6 kW开关磁阻起动/发电系统设计及实现

由于开关磁阻起动 /发电系统结构简单、坚固、成本低 ,具有高容错运行能力、较高的能量密度和高速运行能力等特性 ,使得其被发展应用于航空领域。该系统很容易实现起动和发电双功能 ,发电运行的额定功率为 6 k W,输出 2 70 V直流电压 ,最高转速为 12 0 0 0 r/m in,其电压品质满足 MIL- STD- 70 4E标准。文中重点介绍该系统的工程设计及预定试验 ,在起动运行时采用开环控制 ,控制很方便 ;在发电运行时采用调角度电流斩波方法、双闭环控制 ,使得电压在较宽转速范围下具有很好的稳态特性和动态特性 ,试验结果表明该系统的特性优良。     

C-dump变换器的发电运行特性研究

介绍了一种可用于无刷起动／发电双功能系统的变换器拓扑－－Ｃ－ｄｕｍｐ变换器,分析了其发电运行的基本原理。Ｃ－ｄｕｍｐ变换器发电运行时存在电机相电流利用主经低、这大的问题。为克服上述缺点,提出了一咎改进型Ｃｄｕｍｐ变换器拓扑。文中对采用这种改进型变换器的发电系统的最低工程转速限制和系统发电特性进行了详细的讨论,分析了发电系统的输出电压及效率与转速的关系。研究结果表明,采用改进型Ｃ－ｄｕｍｐ变换器的发     

电励磁双凸极电机两种电动控制策略的分析和比较

讨论了QFW—18电励磁双凸极起动／发电系统在电动运行时的两种控制策略，对其进行了理论上的分析，井在QFW-18kW样机上进行了实验研究。结果表明，双凸极起动／发电系统在电动运行时通过对两种控制策略的结合，能较好地解决航空发动机在起动过程中双凸极电机与发动机的转速及转矩的匹配问题。     

全波升压式C—dumP变换器发电运行时两种工作模式的分析与比较

为使无刷直流电机减小体积、减轻重量、降低成本，选择了电容储能型（C－dump）交换器作为飞机起动／发电系统主电路，考虑发电运行的性能要求对变换器拓扑作了改进。改进得到的全波升压式C－dump变换器可作为双向功率流变换器，应用于无刷直流电机起动／发电系统，具有重要的实用价值。全波升压式C－dump变换器由两级功率变换电路构成，发电运行时有两种工作模式：单级工作模式和两级工作模式。本文分析了C－dump变换器发电运行的原理和特性，介绍了这两种工作模式的原理和特性，详细分析了两种工作模式的输出电压纹波、主开关管占空比、发电效率与电机转速的关系，最后进行了仿真分析与比较。     

车用开关磁阻电机起动／发电／助力一体化系统研究

介绍了一种基于DSP和CPLD的车用开关磁阻电机起动/发电/助力一体化系统。该系统研制了一台3 kW12/10结构开关磁阻电机作为机电能量转换装置,采用TM S320F 240型DSP和EPM 7128S型CPLD构成数字控制器,可实现汽车的起动、助力、发电等一体化功能。在控制策略上,起动时以获得最大电磁转矩为优化目标,助力时兼顾转矩和效率,发电时则根据蓄电池的荷电情况自动选择恒流充电和恒压充电。实验结果表明,本文提出的车用开关磁阻电机起动/发电/助力一体化系统具有优良的电动、发电及缺相运行性能,能满足汽车的起动、助力、发电等一体化功能要求。     

无刷直流起动/发电系统的起动控制

介绍了用于某型飞机的无刷直流机载起动/发电系统。该系统的起动/发电机采用电励磁双凸极电机,文中通过改进电机结构降低了起动时的转矩脉动,在理论分析的基础上提出了基于转速变化的阶段性角度控制:低速采用标准位置查询起动,中高速采用随转速变化自动改变提前角的角度控制方式,使起动机工作在最佳状态。最后,完成了18 kW无刷起动/发电系统的样机制作及航空发动机的冷开车试验。试验表明:该系统的起动控制策略正确有效,起动转矩平滑,所需电源容量小,效率高,具有良好的起动性能。     

MCS－8098控制的开关磁阻电机调速系统

介绍了采用ＭＣＳ－８０９８单片机及其相应的接口电路构成的开关磁阻电机控制系统．详细论述了系统各组成部分的工作原理、硬件实现方法及基本的控制软件流程。井以作者研制的四相８／６结构５００Ｗ样机为控制对象，在实验室进行了实际运行试验。结果表明：该系统结构简单，控制与保护功能完善，调速性能优良。     

双闭环控制反激变换器起动过程

变换器起动期间,由于低的输出电压导致过冲电流,将对变换器造成损坏。本文研究了电压电流双闭环控制反激（Flyback）变换器的起动过程,该变换器采用峰值电流控制芯片来实现。将Flyback变换器的起动过程分为电流过冲、电流调节器调节和电压调节器调节3个阶段。分别讨论了断续模式和连续模式下起动过程的3个阶段的特点,详细分析了影响起动过程电流过冲的因素。文中进行了仿真分析,并且通过对500W,200V／20V原理样机的研制,验证了仿真分析的正确性。     

电励磁双凸极电机起动全过程励磁控制策略

电励磁双凸极电机由于励磁电流可控制,用于起动工作时理论上能够调节励磁电流实现恒功率控制。但是由于双凸极电机的非线性特性导致其反电势为不规则方波形状,类似直流电机采用相电压反馈控制励磁电流实现恒功率控制困难较大。本文在双凸极电机恒转矩起动阶段,恒流控制励磁电流,根据起动机转速反馈实现控制模式的平稳切换;在恒功率阶段利用三相端电压整流值间接测量反电势来控制励磁电流,实现双凸极电机弱磁控制,保证恒功率阶段电机的出力最大。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

开关磁阻电机发电运行的角度位置控制

开关磁阻发电机的可控参数，控制灵活。首先分析开通角，关断角对发电运行性能的影响，然后根据数值仿真结果，提出一要用调节开通角，优化关断角的角度位置控制模式，并成功地运用于6KW变速恒压开关磁阻发电实验系统。实验结果表明，角度位置控制模式具有控制简便，系统效率高及动、静态性能优良等特点。     

新型混合励磁电机技术研究与进展

混合励磁电机是对传统单一励磁方式电机的发展,力求综合永磁电机和电励磁电机的优势和特点,有利于减少稀土永磁体用量、拓宽永磁电机调速及调压范围,在航空电源、新能源发电与驱动系统等领域有重要应用前景。本文从励磁结构和磁路原理两个角度对混合励磁电机进行分类和阐述,系统总结了提出的新型转子磁分路混合励磁电机及并列式混合励磁电机的结构原理与运行特点,论述了基于转子磁分路机理发展的混合励磁同步电机不同结构拓扑及其原理,给出了发电/电动运行控制的基本策略与方法。新型混合励磁结构拓扑及控制技术的研究为丰富和发展混合励磁电机技术提供了理论参考与实践指导。     

圆柱-球体三自由度超声电机及其控制

研制了一种一阶纵振和二阶弯振模态组合的圆柱-球体三自由度超声电机。研究了其中两个自由度的运动轨迹跟踪控制策略,并将其应用于电机样机的控制。其中,运转速度的控制采用激励电压幅值调节法,针对位置控制提出了两种运动轨迹控制策略一种是逐点比较控制,另一种是矢量分解控制。本文提出了调节激励电压幅值的3种脉冲宽度调制(PWM)方法,对这些方法作了比较,并通过一系列实验得到验证。结果表明当改变激励电压幅值时,保持3个振动模态的相位差不变和激励电压信号不失真,是简化控制过程、提高控制性能的关键;矢量控制法效果较好,并有轨迹跟踪误差小、运动平稳和噪声小等优点。     

采用开关磁阻电机系统的电动摩托研究

电动车辆是融多学科为一体的高科技产物,发展速度不断加快,本文对电动摩托车的总体设计进行了研究,并针对电动摩托车的特点提出了一种开关磁阻电机驱动系统（ＳＲＤ）方案,该开关磁阻电机采用８／６结构,其优点是容易再生制动,效率较高,起动力矩大,可靠性较好。额定功率为１ｋＷ,向驱动系统提供动力的是两只１２Ｖ３６Ａｈ的铅酸蓄电池,控制器以８０Ｃ１９６ＫＢ单片机为核心,在对ＳＲＤ充分研究的基础上,完成了电动摩托     

新型双凸极发电机数字控制原理与实现

电励磁双凸极电机是一种新型交流无刷电机,它具有结构简单、可靠性高、维修方便等优点,用作发电机具有调压控制简单、可故障灭磁等优点。文中首先介绍了电励磁双凸极发电机系统的控制原理,并分析了发电系统的控制规律。为优化控制P I参数,提高系统的动稳态性能,通过M atlab仿真获得根据输出电压与给定电压的偏差的变P I参数组合,并经试验优化该P I参数组合。然后,通过硬件构成与软件设计两方面介绍了基于DSP控制的电励磁双凸极发电机系统的设计方法。最后,以一台30 kW发电机为例,设计了一套数字调压器,并进行了系统试验。实验结果表明,电励磁双凸极发电系统采用变P I参数的控制方法具有良好的动稳态特性。     

开关磁阻电动机的换相基本理论与实践

介绍了开关磁阻电动机的换相原理，提出了衡量其换相性能的指标，并与其它类型电动机的换相机理做了对比。根据对常规四相８／６结构方案、三相６／４结构ＰＷＭ方案和四相五管制调压调速方案的实践，分析了影响其换相性能的主要控制参数和运行参数，表明关断角θ２是影响换相性能的主要控制参数，并以最大电磁功率为准则，给出了四相８／６结构和三相６／４结构的θ２优选范围，且其低速、轻载运行时，比高速、重载运行时的换相性能要好。     

变速恒频电源低速电动工作状态分析

本文讨论变速恒频电源系统交-交方案低速电动机运行时的工作特点。它有两种工作状态:电流连续和电流断续。低速电动工作藉交流电源电压实现电机换相,和高速反电势换相相比,低速允许最大电流较大。故电磁转矩也较大。低速工作转速范围达同步转速的30％。为了充分发挥电机的能力,应根据电机转速取不同的调节器电流限制值,以缩短起动航空发动机的时间。     

双凸极永磁电机数字控制驱动系统的分析与实现

揭示了采用斜槽转子结构的双凸极永磁电机独特的静态特性和运行原理,分析研究了新颖的控制策略和变P I参数转速调节与单极性电流滞环调节相结合的双闭环控制方案,阐述了DSP的数字实现方法,设计研制了9 kW,12/8极转子斜槽式双凸极永磁电机驱动系统。实验结果表明,转子斜槽结构电机与本文控制方案的结合有效改善了齿谐波效应,提高了电机出力及运行平稳度,具有结构简单、功率密度高、效率高、起动速度快和可控性好等优点。     

双凸极永磁电机控制方式Ⅱ的两种通电原则比较

以12／8极双凸极永磁电机为研究对象,介绍了其在控制方式Ⅱ下的两种通电原则,对二者进行了分析比较,并对其稳态运行过程进行了仿真模拟,最后在一台原理样机上进行了实验验证。结果表明：双凸极电机在控制方式Ⅱ下的两种通电原则,其工作模式间存在着本质的差别,因而在实际运用中只能采用通电原则Ⅰ。     

基于定子磁势闭环控制的无刷直流电机空间矢量无位置传感器起动新方法

针对无位置传感器的永磁无刷直流电机开环起动转矩脉动大、起动成功率低的问题,分析了基于三三导通三相逆变器的电压空间矢量调制(Space vector pulse width modulation,SVPWM)控制,并推导了三相星形连接下的定子合成磁势矢量与电流最大相磁势矢量的关系。在此基础上,提出了一种在前级增加定子磁势调节的起动控制策略并对其进行简化。该起动算法不依赖于电机转子凸极性和初始位置,并有效控制了起动电流大小和抑制了起动转矩脉动,电机开环起动性能比传统的升频起动显著提高。最后通过仿真和实验验证了该起动控制算法的有效性。     

C—dump变换器开关的工作方式及其对调速系统的影响

讨论无刷直流电机调速系统中C－dump（电容储能型）变换器新波开关的工作方式对变换器储能电容电压和电机电流的影响，对斩波开关提出了三种控制方法：滞环控制、PWM控制以及滞环结合PWM控制。本文对其与主开关的配合方式进行了详细的分析与比较，给出了系统在各种方式下的实验结果。研究表明，C－dump变换器的新波开关采用滞环控制与PWM控制相结合的工作能较好的减小电机电流脉动，进而减小电磁转矩脉动，有利于系统稳态性能的提高。