车用发电机六相不控整流系统的建模方法技术方案

一种车用发电机六相不控整流器系统数学建模方法，包括如下步骤：建立符号函数及中性点各相电压计算公式，单独运行模式的车用发电机不控整流系统的数学建模过程，带有恒压源并联运行模式的车用发电机不控整流系统的数学建模过程，带有蓄电池的车用发电机不控整流系统的数学建模过程，考虑雪崩二极管特性的单独运行模式的车用发电机不控整流系统的数学建模过程，考虑雪崩二极管特性的带有蓄电池的车用发电机不控整流系统的数学建模过程。该方法准确性和可靠性高，更有利于对车用发电系统进行良好的运行分析与综合设计，该建模方法同样适用于车用发电机三相不控整流系统。

【技术实现步骤摘要】
车用发电机六相不控整流系统的建模方法
本专利技术涉六相不控整流桥的建模方法，具体涉及一种车用发电机六相不控整流系统的建模方法。
技术介绍
随着现代汽车中电器负载的日益增加，耗电量迅速增长，目前典型值1.5kW～3kW。发电机作为汽车主要电源之一，为车用电器负载供电，同时为蓄电池供电。直流发电机由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。另外，由于损耗存在于转子上，使得散热困难，限制了电机转矩质量比的进一步提高。交流发电机可以避免直流发电机的上述问题，目前车用发电系统基本上采用带有不控整流器的交流发电系统取代原来的直流发电系统。建立一个普适的发电机整流系统数学模型可以有效地帮助人们了解和优化发电机系统性能。目前普遍的做法是利用Simulink环境下建立车用发电机模型，再结合SimPowerSystems的整流模块搭建车用发电机整流系统仿真模型。这种方法很难考虑车用发电机系统的各种运行工况，如单独运行、带有电池并联运行、带有恒压源并联运行、雪崩二极管整流桥甩负荷等，适用于整车性能仿真的不控整流器系统数学模型。专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用发电机六相不控整流系统建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)采用带有整流桥的混合励磁六相爪极发电系统，包括分别与abc三相星接绕组、xyz三相星接绕组连接的A组三相整流桥、B组三相整流桥，每个三相整流桥由三对反串联二极管并联构成，N为直流侧零电位参考点；N1为abc三相星接绕组中性点；N2为xyz三相星接绕组中性点，直流侧向等效负载供电；假设各相绕组电流是连续的，整流器桥臂上中点a、b、c、x、y、z对直流侧零电位N的电压uaN、ubN、ucN、uxN、uyN、uzN、可以表示为

【技术特征摘要】
1.一种车用发电机六相不控整流系统建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)采用带有整流桥的混合励磁六相爪极发电系统，包括分别与abc三相星接绕组、xyz三相星接绕组连接的A组三相整流桥、B组三相整流桥，每个三相整流桥由三对反串联二极管并联构成，N为直流侧零电位参考点；N1为abc三相星接绕组中性点；N2为xyz三相星接绕组中性点，直流侧向等效负载供电；假设各相绕组电流是连续的，整流器桥臂上中点a、b、c、x、y、z对直流侧零电位N的电压uaN、ubN、ucN、uxN、uyN、uzN、可以表示为式中，u0为直流侧输出电压；uT为二极管导通压降；sgn()为符号函数，表示如下：另外，式中，UaN1、UbN1、UcN1、UxN1、UyN1、UzN1为整流器桥臂上点a、b、c、x、y、z对爪极发电机中性点N1、N2的各相电压，UNN1、UNN2为直流侧零电位参考点对abc三相星接绕组中性点、xyz三相星接绕组中性点的电压；由于三相绕组对称性，可知uaN1+ubN1+ucN1＝uxN2+uyN2+uzN2＝0(3)式(3)带入式(2)，可得：将式(1)带入式(4)与式(5)，得到式中，f(ia，ib，ic)与f(ix，iy，iz)分别定义如下：f(ia，ib，ic)＝sgn(ia)+sgn(ib)+sgn(ic)(8)f(ix，iy，iz)＝sgn(ix)+sgn(iy)+sgn(iz)(9)利用式(2)，得到整流器桥臂上点a、b、c、x、y、z对爪极发电机中性点的各相电压为：将式(6)与式(7)带入式(10)，得到为了表达方便，对中性点的各相电压表示ua、ub、uc、ux、uy、uz，式(11)变为：步骤2)单独运行模式的车用发电机不控整流系统的数学建模过程：步骤2.1对于单独运行模式，直流侧直接向负载供电；该模型的输入包括来自于车用发电机的各相电流ia、ib、ic、ix、iy、iz以及直流侧负载电压u0；该模型的输出包括车用发电机的各相电压ua、ub、uc、ux、uy、uz以及直流侧电流i0；步骤2.2根据选用二极管的管型确定二极管的管压降，并设置管压降uT，读取交流侧的各相电流ia、ib、ic、ix、iy、iz，建立数组A＝[iaibic]与数组B＝[ixiyiz]，进入直流侧电流i0计算模块；直流侧电流i0的计算，搜索数组A中大于零元素的索引值find(A>0)，并赋值给A_positve_index中，将索引值A_positve_index所对应A中的元素赋值给A_positive，将A_positive中的各元素求和，即为A组整流桥输出的电流i01；搜索数组B中大于零元素的索引值find(B>0)，并赋值给B_positve_index中，将索引值B_positve_index所对应B中的元素赋值给B_positive，将B_positive中的各元素求和，即为B组整流桥输出的电流i02；再将i01与i02求和，即为整流桥直流侧电流i0；步骤2.3读取直流侧负载电压u0，根据式(8)计算符号函数f(ia，ib，ic)，再根据式(9)计算符号函数f(ix，iy，iz)，再根据式(12)计算各相电压；步骤2.4输出交流侧各相电压与直流侧电流，最后再返回步骤2.2，重新读入数据；步骤3)带有恒压源并联运行模式的车用发电机不控整流系统的数学建模过程：步骤3.1对于带有恒压源并联运行模式系统，直流侧并联恒压源，然后向负载供电；该模型的输入包括来自于车用发电机的各相电流ia、ib、ic、ix、iy、iz以及负载电流iL；模型的输出包括车用发电机的各相电压ua、ub、uc、ux、uy、uz、恒压源电流ie、直流侧电流i0、直流侧输出电压u0；步骤3.2设置二极管的管压降uT，设置恒压源电压u0，读取交流侧的各相电流ia、ib、ic、ix、iy、iz，建立数组A＝[iaibic]与数组B＝[ixiyiz]，进入直流侧电流i0计算模块；直流侧电流i0的计算，搜索数组A中大于零元素的索引值find(A>0)，并赋值给A_positve_index中，将索引值A_positve_index所对应A中的元素赋值给A_positive，将A_positive中的各元素求和，即为A组整流桥输出的电流i01；搜索数组B中大于零元素的索引值find(B>0)，并赋值给B_positve_index中，将索引值B_positve_index所对应B中的元素赋值给B_positive，将B_positive中的各元素求和，即为B组整流桥输出的电流i02；再将i01与i02求和，即为整流桥直流侧电流i0；步骤3.3读取负载电流iL，计算恒压源电流ie＝i0-iL；根据式(8)计算符号函数f(ia，ib，ic)，再根据式(9)计算符号函数f(ix，iy，iz)，再根据式(12)计算各相电压；步骤3.4输出交流侧各相电压、直流侧电流i0、恒压源电流ie与直流侧输出电压u0，最后再返回步骤3.2，重新读入数据；步骤4)带有蓄电池的车用发电机不控整流系统的数学建模过程：步骤4.1对于带有蓄电池并联运行模式，直流侧并联蓄电池，再向负载RL供电；蓄电池部分采用基于PNGV等效电路的电路模型构建蓄电池的数学模型，即Rs和Cs并联后与Re、E、Cp串联，所述Rs—等效极化电阻；Cs—等效极化电容；Re—等效电阻；Cp—...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫庆辉，侯元祥，伦淑娴，刘继行，刘勇东，郝立国，王国东，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21