【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种车载交直流复合发电系统及其控制方法。
技术介绍
1、军用特种移动作战车辆的电源系统需求独特且紧迫。这些车辆需要一个独立电源系统以摆脱大电网的束缚，实现独立供电，这在特种作战场合中体现了其重要作用。然而，特种作战场合的负载复杂，既存在交流负载，也存在直流负载。
2、因此，发电机组需要具备既有直流输出，又有交流输出的功能。由于车辆的重量受到严苛的要求，发电系统的重量也需要控制在一个合理的范围内。另外交直流发电系统对电能质量有较高的要求。这一要求导致发电系统需要配置电容和电感等部件，而这些部件的存在会影响系统的功率密度。另外对于电源系统的磁通永磁电机来说，其由于电枢反应的影响，难以实现交流侧电压的稳定输出。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是为了提供一种车载交直流复合发电系统的控制方法。
2、本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：
3、一种车载交直流复合发电系统，包括发动机、与发动机连接的轴向磁场永磁电机，所述轴向磁场永磁电机包括第一定子部件、第二定子部件和转子部件；
4、所述第一定子部件包括不导磁定子支架，所述不导磁定子支架上沿圆周方向分布有n个第一定子绕组，所述第一定子绕组采用利兹线分布绕组；
5、所述第二定子部件包括导磁定子铁心和第二定子绕组，所述导磁定子铁心上沿圆周方向分布有m个导磁定子铁心齿，所述第二定子绕组绕制于导磁定子铁心齿上，上述m和n均为整数，且m≥2、n≥2；
6、
7、所述第一定子部件与转子部件之间设置有第一气隙，所述第二定子部件与转子部件之间设置有第二气隙，所述第一气隙的长度小于第二气隙的长度；
8、所述第一定子绕组和第二定子绕组分别引出有三相线，其中第一定子绕组连接于交流负载，第二定子绕组连接于可控整流器，所述可控整流器连接于动力电池和直流负载，所述可控整流器采用id=0的控制方式。
9、优选的，所述第二定子绕组采用集中绕组或分布绕组。
10、优选的，还包括逆变器，所述逆变器与可控整流器连接，并与另一交流负载连接。
11、优选的，所述可控整流器连接有动力电池。
12、一种车载交直流复合发电系统的控制方法，包括以下步骤：
13、步骤1、启动发动机，并初始化轴向磁场永磁电机和可控整流器的控制系统；
14、步骤2、监测交流负载需求，并根据需求调整发动机的运行状态，确保轴向磁场永磁电机的第一定子部件产生适应交流负载变化的交流电，其中交流负载连接于轴向磁场永磁电机的第一定子部件，构成车载交直流复合发电系统的交流侧；
15、步骤3、根据直流负载的需求，调整直流负载与轴向磁场永磁电机的第二定子部件之间的可控整流器的控制参数，确保直流输出稳定，其中可控整流器采用id=0的控制方式，直流负载构成车载交直流复合发电系统的直流侧；
16、步骤4、若监测到交流侧出现故障，立即允许轴向磁场永磁电机的转子空转，并通过可控整流器在直流侧全部通以直轴电流，抵消磁场，从而降低由于空转产生的反电动势，保护与交流负载连接的逆变器和整个系统，提高系统的容错性和稳定；
17、步骤5、持续监测发电系统的运行状态和负载需求，根据实时需求和系统状态，动态调整发动机和轴向磁场永磁电机的运行状态，确保系统稳定运行并满足负载需求。
18、本专利技术的有益技术效果：
19、1、本专利技术提供的发电系统通过使用不导磁定子支架和导磁定子铁心，以及通过专门设计的定子绕组和永磁体的布局和安装，优化了电机的性能和功能，特别是该专利技术系统通过使用双定子和双三相定子绕组，以及通过控制两个气隙的长度，实现了高交流输出功率和电压调整率，以及高系统功率密度，另外该发电系统的双定子设计能够在车辆运行时刻输出稳定的交流电和直流电，或单独输出其中之一，满足了独立供电的需求，而可控整流器和相应的控制策略确保了直流输出的稳定性。
20、2、本专利技术提供的发电系统通过使用可控整流器和采用id=0的控制策略，系统可以精确控制直流输出电压，实现稳定的直流输出，id=0的控制策略通过在同步旋转坐标系下控制d轴电流为零，简化了控制策略并提高了系统的动态性能。
21、3、本专利技术提供的第一定子部件采用利兹线分布绕组，这种设计有效增加了输出转矩的性能，具有抑制转矩脉动的特点，并有效减少了反电势的谐波含量，这有助于提高电机输出的稳定性，另外第一气隙的长度远小于第二气隙的长度，较小的第一气隙有助于提升交流输出功率，进而提高系统功率密度，与第二定子部件的绕组连接的可控整流器采用id=0的控制方式，简化了发电系统的控制逻辑，可以得到稳定的直流输出，同时减小了发电系统的反应时间，提高了动态性能，通过以上设计优化和控制策略，该系统在保持高功率密度和输出转矩的同时，通过优化控制策略和结构设计，减轻了由于电机电枢反应导致的交流侧电压输出不稳定的问题。
22、4、本专利技术提供的发电系统控制方法通过在交流侧出现故障时允许电机转子空转，并通过直流侧通以直轴电流来抵消磁场，从而降低反电动势来实现保护逆变器和提高系统容错性，同时，这种策略也有助于维持系统的稳定运行，减少由于故障导致的交流侧电压不稳定的可能性。
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1.一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，包括发动机、与发动机连接的轴向磁场永磁电机，所述轴向磁场永磁电机包括第一定子部件（100）、第二定子部件（200）和转子部件（300）；
2.根据权利要求1所述的一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，所述第二定子绕组（202）采用集中绕组或分布绕组。
3.根据权利要求2所述的一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，还包括逆变器，所述逆变器与可控整流器连接，并与另一交流负载连接。
4.根据权利要求3所述的一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，所述可控整流器连接有动力电池。
5.一种车载交直流复合发电系统的控制方法，其特征在于，所述车载交直流复合发电系统为权利要求1~4任一项所述的车载交直流复合发电系统，所述控制方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，包括发动机、与发动机连接的轴向磁场永磁电机，所述轴向磁场永磁电机包括第一定子部件（100）、第二定子部件（200）和转子部件（300）；
2.根据权利要求1所述的一种车载交直流复合发电系统，其特征在于，所述第二定子绕组（202）采用集中绕组或分布绕组。
3.根据权利要求2所述的一种车载交直流复合发...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，刘云鹏，刘杰，葛愿，黄健，吕其丰，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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