[發明專利]一種交直流復合勵磁型電機發電系統

有效

• 申請號: 202110685608.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113489271B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 張卓然;顧相培;孫林楠;于立;虞詩佳
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K3/28;H02K3/18;H02K7/20;H02P9/00;H02P9/30
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 蘇一幟

1.一種交直流復合勵磁型電機發電系統，其特征在于，包括：交直流復合勵磁型電機和發電機控制器，所述交直流復合勵磁型電機包括：定子勵磁磁阻電機和永磁電機；

定子勵磁磁阻電機第一電樞繞組（4）的輸出端與永磁電機第一電樞繞組（9）的輸入端連接，永磁電機第一電樞繞組（9）的輸出端與橋式不控整流電路的輸入端連接，橋式不控整流電路輸出端與主接觸器連接，構成所述交直流復合勵磁型電機發電系統主功率輸出電路；

定子勵磁磁阻電機直流勵磁繞組（3）與勵磁功率電路的輸出端連接，并構成所述發電系統直流勵磁電路，直流勵磁電路的輸入端通過勵磁接觸器與蓄電池連接；

定子勵磁磁阻電機第二電樞繞組（5）的輸出端通過交流接觸器與永磁電機第二電樞繞組（10）反向連接，并構成所述發電系統交流勵磁電路。

2.根據權利要求1所述的交直流復合勵磁型電機發電系統，其特征在于，定子勵磁磁阻電機定子鐵心（1）上安裝有三套繞組，包括：星型連接的定子勵磁磁阻電機第一電樞繞組（4），星型連接的定子勵磁磁阻電機第二電樞繞組（5），定子勵磁磁阻電機直流勵磁繞組（3）；永磁電機定子鐵心（6）上安裝有兩套繞組，包括：開繞組結構的永磁電機第一電樞繞組（9），星型連接的永磁電機第二電樞繞組（10）。

3.根據權利要求1所述的交直流復合勵磁型電機發電系統，其特征在于，所述發電機控制器包括：所述橋式不控整流電路、所述勵磁功率電路、發電控制單元、電流傳感器、電壓傳感器、勵磁電流傳感器、主接觸器、勵磁接觸器和交流接觸器；

其中，所述電流傳感器用于檢測橋式不控整流電路輸出側電流信號，電壓傳感器用于檢測橋式不控整流電路輸出側電壓信號；

勵磁電流傳感器用于檢測勵磁功率電路輸出側電流信號，其中，各個傳感器檢測得到的信號傳輸至發電控制單元；所述發電控制單元用于控制所述主接觸器、所述交流接觸器和所述勵磁接觸器，所述發電控制單元產生脈寬調制信號控制勵磁功率電路。

4.根據權利要求1所述的交直流復合勵磁型電機發電系統，其特征在于，外部蓄電池與直流勵磁電路連接并為所述直流勵磁電路提供勵磁功率，所述交直流復合勵磁型電機發電系統中的永磁電機向交流勵磁電路提供勵磁功率。

5.根據權利要求4所述的交直流復合勵磁型電機發電系統，其特征在于，

永磁電機第二電樞繞組（10）作為交流勵磁源繞組，向定子勵磁磁阻電機第二電樞繞組（5）提供勵磁功率；

定子勵磁磁阻電機第二電樞繞組（5）作為交流勵磁繞組，通過與定子勵磁磁阻電機第一電樞繞組（4）的耦合作用，將勵磁功率提供給所述發電系統主功率輸出電路。

6.一種應用于權利要求1-5中任意一項所述的交直流復合勵磁型電機發電系統的協調控制方法，其特征在于，該方法包括：

S1、接收到起動信號后閉合勵磁接觸器，發電控制單元讀取電機轉速，若所述電機轉速在最低發電轉速和最高發電轉速之間，則所述發電控制單元進行發電控制；

S2、接收到加載信號后，閉合交流接觸器；

S3、所述發電控制單元檢測當前的發電輸出電壓是否在最小輸出電壓和最大輸出電壓之間，若是則閉合主接觸器；

S4、所述發電控制單元接收到卸載信號后，依次斷開主接觸器和所述交流接觸器，并檢測是否接收到關機信號，若接收到所述關機信號，則斷開所述勵磁接觸器。

7.根據權利要求6所述的協調控制方法，其特征在于，所述發電控制單元在發電控制程序的執行過程中，對直流勵磁繞組的電流、發電輸出端的電壓和發電輸出端的電流進行檢測，并將檢測得到信號輸入所述發電控制單元。

8.根據權利要求7所述的協調控制方法，其特征在于，所述發電控制單元通過電壓傳感器H_udc，檢測所述交直流復合勵磁型電機發電系統的發電輸出端的輸出電壓U_dc；

將輸出電壓U_dc與發電輸出端的給定電壓信號U_dcref進行比較后，經過輸出電壓調節環節得到直流勵磁繞組電流給定信號i_fref；

通過勵磁電流傳感器H_if檢測直流勵磁繞組電流信號i_f，將i_f與直流勵磁繞組電流給定信號i_fref比較后，經過勵磁電流調節環節得到勵磁功率電路開關管斬波控制的脈寬調制信號PWMT1~T2；

根據所述脈寬調制信號控制直流勵磁繞組電流。