一种混合励磁发电机的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种混合励磁发电机的控制方法，在混合励磁发电机的负载发生突增或突减时，通过合理设计各时刻及励磁电流变化速率，在控制过程中满足整流电路输出电流的平均值的积分值与负载电流的积分值相等，且过程结束时整流电路输出电流平均值的瞬时值与突变时刻的负载电流瞬时值相等，从而输出电压只经过一次调节过程即可收敛，负载突变过程无超调或下调且收敛时间最短，解决了现有基于充放电能量控制的发电机电压控制充电电流与输出电压的动态曲线受PID参数影响、不能实现最优、存在多次调节过程的问题。多次调节过程的问题。多次调节过程的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种混合励磁发电机的控制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，主要涉及一种混合励磁发电机的控制方法。

技术介绍

[0002]混合励磁电机结合了电励磁电机励磁磁场可调、容易实现故障灭磁和永磁电机转矩密度相对较高的优点，特别适合应用在航空发电系统中。
[0003]基于调磁调压策略的混合励磁发电机发电系统的主要控制思想如下：输出电压的给定值与实际值做差，差值经过PID调节器得到励磁电流的给定值，利用变换器使得励磁电流的实际值跟踪上给定值。
[0004]上述系统的电压控制的动态性能一般，主要原因有以下两点：
[0005](1)经二极管整流后的电流谐波较大，为了抑制输出电压纹波，直流环节需要一个较大容值的电容器，动态响应的速度因此被降低。
[0006](2)为了尽可能减小励磁电流，励磁绕组的匝数往往较大，由此带来励磁电感较大使得励磁电流调节时间常数较大。
[0007]为了提高上述系统的动态性能，文献《Capacitor
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Energy
‑
based Control o本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合励磁发电机的控制方法，所述混合励磁发电机系统包括混合励磁发电机、单相全桥变换器、二极管不控整流电路、滤波电容、负载、励磁绕组电压源、第一电流传感器和第二电流传感器；所述混合励磁发电机包括电枢绕组和励磁绕组；所述二极管不控整流电路包括3个桥臂，每个桥臂包括2个串联的二极管；所述3个桥臂中点依次与混合励磁发电机电枢绕组的3个正端相连，所述电枢绕组的3个负端短接；所述二极管不控整流电路的母线两端通过第二电流传感器连接负载，所述负载两端并联有滤波电容；所述单相全桥变换器包括2个桥臂，每个桥臂包括2个串联的开关管；所述励磁绕组的两端分别连接单相全桥变换器的2个桥臂中点；其中1个桥臂与励磁绕组中间连接有第一电流传感器；所述单相全桥变换器两端连接有电压源U1；其特征在于，所述混合励磁发电机的控制方法包括负载突增和负载突减两种情况，具体如下：(1)负载突增时；步骤S1.1、在不同混合励磁发电机的运行转速下，记录不同负载电流I
o
下对应的励磁电流I
f
和二极管不控整流电路的输出电流的平均值I
Lav
，通过最小二乘法拟合出I
Lav
关于I
f
的函数关系式如下：其中，a、b、c、d为多项式系数；上式的反函数记为I
f
＝g(I
Lav
)；步骤S1.2、将负载突增时刻记为t
o
，通过第一电流传感器测量得到励磁电流I
f
，通过第二电流传感器测量得到负载电流I
o
，计算面积积分值如下：当输出电压U
o
的变化率为零时，记录此时刻为t1，并记录混合励磁发电机在t
o
时刻发生负载突增后的负载电流和混合励磁发电机在t
o
时刻的励磁电流步骤S1.3、在t0～t1的时间段内，所述单相全桥变换器第一桥臂的开关管Q1导通，Q2关断，第二桥臂的开关管Q3关断，Q4导通，励磁电流以的变化率增加，其中U1为励磁绕组电压源数值，L
f
为励磁绕组的电感；步骤S1.4、设定时刻t2，在t1～t2的时间段内，开关管Q1导通，Q2关断，Q3关断，Q4导通，励磁电流以的变化率增加；设定时刻t3，在t2～t3的时间段内，开关管Q2导通，Q1关断，Q4关断，Q3导通，励磁电流以的变化率减小；其中时刻t2、t3计算方法如下：步骤S1.4.1、当励磁电流I
f
增加时，表达式如下：当励磁电流I
f
减小时，表达式如下：
根据步骤S1.1所述反函数，将代入上式可得：步骤S1.4.2、采用面积法计算：步骤S1....

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，张成糕，夏宇航，郝雯娟，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：