三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法技术

本发明专利技术公开了三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，三级式无刷同步电机的主励磁机采用三相励磁绕组，起动初期采用三相交流励磁，使励磁绕组产生旋转方向与电机转向相反的圆形旋转磁场，并且控制电机起动转速与励磁磁势转速的转速差保持恒定，使得主发电机励磁电流保持稳定。当起动转速超过设定值后，主励磁机控制器采用励磁切换点寻找控制方法，当主励磁机的三相交流励磁电流的磁场方向与三相直流励磁的六个固定方向的其中一个重合时，切换到直流励磁，保证交直流励磁切换前后的主发电机励磁磁场方向与大小保持不变，使得三级式同步电机起动过程在交直流励磁切换过程中不会出现输出转矩明显波动，满足起动控制过程的转矩需求。制过程的转矩需求。制过程的转矩需求。

【技术实现步骤摘要】
三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法


[0001]本专利技术涉及三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，属于电机控制


技术介绍

[0002]现代飞机电源系统的一个重要特点就是具有起动和发电两种功能，能够有效的提升飞机的整体性能。利用电机的可逆性原理，使同一台电机具有起动和发电两种功能，可以去除发动机的起动装置，从而减轻飞机的重量，提高飞机运行效率。三级式同步电机是目前航空电源系统中应用最多的发电机，因此可以对旧系统进行改造，采用三级式同步电机实现起动发电一体化功能。三级式同步电机发电技术已经发展得十分成熟，因此国内外近年来主要针对其起动控制技术进行研究。
[0003]三级式同步电机实现发电功能时，永磁副励磁机对主励磁机励磁绕组进行直流励磁，在主励磁机电枢绕组中感应出的三相交流电压经过旋转整流器整流后为主发电机提供直流励磁。当三级式同步电机作为起动机工作时，电机在起动初期处于零速或低速状态下，如果给主励磁机提供直流励磁，主励磁机的电枢绕组中的感应电动势为零或者很小，不能给主电机提供足够的励磁，导致电机无法正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，其特征在于，所述三级式无刷同步电机的主励磁机采用三相励磁绕组，在起动过程的初始阶段采用三相交流励磁控制方法，使得转子侧电枢绕组感应输出交流电压恒定；当起动转速超过切换点之后，采用基于切换点寻找法的交直流励磁切换技术，实现三相交流励磁控制到三相直流励磁控制的平滑切换，经过旋转整流器之后为主发电机励磁绕组提供恒定直流励磁，满足三级式同步电机起动过程的转矩控制需求。2.根据权利要求1所述三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，其特征在于，所述在起动过程的初始阶段采用三相交流励磁控制方法，具体为：采用电压空间矢量调制方式对主励磁机励磁控制的三相桥式逆变器进行控制，实现三相交流励磁控制；逆变器电压空间矢量调制控制模块使空间矢量的旋转方向与电机的旋转方向相反，并且控制逆变器输出的合成电压矢量旋转频率与电机转速频率的频率差保持恒定，使得转子以恒定速度切割磁场，转子侧感应出恒定幅值电压，经过旋转整流器之后为主发电机的励磁绕组提供恒定励磁电流，从而保证起动转矩稳定。3.根据权利要求2所述三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，其特征在于，所述恒定幅值电压的公式为：其中，U
acm
为恒定幅值电压，R
s
和L
s
分别为主励磁机三相励磁绕组的电阻和电感，L
m
为主励磁机定转子绕组间的互感，U
m
和ω1分别为主励磁机交流励磁电压的幅值和频率，ω
r
为主励磁机转子角频率。4.根据权利要求1所述三级式无刷同步电机起动过程交直流励磁平滑切换方法，其特征在于，所述当起动转速超过切换点之后，采用基于切换点寻找法的交直流励磁切换技术，实现三相交流励磁控制到三相直流励磁控制的平滑切换，具体为：主励磁机励磁控制的三相桥式逆变器给三相励磁绕组提供恒定电压，从而产生六个恒定励磁电压矢量，恒定励磁电压矢量角度为n*π/3，n＝1～6，相邻两个恒定励磁电压矢量间相差π/3，当逆变器输出的合成电压矢量旋转频率f
s
增大到设定值f0后开始进行切换点的寻找，当三相交流励磁产生的旋转电压矢量旋转至与六个恒定励磁电压矢量中的一个重合时，切换到该恒定励磁电压矢量，实现交直流励磁切换；其中，逆变器输出的合成电压矢量旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏佳丹，鲁恒，沈煜洋，王俊杰，周波，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：