飞机无刷交流发电机设计原则及试验仿真研究

旋转整流器式无刷交流发电机是飞机恒速恒频、变速恒频及高压直流电源系统的核心部件。随着电机制造材料的发展,无刷交流发电机的设计也在不断发展与完善。变速恒频及高压直流电源中的无刷交流发电机后级带整流负载,因而电机结构有别于恒速恒频电源中的发电机。为实现体积小、重量轻、性能好的设计目标,讨论了变速恒频电源中无刷交流发电机的设计原则。并结合某一样机实例,对无刷交流发电机进行了数字仿真并对样机进行了性能试验,样机试验及仿真结果基本吻合,说明数字仿真的正确性。针对该样机的设计不足,本文提出了一种改进方案,从而进一步改善了电机结构和工艺性。     

旋转整流器式无刷励磁电路的动态特性分析

对旋转整流器式无刷励磁电路的动态特性进行了较深入的计算机数字仿真分析。比较了三相桥式整流和三相零式整流两种励磁电路的动态响应特性，得出换相电抗负载因素、励磁机和主发电机励磁绕组时间常数对动态响应时间的影响关系。这些关系的揭示对合理设计旋转整流器式无刷发电机参数，提高整体系统性能具有一定的指导意义。     

永磁无刷直流发电机的工作特性研究

建立了永磁同步发电机和二极管整流器构成的永磁无刷直流发电机的数学模型。采用数字仿真方法分析了该电机的静态和动态工作特性。分析表明，永磁式无刷直流发电机具有较硬的外特性和快速的动态响应过程。在分析含该类电机的电源系统的特性时，可以采用其稳态工作特性。     

电励磁双凸极发电机的非线性建模与空载特性仿真

提出了一种新的建模方法,即在电励磁双凸极电机电磁场有限元计算的基础上,利用M atlab对电励磁双凸极无刷直流发电机进行非线性建模与仿真;并导出了电励磁双凸极电机无刷直流发电系统考虑换相过程时的非线性仿真模型。最后,用提出的非线性建模和仿真计算方法,对一台三相12/8极电励磁双凸极无刷直流发电机的空载电势波形进行了仿真,进而计算出电机的空载电势。结果表明:空载电势和空载特性的仿真与实验结果一致性较好。     

双凸极发电机电压调节的DSP控制实现

采用励磁电流负反馈技术的模拟调压器在航空发电机调压器上得到了应用,对这种模拟调压器进行研究,可以得到其对应的传递函数。文中将模拟调压器的传递函数进行数字化,得到了可以应用于数字调压器的控制算法。针对双凸极无刷直流发电机的调压要求,设计了以ＴＭＳ３２０Ｃ３２为核心的数字调压器硬件平台。采用上述控制算法的数字调压器对双凸极无刷直流发电机进行实验,取得了良好的控制效果。实验结果表明,在数字调压器中,采用     

飞机无刷交流发电机晶体调压器动态设计与系统稳定性分析

本文在通过实验求得飞机无刷交流发电机传递函数的基础上,提出了晶体管电压调节器动态设计方法,即用对数频率特性法来确定晶体调压器设计参考点、补偿网络和调压器敏感电路的选择等。用此方法设计的晶体调压器,经与实际发电机配套试验得到了较满意的结果。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的研究(英文)

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁密大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值.相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定.在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁密和功率密度.     

电励磁双凸极无刷直流发电机电压纹波分析

在电励磁双凸极无刷直流发电机结构参数一定,电阻性负载的条件下,考虑到铁芯材料的非线性饱和特性,在二维有限元非线性分析的基础上,通过仿真定量地分析解释了励磁磁场不同时,12/8电励磁双凸极发电机相电压波形在120~180°变化的原因及变化规律,并分析了励磁磁场强弱及电枢反应对发电机输出直流电压纹波的影响及其非线性变化规律,经过实验验证了分析结果的正确性。分析所得结论为电机性能的优化设计提供了理论依据,并对励磁控制的优化具有指导作用。同时,对双凸极电动机控制方式的选择具有指导意义。     

无刷发电机脉宽调制励磁系统的自激特性

以零式整流方式为例，对目前常采用的旋转整流器式无刷发电机的脉宽调制型励磁回路的自作用进行了较深入的理论分析和数字仿真。结果表明，在正常运行情况下，由于励磁电流的最上值大于零，脉宽调制型励磁回路中不会产生自激作用；但在某些故障情况，如零式整流器中一整流管短路故障下，由于谐波电枢反应较大，励磁电流中交流的分量较大，其最小值有可能小于等于零。此时若不采取任何措施，则该小于零部分因受与励磁绕组相关联的二极     

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。     

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。     

恒速运行时交流励磁系统电流线性放大器特性分析

着重研究了恒速情况下交流励磁系统的电流线性放大器特性的实现问题。作者采用了ａｂｃ坐标系统下的凸极同步发电机的数学模型，对交流励磁机带桥式整流电路进行了精确的计算机仿真分析。结果表明，在恒速运行时，电流线性放大器特性的好坏主要取决于电机的电抗负载因素，以及直轴同步电抗大小。通过合理选择电机参数，交流励磁机的电流线性放大器特性可基本得到实现。这对改善电机性能，减轻调压器负担，提高调压精度等有重大意义。     

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。     

隔离段激波串精细结构与压力特性实验研究

在马赫数为2.5的等截面隔离段风洞中开展了无控制和安装T形涡流发生器两种情况的瞬态流场结构显示与压力测量的实验研究。运用常规纹影和基于纳米示踪的平面激光散射技术（NPLS）对两种不同状态的隔离段激波串三维流场精细结构进行了显示测量。结果表明:较传统纹影的测量结构而言,NPLS精细测量能够得到湍流边界层、激波串、分离区等细节结构。T形涡流发生器产生的展向涡与激波串相互作用,激波串前缘结构为分叉正激波,紧跟其后的第二道激波实际上结构与其类似。同时采用高频压力传感器对两种隔离段中激波串的壁面压力进行了测量,采用常规统计分析方法和差分平方累和方法对激波串压力分布、脉动及其上传特性进行了分析。分析表明,差分平方累和方法可以有效检测激波串的前缘位置。     

稀土永磁方波无刷直流电动机调速系统的实验研究

稀土永磁方波无刷直流电动机是静止功率变换器和电机设计相结合的产物，本文分析了稀土永磁方波无刷直流电动机的控制性能，指出它具有电机磁定向控制简化为磁极位置控制的特点，从而控制简单又提高控制性能，为此在稀土永磁方波无刷直流电动机调速系统中，采用了两态稳频电流调节器，ＰＷＭ电子换向器，电流分时反馈等具有特色的线路设计，实验结果表明，该调速系统体现了静止功率变换器与电机配合运行的特点，验证了稀土永磁方波无     

串-串补偿与串-并补偿非接触谐振变换器特性分析与控制策略

非接触供电技术由于其供电灵活,具有少维护性及安全方便的优点,在移动设备充电场合、油田、水下供电场合具有很大的优势。本文主要针对串-串补偿、串-并补偿两种最为常用的非接触谐振变换器进行了分析。通过对两种变换器输出电压增益、输入阻抗的分析,说明了串-串补偿非接触谐振变换器更适合采用自激控制方法工作于高频增益交点,可获得较为恒定的输出和较高的效率;而串-并补偿非接触谐振变换器则更为适合采用锁相环(Phase lock loop,PLL)控制。最后,通过一台60W串-串补偿和一台100W串-并补偿非接触谐振变换器的实验证明了分析的正确性。     

电流型两象限斩波器控制无刷直流电动机的制动原理分析

采用电流型两象限斩波器控制是稀土永磁无刷直流电动机减小电枢电流脉动的一个重要措施。虽然该系统在许多方面可采用一般无刷直流电动机的控制方法,但在制动控制上若仍沿用常规控制方法,将造成电机电流失控现象,损坏逆变器。本文对这种电流失控现象的机理进行了详细的分析,并在此基础上提出了有效的解决方法。最后对采用降压型斩波器和电流型两象限斩波器控制的无刷直流电动机的制动性能作了仿真比较,并对电流型两象限斩波器控制的稀土永磁无刷直流电动机进行了系统实验。数字仿真与系统实验表明,该电流型两象限斩波器控制的稀土永磁无刷直流电动机能可靠、有效地实现快速制动     

汽车交流发电机性能自动化测试系统的开发与设计

针对汽车交流发电机特性,研发了汽车交流发电机性能自动化测试系统.介绍了测试系统的硬件控制电路部分及软件的组成,阐述了测试系统的工作原理、设计方法、数据处理技术、控制策略.现场调试和生产线上的稳定运行表明研发的测试系统设计合理,控制精度高,工作节拍短,抗干扰能力强.     

矢量控制的无刷交流电动机调速系统仿真

本文介绍交流无刷电动机调速系统的仿真方法,知仿真数学模型的建立,速度调节系统控制策略的确定及仿真ＳＩＭＵＬＩＮＫ实现等。本文也给出了一个基于仿真结果设计的实际调速系统。     

稀土永磁无刷直流发电机特性分析

本文讨论了一种新型永磁无刷直流发电机的构成和工作原理,并指出稀土永磁方波电机与工作于方波方式的升压型功率变换器协调工作,是实现最佳配合的一种新方案.文中还详细分析了该电机的特性:输出电压U_0、导通比D_y、输入电流I_i与转速n的关系;输出电压的脉动△u_0、输入电流的脉动△I_i、外特性和效率。样机实验表明,分析是正确的。 电力电子器件的发展,将日益显示这种新型电机的生命力。我国稀土资源丰富,发展稀土电机有广阔的前景,稀土电机的发展与电力电子变换器的发展关系十分密切.本文就是从两者的结合方面进行分析讨论的。为机电一体化电机的开发和设计提供了理论和技术基础。