一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法技术方案

一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，电源系统包括永磁起动发电机，MOS管三相全桥，多个四管升降压模块，起动电源开关，二极管D1、D2和D3，控制电路，辅助电源，电流传感器S

【技术实现步骤摘要】
一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法


[0001]本专利技术属于发动机电源
，具体涉及一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法。

技术介绍

[0002]对于航空无人机，通过采用28V低压直流来为机载设备供电。通常无人机的用电功率小于4kW。起动时，涡轮发动机的点火转速为额定转速的10％～15％左右，起动助力转速通常为额定转速的20％～30％左右。正常发电时，涡轮发动机转速通常为50％～100％额定转速；在无人机准备降落时，涡轮发动机转速会降低到30％～40％额定转速，此时仍需要起动发电机系统能正常稳输出，只是输出功率允许适当降低。
[0003]永磁起动发电机电源系统包括永磁起动发电机和起动发电机控制器两部分，永磁起动发电机用于实现机械能与变压变频交流电能的转化。在起动状态，起动发电机控制器将起动电源提供的直流电能转化为变压变频交流电能，给永磁起动发电机供电；在发电状态，起动发电机控制器将永磁起动发电机输出的变压变频交流电能转化为28V稳压直流来给航空无人机上的设备供电。
[0004]航空航天领域对体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，其特征在于：包括永磁起动发电机，MOS管三相全桥，多个四管升降压模块，起动电源开关，二极管D1、D2和D3，控制电路，辅助电源，电流传感器S
A
、S
B
、S
C
；永磁起动发电机的三相输出A、B和C经MOS管三相全桥与直流母线V
z
的正极和负极连接，直流母线V
z
的正极和负极经多个四管升降压模块与输出直流母线V
o
的正极和负极连接，起动电源开关输入正极和负极与起动电源V
s
的正极和负极连接，起动电源开关输出正极和负极与直流母线V
z
的正极和负极连接，二极管D3阳极和阴极分别与直流母线V
z
的正极和辅助电源的输入正极连接，辅助电源的输出与控制电路的供电输入端连接，二极管D1阳极和阴极分别与输出直流母线V
o
的正极和辅助电源的输入正极连接，二极管D2阳极和阴极分别与起动电源V
s
的正极和辅助电源的输入正极连接，起动电源V
s
的负极与直流母线V
o
的负极连接，电流传感器S
A
、S
B
、S
C
的功率端分别与永磁起动发电机的输出A、B、C连接，电流传感器S
A
、S
B
、S
C
的输出端i
A
、i
B
、i
C
与控制电路连接，永磁起动发电机的位置信号P与控制电路连接，控制电路输出的六路驱动信号G
A
分别与MOS管三相全桥连接，控制电路输出的使能信号E
n
与多个四管升降压模块的使能端连接，控制电路输出的驱动信号G
B
与起动电源开关的控制端连接。2.如权利要求1所述的一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，其特征在于：所述MOS管三相全桥包括A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂和滤波电容C
dc
；永磁起动发电机A端与A相桥臂上管Q
uA
的源极和下管Q
dA
的漏极连接，A相桥臂上管Q
uA
的漏极与直流母线V
z
的正极连接，A相桥臂下管Q
dA
的源极与直流母线V
z
的负极连接，永磁起动发电机B端与B相桥臂上管Q
uB
的源极S和下管Q
dB
的漏极连接，B相桥臂上管Q
uB
的漏极与直流母线V
z
的正极连接，B相桥臂下管Q
dB
的源极与直流母线V
z
的负极连接，永磁起动发电机C端与C相桥臂上管Q
uC
的源极和下管Q
dC
的漏极连接，C相桥臂上管Q
uC
的漏极与直流母线V
z
的正极连接，C相桥臂下管Q
dC
的源极与直流母线V
z
的负极连接，滤波电容C
dc
两端分别与直流母线V
z
的正极和负极连接。3.如权利要求2所述的一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，其特征在于：所述起动电源开关包括MOS管Q
B1
、Q
B2
，二极管D
B
，变压器T
B
，电阻R
B1
、R
B2
，电容C
B1
、C
B2
；起动电源V
s
正极与Q
B2
的漏极D连接，Q
B2
的源极与Q
B1
的源极连接，Q
B1
的漏极与直流母线V
z
的正极连接，起动电源V
s
负极与直流母线V
z
的负极连接，变压器T
B
次级N
B2
一端与电阻R
B2
的一端、电容C
B2
的一端和Q
B1
的源极S连接，变压器T
B
次级N
B2
另一端与二极管D
B
的阳极连接，二极管D
B
的阴极与电阻R
B2
的另一端、电容C
B2
的另一端和Q
B1
的栅极连接，控制信号G
B
经电阻R
B1
、电容C
B1
、变压器T
B
初级N
B1
与直流母线V
z
的负极连接。4.如权利要求1所述的一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，其特征在于：所述多个四管升降压模块的电路结构相同，对于任意一个四管升降压模块，均包括MOS管Q
1z
、Q
2z
、Q
3z
和Q
4z
，电容C
z
和电感L
z
；直流母线V
z
的正极与Q
1z
的漏极连接，直流母线V
z
的负极与Q
2z
的源极、Q
3z
的源极和输出直流母线V
o
的负极连接，Q
1z
的源极和Q
2z
的漏极与电感L
z
的一端连接，电感L
z
的另一端与Q
3z
的漏极和Q
4z
的源极连接，Q
4z
的漏极与输出直流母线V
o
的正极连接，电容C
z
两端分别与直流母线V
o
的正极和负极连接。
5.如权利要求1所述的一种小功率低压直流永磁起动发电机电源系统与设计方法，其特征在于：所述控制电路产生A、B、C相桥臂驱动信号的电路结构相同，对于任意一相桥臂，驱动信号G
uY
和G
dY
的产生电路均包括比较器C
uY
、C
dY
，双路2选1选通器S
Y
，数字信号处理器DSP；相电流i
Y
与比较器C
uY
的同相输入端和比较器C
dY
的反相输入端连接，正电流阀值参考信号I
refH
与比较器C
uY
的反相输入端连接，负电流阀值参考信号I
refL
与比较器C
dY
的同相输入端连接，比较器C
uY
输出的上管发电驱动信号G
uYG
与选通器S
Y
中第一开关的一输入端连接，比较器C
dY
输出的下管发电驱动信号G
dYG
与选通器S
Y
中第二开关的一输入端连接，DSP输出的起动发电状态切换信号S
ConY
与选通器S

【专利技术属性】
技术研发人员：薛开昶，顾兴阳，龙江，兰小兵，黄彪，
申请(专利权)人：贵州航天林泉电机有限公司，
类型：发明
国别省市：