航空永磁起發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-01 12:48
目前,270V高壓直流起動(dòng)/發(fā)電技術(shù)成為我國(guó)新一代戰(zhàn)機(jī)發(fā)展重要研究技術(shù)。永磁同步電機(jī)由于高可靠性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率體積之比大等優(yōu)點(diǎn),迅速成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)本身無(wú)法自己起動(dòng),永磁同步電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng),當(dāng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)成功點(diǎn)火起動(dòng)后,作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)永磁同步電機(jī)發(fā)電運(yùn)行,為飛機(jī)上設(shè)備提供電源。不足之處就是永磁同步電機(jī)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)困難,不能通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁來(lái)改變輸出電壓,大大限制了它的范圍。其電機(jī)輸出電壓只能通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí),輸出電壓和頻率時(shí)刻在變化,只能通過(guò)后級(jí)的整流穩(wěn)壓裝置來(lái)輸出穩(wěn)定的直流母線電壓。首先,詳細(xì)說(shuō)明了航空永磁起發(fā)電穩(wěn)壓系統(tǒng)的工作過(guò)程、性能指標(biāo)和各個(gè)組成的子模塊。分析內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和電動(dòng)狀態(tài)下的矢量控制原理,并且提出了在發(fā)電狀態(tài)下矢量控制運(yùn)行的制約方程;針對(duì)永磁同步電機(jī)在高轉(zhuǎn)速發(fā)電狀態(tài)下反電勢(shì)過(guò)大導(dǎo)致直流母線電壓過(guò)高的問(wèn)題,提出了電壓反饋法和單電流調(diào)節(jié)器兩種弱磁方法,并列舉出各自的優(yōu)缺點(diǎn);最后對(duì)常用的不控整流電路以及升降壓斬波電路進(jìn)行分析。其次,分析三相PWM整流器的數(shù)學(xué)模型,對(duì)d、q軸電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行了解耦...
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
多電飛機(jī)Fig.1.1Multi-electricaircraft
發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓方式的研究現(xiàn)狀電機(jī)有以下四種常用的整流方式:二極管不控整流接后級(jí) DC-控整流、二極管不控整流加前級(jí)有源濾波裝置和 PWM 可控整不控整流接后級(jí) DC-DC 斬波電路控整流電路具有簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和較低成本的優(yōu)點(diǎn),但是本身制,因此通常和 DC-DC 斬波電路組成經(jīng)典的穩(wěn)壓控制電路,C-DC 斬波電路可以做到高開(kāi)關(guān)頻率,通過(guò)電路中的電感和電容品質(zhì)的電源輸出。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)永磁同步發(fā)電機(jī)時(shí)候,導(dǎo)致后級(jí) DC-DC 斬波電路的輸入電壓變化范圍非常大節(jié)范圍非常大,加大開(kāi)關(guān)管選型以及電感電容濾波值的難度。與控整流方式產(chǎn)生的多次電流諧波,會(huì)對(duì)電機(jī)本身產(chǎn)生不利影響值增大,導(dǎo)致電機(jī)銅耗增加,同時(shí)高次的諧波電流也會(huì)帶來(lái)電部發(fā)熱嚴(yán)重,永磁體可能具有退磁的危險(xiǎn)[7]。
圖 1.3 晶閘管半控整流Fig. 1.3 Thyristor half-controlled rectification極管不控整流加前級(jí)有源濾波裝置.4 所示為這種控制方法。為了應(yīng)對(duì)高轉(zhuǎn)速下穩(wěn)壓難的問(wèn)題,在不源濾波裝置。該裝置僅在高速下對(duì)電機(jī)饋入一定的 id弱磁電流小,因此不需要整個(gè)轉(zhuǎn)速下一直運(yùn)行。但是該種方式的電路設(shè)輸出直流母線電壓諧波含量較大。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于重復(fù)和準(zhǔn)比例諧振復(fù)合的直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器控制策略[J]. 徐紅燦,滕予非,王曉茹. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(08)
[2]電動(dòng)汽車交流充電樁諧波分析及諧波抑制研究[J]. 周娟,任國(guó)影,魏琛,樊晨,毛海港. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(05)
[3]永磁同步發(fā)電機(jī)弱磁控制策略的研究[J]. 鄧建國(guó),蔡亞輝,黃守道,張洪彬. 大電機(jī)技術(shù). 2016(05)
[4]PWM變換器在矢量旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下比例諧振控制策略及其魯棒性設(shè)計(jì)[J]. 孫強(qiáng),魏克新,王莎莎,杜吉飛,高成海. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]起發(fā)一體機(jī)發(fā)電模式的弱磁電壓控制策略[J]. 羅德榮,張洪彬,蔡亞輝,李亞雄. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(08)
[6]諧波補(bǔ)償重復(fù)控制及其在逆變器控制中的應(yīng)用[J]. 楊豪,趙軍紅,朱雁南,劉岳濱. 電氣傳動(dòng). 2013(08)
[7]內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的弱磁控制[J]. 陳寧,張躍,桂衛(wèi)華,喻壽益. 控制理論與應(yīng)用. 2013(06)
[8]永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)高性能弱磁控制策略研究[J]. 張朝陽(yáng),許峻峰,劉雄. 大功率變流技術(shù). 2013(03)
[9]變速永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及控制策略[J]. 沈建新,繆冬敏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(03)
[10]PR控制器在永磁同步電機(jī)控制中的應(yīng)用[J]. 羅德榮,陳自強(qiáng),黃守道,郭燈塔. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
博士論文
[1]混合動(dòng)力電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)弱磁控制的研究[D]. 那日沙.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[2]三相電壓型PWM整流器控制策略及應(yīng)用研究[D]. 鄭忠玖.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)指定次諧波分析與抑制研究[D]. 王臻.鄭州大學(xué) 2018
[2]電動(dòng)發(fā)電一體化電機(jī)控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 衛(wèi)一.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2017
[3]PWM整流器控制下永磁同步發(fā)電機(jī)電流諧波分析[D]. 宋廣興.湖南大學(xué) 2017
[4]串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 張洪彬.湖南大學(xué) 2016
[5]車載變速永磁同步發(fā)電機(jī)恒壓恒頻供電系統(tǒng)的研究[D]. 趙彩虹.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[6]集中繞組永磁起動(dòng)發(fā)電機(jī)研究與分析[D]. 周麗君.南京航空航天大學(xué) 2016
[7]應(yīng)用于APU起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)發(fā)電技術(shù)研究[D]. 王永杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]永磁同步發(fā)電機(jī)的PWM整流技術(shù)研究[D]. 曹凱煒.南京航空航天大學(xué) 2014
[9]基于DSP的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)的研究[D]. 姜穎異.華南理工大學(xué) 2013
[10]改善永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)弱磁控制性能的方法研究[D]. 徐瓊.湖南大學(xué) 2013
本文編號(hào):2951315
【文章來(lái)源】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
多電飛機(jī)Fig.1.1Multi-electricaircraft
發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓方式的研究現(xiàn)狀電機(jī)有以下四種常用的整流方式:二極管不控整流接后級(jí) DC-控整流、二極管不控整流加前級(jí)有源濾波裝置和 PWM 可控整不控整流接后級(jí) DC-DC 斬波電路控整流電路具有簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和較低成本的優(yōu)點(diǎn),但是本身制,因此通常和 DC-DC 斬波電路組成經(jīng)典的穩(wěn)壓控制電路,C-DC 斬波電路可以做到高開(kāi)關(guān)頻率,通過(guò)電路中的電感和電容品質(zhì)的電源輸出。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)永磁同步發(fā)電機(jī)時(shí)候,導(dǎo)致后級(jí) DC-DC 斬波電路的輸入電壓變化范圍非常大節(jié)范圍非常大,加大開(kāi)關(guān)管選型以及電感電容濾波值的難度。與控整流方式產(chǎn)生的多次電流諧波,會(huì)對(duì)電機(jī)本身產(chǎn)生不利影響值增大,導(dǎo)致電機(jī)銅耗增加,同時(shí)高次的諧波電流也會(huì)帶來(lái)電部發(fā)熱嚴(yán)重,永磁體可能具有退磁的危險(xiǎn)[7]。
圖 1.3 晶閘管半控整流Fig. 1.3 Thyristor half-controlled rectification極管不控整流加前級(jí)有源濾波裝置.4 所示為這種控制方法。為了應(yīng)對(duì)高轉(zhuǎn)速下穩(wěn)壓難的問(wèn)題,在不源濾波裝置。該裝置僅在高速下對(duì)電機(jī)饋入一定的 id弱磁電流小,因此不需要整個(gè)轉(zhuǎn)速下一直運(yùn)行。但是該種方式的電路設(shè)輸出直流母線電壓諧波含量較大。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于重復(fù)和準(zhǔn)比例諧振復(fù)合的直驅(qū)風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)變流器控制策略[J]. 徐紅燦,滕予非,王曉茹. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(08)
[2]電動(dòng)汽車交流充電樁諧波分析及諧波抑制研究[J]. 周娟,任國(guó)影,魏琛,樊晨,毛海港. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(05)
[3]永磁同步發(fā)電機(jī)弱磁控制策略的研究[J]. 鄧建國(guó),蔡亞輝,黃守道,張洪彬. 大電機(jī)技術(shù). 2016(05)
[4]PWM變換器在矢量旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下比例諧振控制策略及其魯棒性設(shè)計(jì)[J]. 孫強(qiáng),魏克新,王莎莎,杜吉飛,高成海. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]起發(fā)一體機(jī)發(fā)電模式的弱磁電壓控制策略[J]. 羅德榮,張洪彬,蔡亞輝,李亞雄. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(08)
[6]諧波補(bǔ)償重復(fù)控制及其在逆變器控制中的應(yīng)用[J]. 楊豪,趙軍紅,朱雁南,劉岳濱. 電氣傳動(dòng). 2013(08)
[7]內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的弱磁控制[J]. 陳寧,張躍,桂衛(wèi)華,喻壽益. 控制理論與應(yīng)用. 2013(06)
[8]永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)高性能弱磁控制策略研究[J]. 張朝陽(yáng),許峻峰,劉雄. 大功率變流技術(shù). 2013(03)
[9]變速永磁同步發(fā)電機(jī)系統(tǒng)及控制策略[J]. 沈建新,繆冬敏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(03)
[10]PR控制器在永磁同步電機(jī)控制中的應(yīng)用[J]. 羅德榮,陳自強(qiáng),黃守道,郭燈塔. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
博士論文
[1]混合動(dòng)力電動(dòng)汽車永磁同步電機(jī)弱磁控制的研究[D]. 那日沙.哈爾濱理工大學(xué) 2013
[2]三相電壓型PWM整流器控制策略及應(yīng)用研究[D]. 鄭忠玖.大連理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)指定次諧波分析與抑制研究[D]. 王臻.鄭州大學(xué) 2018
[2]電動(dòng)發(fā)電一體化電機(jī)控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 衛(wèi)一.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2017
[3]PWM整流器控制下永磁同步發(fā)電機(jī)電流諧波分析[D]. 宋廣興.湖南大學(xué) 2017
[4]串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 張洪彬.湖南大學(xué) 2016
[5]車載變速永磁同步發(fā)電機(jī)恒壓恒頻供電系統(tǒng)的研究[D]. 趙彩虹.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[6]集中繞組永磁起動(dòng)發(fā)電機(jī)研究與分析[D]. 周麗君.南京航空航天大學(xué) 2016
[7]應(yīng)用于APU起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)發(fā)電技術(shù)研究[D]. 王永杰.南京航空航天大學(xué) 2016
[8]永磁同步發(fā)電機(jī)的PWM整流技術(shù)研究[D]. 曹凱煒.南京航空航天大學(xué) 2014
[9]基于DSP的永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)的研究[D]. 姜穎異.華南理工大學(xué) 2013
[10]改善永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)弱磁控制性能的方法研究[D]. 徐瓊.湖南大學(xué) 2013
本文編號(hào):2951315
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