠等優點，適用于航空寬變頻交流電源系統。

附圖說明

圖1是本申請航空用寬變頻交流發電機的數字調壓裝置的結構示意圖。