【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机应用，具体涉及一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统。
技术介绍
1、航空领域的发电系统对发电机的高温高速环境适应性、功率密度、效率等指标都提出很高要求，使得高速发电机成为首选。随着多电/全电飞机的发展，为适应航空系统对电源品质和容量不断提高的要求，高压直流发电系统、变频交流发电系统得到越来越多的重视。高压直流电源系统具有容量大、重量轻、效率高、简化航电设计、简化地勤维护、可靠性高、电磁兼容性好、易并联实现不间断供电和多余度供电等突出优势，是航空电源系统的重要发展方向，国内外学者研究较多，在一些先进飞机上也得到了应用。发电系统作为航空独立电源系统的核心部件，应具备无刷化结构、变速变载恒压发电能力、容量尽量小的控制变换器、高可靠性、高效高功率密度等基本特点。
2、现有航空交流发电机系统基本都采用三级式无刷同步电机，开关磁阻电机、永磁同步电机、异步电机、电励磁双凸极电机是目前用于航空发电系统的其他几种主要电机类型。三级式无刷同步电机由于转子结构复杂、起动困难，难以实现高速和起动发电运行，限制了其进一步发展应用。开关磁阻电机高速运行时转矩脉动大、振动噪声大、效率低等瓶颈问题难以解决，并且由于全部励磁由电枢绕组电流提供、发电电压脉动大、输出电压非正弦，导致功率变换器容量和重量大、滤波器体积重量大、只适用于高压直流发电系统中。电励磁双凸极电机在开关磁阻电机基础上衍化发展而来，继承了其结构优点，同时存在双凸极结构带来的问题，但相比开关磁阻电机增加了独立的励磁绕组，电枢绕组无需提供励磁电流，发电控制更加
3、在无永磁同步磁阻发电机基础上，往转子空气磁障内施加少量高性能稀土永磁材料或大量低性能铁氧体永磁材料，即可构成永磁辅助同步磁阻发电机。永磁辅助同步磁阻发电机兼具永磁电机高效率、高功率因数和同步磁阻电机低转矩脉动、低振动噪声、发电电压正弦性好等优点，并且能够充分利用磁阻转矩实现稀土少量化或去稀土化，在提高电机性能的基础上有效降低电机成本和对战略稀土资源的依赖。然而，一方面由于其定子采用单套绕组，导致励磁磁场及发电电压难以调节，限制了其变速变载恒压发电运行能力，另一方面由于永磁体的存在，仍然存在高温退磁风险和故障灭磁困难的问题，成为制约其用于航空发电系统的瓶颈问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，包括复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机、励磁变换器、励磁电容、交流负载、反馈电压整流器、系统变速变载稳压控制器和旋变；
3、所述复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机包括：
4、定子铁心，包括定子轭部和多个定子齿，所述定子齿包含定子齿靴和平行定子齿身，相邻定子齿之间形成定子槽；
5、定子复合绕组，设置于定子铁心，包括一套励磁绕组和一套功率绕组，嵌放于所述定子槽中，一套所述励磁绕组和一套功率绕组共磁路且相互之间无电的直接联系；
6、转子，装配于定子铁心，所述转子包括多层磁障磁阻式转子铁心和永磁体，所述多层磁障磁阻式转子铁心与定子铁心同轴嵌套；
7、所述励磁电容与交流负载通过并联方式连接到所述功率绕组的出线端，所述功率绕组输出电压作用于所述励磁电容容抗可产生励磁电容电流，所述励磁电容电流和所述交流负载电流叠加合成功率绕组输出电流。
8、作为一种优选的实施方式，一套所述励磁绕组和一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路。
9、作为一种优选的实施方式，所述功率绕组侧输出交流电压通过反馈电压整流器后变为直流电压接入所述励磁变换器，并通过所述励磁变换器逆变为交流电压后给所述励磁绕组供电，进而通过所述系统变速变载稳压控制器的闭环控制，在所述励磁绕组中产生励磁电流。
10、作为一种优选的实施方式，一套所述励磁绕组极对数与一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路，所述励磁绕组的相数和功率绕组的相数至少≥2。
11、作为一种优选的实施方式，所述多层磁障磁阻式转子铁心内部开设有若干层空气磁障，相邻所述空气磁障之间通过径向磁桥和周向磁桥连接。
12、作为一种优选的实施方式，所述励磁变换器用于在所述系统变速变载稳压控制器作用下，将所述功率绕组经反馈电压整流器反馈的直流电逆变为对称交流电，用以调节所述励磁绕组的励磁电流。
13、作为一种优选的实施方式，所述系统变速变载稳压控制器，应用于实时检测所述交流负载的电压瞬时值，并生成驱动信号，以控制所述励磁变换器内部功率管器件的导通和关断，进而实时调节所述励磁绕组的励磁电流。
14、作为一种优选的实施方式，所述复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机中，通过所述永磁体，且在负载发生短路或开路故障时及时断开所述反馈回路可控开关，使得功率绕组短路故障电流或开路故障电压低于许用最大电流或许用最大电压。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、本专利技术系统在转子永磁体、定子励磁绕组和励磁电容协同自激磁作用下建立输出电压，通过稳压控制器实时调节励磁磁场，实现系统变速变载工况恒定幅值交流电压输出，复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机在多层磁障磁阻式转子铁心内部嵌放少量高性能稀土永磁体，永磁磁场沿q轴方向，使得该发电系统具有无刷化结构、发电电压易调节、发电电压正弦性好、发电效率和功率因数高、故障灭磁容易、可靠性高、控制变换器容量小的特点。
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1.一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于，包括复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机、励磁变换器、励磁电容、交流负载、反馈电压整流器、系统变速变载稳压控制器和旋变；
2.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：一套所述励磁绕组和一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：所述功率绕组侧输出交流电压通过反馈电压整流器后变为直流电压接入所述励磁变换器，并通过所述励磁变换器逆变为交流电压后给所述励磁绕组供电，进而通过所述系统变速变载稳压控制器的闭环控制，在所述励磁绕组中产生励磁电流。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：一套所述励磁绕组极对数与一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路，所述励磁绕组的相数和功率绕组的相数至少≥2。
5.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统
6.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：所述励磁变换器用于在所述系统变速变载稳压控制器作用下，将所述功率绕组经反馈电压整流器反馈的直流电逆变为对称交流电，用以调节所述励磁绕组的励磁电流。
7.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：所述系统变速变载稳压控制器，应用于实时检测所述交流负载的电压瞬时值，并生成驱动信号，以控制所述励磁变换器内部功率管器件的导通和关断，进而实时调节所述励磁绕组的励磁电流。
8.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：所述复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机中，通过所述永磁体，且在负载发生短路或开路故障时及时断开所述反馈回路可控开关，使得功率绕组短路故障电流或开路故障电压低于许用最大电流或许用最大电压。
...【技术特征摘要】
1.一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于，包括复合绕组永磁辅助同步磁阻发电机、励磁变换器、励磁电容、交流负载、反馈电压整流器、系统变速变载稳压控制器和旋变；
2.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：一套所述励磁绕组和一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：所述功率绕组侧输出交流电压通过反馈电压整流器后变为直流电压接入所述励磁变换器，并通过所述励磁变换器逆变为交流电压后给所述励磁绕组供电，进而通过所述系统变速变载稳压控制器的闭环控制，在所述励磁绕组中产生励磁电流。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合绕组永磁辅助同步磁阻变频交流发电系统，其特征在于：一套所述励磁绕组极对数与一套功率绕组的极对数相同，且呈对称分布并共用发电机铁心和气隙磁路，所述励磁绕组的相数和功率绕组的相数至少≥2。
5.根据权利要求1所述的一种新...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵博，鲁炳林，刘剑，焦提操，李存贺，李海涛，尹文良，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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