油电混合供电系统及其发电控制装置及方法、无人机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了油电混合供电系统及其发电控制装置及方法、无人机，所述发电控制装置包括：采样电路，用于对整流电路输入端的交流电信号和整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；位置传感器，用于根据交流采样信号获得电机的转子位置；模式控制器，用于根据直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式；主控制器，用于根据交流采样信号、直流采样信号、转子位置以及工作模式产生控制信号；驱动电路，用于根据控制信号获得整流电路的驱动信号。本发明专利技术公开的油电混合供电系统及其发电控制装置及方法、无人机，解决了无人机负载突变带来的负面影响，增加了油电混合供电系统的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
油电混合供电系统及其发电控制装置及方法、无人机
本专利技术涉及混合供电
，具体涉及一种油电混合供电系统及其发电控制装置及方法、无人机。
技术介绍
无人机因其具有无需机载驾驶员、操控简单方便、成本低廉等优势，被广泛应用在航拍、植保、快递运输、灾难救援、测绘、新闻报道、电力巡检、影视拍摄等众多领域。根据供电方式的不同，无人机可分为蓄电池供电的无人机、燃油供电的无人机以及油电混合供电的无人机。蓄电池供电的无人机续航时间短、载重量小，燃油供电的无人机操控复杂、稳定性差，均难以适应工业级无人机需求。油电混合供电的无人机因其具有油动载重大、续航强，电动易操控、稳定性强的双重优势，受到了国内外无人机厂商的高度青睐。图1是应用于无人机中的油电混合供电系统的结构示意图，所述油电混合供电系统包括发动机11、电机12、整流电路13、蓄电池14以及发电控制装置15。其中，所述发动机11用于驱动所述电机12运转；所述电机12用于将机械能转换为电能，输出三相交流电；所述整流电路13用于将所述三相交流电转换为直流电，并对所述蓄电池14进行充电；所述蓄电池14用于协同供能；所述发电控制装置15用于产生驱动信号，控制所述整流电路13工作。然而，所述发电控制装置15多采用效率低下的被动整流方案，当受强风干扰或进行大幅度爬升、加减速时，无人机所需功率剧烈变化甚至超出所述油电混合供电系统所能提供的最大功率，导致所述油电混合供电系统出现无法应对无人机负载突变的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有的油电混合供电系统无法应对无人机负载突变的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种油电混合供电系统及其发电控制装置，所述油电混合供电系统包括发动机、电机、整流电路以及蓄电池，所述发电控制装置包括：采样电路，用于对所述整流电路输入端的交流电信号和所述整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；位置传感器，用于根据所述交流采样信号获得所述电机的转子位置；模式控制器，用于根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式，所述工作模式为恒压模式、恒流模式或者恒功率模式；主控制器，用于根据所述交流采样信号、所述直流采样信号、所述转子位置以及所述工作模式产生控制信号；驱动电路，用于根据所述控制信号获得所述整流电路的驱动信号。可选的，所述直流采样信号包括直流采样电压和直流采样电流，所述模式控制器包括：输出功率获得模块，用于根据所述直流采样电压和所述直流采样电流获得所述整流电路的输出功率；第一判断模块，用于判断所述输出功率是否小于所述油电混合供电系统的额定功率；恒压模式确定模块，用于在所述输出功率小于所述额定功率时，确定所述工作模式为所述恒压模式；第二判断模块，用于在所述输出功率不小于所述额定功率时，判断所述直流输出电流是否小于所述油电混合供电系统的额定电流；恒功率模式确定模块，用于在所述直流输出电流小于所述额定电流时，确定所述工作模式为所述恒功率模式；恒流模式确定模块，用于在所述直流输出电流不小于所述额定电流时，确定所述工作模式为所述恒流模式。可选的，所述位置传感器为无速度传感器。可选的，所述主控制器为中央处理器或者数字信号处理器。基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供一种油电混合供电系统的发电控制方法，所述油电混合供电系统包括发动机、电机、整流电路以及蓄电池，所述发电控制方法包括：对所述整流电路输入端的交流电信号和所述整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；根据所述交流采样信号获得所述电机的转子位置；根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式，所述工作模式为恒压模式、恒流模式或者恒功率模式；根据所述交流采样信号、所述直流采样信号、所述转子位置以及所述工作模式产生控制信号；根据所述控制信号获得所述整流电路的驱动信号。可选的，所述直流采样信号包括直流采样电压和直流采样电流，所述根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式包括：根据所述直流采样电压和所述直流采样电流获得所述整流电路的输出功率；判断所述输出功率是否小于所述油电混合供电系统的额定功率；若所述输出功率小于所述额定功率，则确定所述工作模式为所述恒压模式，否则判断所述直流输出电流是否小于所述油电混合供电系统的额定电流；若所述直流输出电流小于所述额定电流，则确定所述工作模式为所述恒功率模式，否则确定所述工作模式为所述恒流模式。基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供一种油电混合供电系统，包括发动机、电机、整流电路、蓄电池以及上述发电控制装置；所述发动机用于驱动所述电机运转；所述电机用于将机械能转换为电能，产生所述交流电信号；所述整流电路用于将所述交流电信号转换为所述直流电信号，并对所述蓄电池进行充电；所述发电控制装置用于产生所述驱动信号，控制所述整流电路工作。可选的，所述整流电路包括三个IGBT组，每个IGBT组的输入端对应连接所述电机定子三相中的其中一相，每个IGBT组的第一输出端连接所述蓄电池的正极，每个IGBT组的第二输出端连接所述蓄电池的负极，每个IGBT组的控制端对应接收一个驱动信号；所述IGBT组包括第一IGBT、第二IGBT以及反相器，所述第一IGBT的集电极作为所述IGBT组的第一输出端，所述第一IGBT的发射极连接所述第二IGBT的集电极并作为所述IGBT组的输入端，所述第一IGBT的栅极连接所述反相器的输出端，所述反相器的输入端连接所述第二IGBT的栅极并作为所述IGBT组的控制端，所述第二IGBT的发射极作为所述IGBT组的第二输出端。可选的，所述电机为永磁同步电机。基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供一种无人机，包括上述油电混合供电系统。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本专利技术提供的油电混合供电系统及其发电控制装置及方法，通过对整流电路输出端的直流电信号进行采样获得直流采样信号，并根据所述直流采样信号确定所述油电混合供电系统的工作模式。当无人机所需功率发生变化时，所述整流电路输出端的直流电信号进行相应变化，所述直流采样信号跟随所述直流电信号变化，因而根据所述直流采样信号的不同，可以控制所述油电混合供电系统工作在不同的模式下，适应所述无人机所需的功率变化，从而解决了无人机负载突变带来的负面影响，增加了所述油电混合供电系统的稳定性与可靠性。在本专利技术实施例的一个可选方式中，采用基于大功率IGBT的全控整流桥作为所述整流电路，极大地减少了所述整流电路交流侧的电流谐波，提高了所述整流电路的功率因数，整流效率提高到百分之九十六以上。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1是现有的油电混合供电系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例的油电混合供电系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例的整流电路的电路图；图4是本专利技术实施例的位置传感器的结构示意图；图5是本专利技术实施例的主控器的控制模式示意图；图6是本专利技术实施例的整流电路输出的直流电压示意图；图7是本专利技术实施例的发电控制方法的流程图；图8是本专利技术实施例的获得油电混合供电系统的工作模式的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油电混合供电系统的发电控制装置，所述油电混合供电系统包括发动机、电机、整流电路以及蓄电池，其特征在于，所述发电控制装置包括：采样电路，用于对所述整流电路输入端的交流电信号和所述整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；位置传感器，用于根据所述交流采样信号获得所述电机的转子位置；模式控制器，用于根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式，所述工作模式为恒压模式、恒流模式或者恒功率模式；主控制器，用于根据所述交流采样信号、所述直流采样信号、所述转子位置以及所述工作模式产生控制信号；驱动电路，用于根据所述控制信号获得所述整流电路的驱动信号。

【技术特征摘要】
1.一种油电混合供电系统的发电控制装置，所述油电混合供电系统包括发动机、电机、整流电路以及蓄电池，其特征在于，所述发电控制装置包括：采样电路，用于对所述整流电路输入端的交流电信号和所述整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；位置传感器，用于根据所述交流采样信号获得所述电机的转子位置；模式控制器，用于根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式，所述工作模式为恒压模式、恒流模式或者恒功率模式；主控制器，用于根据所述交流采样信号、所述直流采样信号、所述转子位置以及所述工作模式产生控制信号；驱动电路，用于根据所述控制信号获得所述整流电路的驱动信号。2.根据权利要求1所述的油电混合供电系统的发电控制装置，其特征在于，所述直流采样信号包括直流采样电压和直流采样电流，所述模式控制器包括：输出功率获得模块，用于根据所述直流采样电压和所述直流采样电流获得所述整流电路的输出功率；第一判断模块，用于判断所述输出功率是否小于所述油电混合供电系统的额定功率；恒压模式确定模块，用于在所述输出功率小于所述额定功率时，确定所述工作模式为所述恒压模式；第二判断模块，用于在所述输出功率不小于所述额定功率时，判断所述直流输出电流是否小于所述油电混合供电系统的额定电流；恒功率模式确定模块，用于在所述直流输出电流小于所述额定电流时，确定所述工作模式为所述恒功率模式；恒流模式确定模块，用于在所述直流输出电流不小于所述额定电流时，确定所述工作模式为所述恒流模式。3.根据权利要求1所述的油电混合供电系统的发电控制装置，其特征在于，所述位置传感器为无速度传感器。4.根据权利要求1所述的油电混合供电系统的发电控制装置，其特征在于，所述主控制器为中央处理器或者数字信号处理器。5.一种油电混合供电系统的发电控制方法，所述油电混合供电系统包括发动机、电机、整流电路以及蓄电池，其特征在于，所述发电控制方法包括：对所述整流电路输入端的交流电信号和所述整流电路输出端的直流电信号进行采样，获得交流采样信号和直流采样信号；根据所述交流采样信号获得所述电机的转子位置；根据所述直流采样信号获得所述油电混合供电系统的工作模式，所述工作模式为恒压模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，王锴晶，
申请(专利权)人：北京瑞深航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11