采用可控整流器的并列式混合励磁发电机的功率分配优化

研究并优化了并列式混合励磁发电机(Parallel hybrid excitation generator,PHEG)的功率分配特性。PHEG包括永磁电机部分(Permanent magnet machine part,PMMP),磁场调制电机部分(Flux modulation machine part,FMMP)和整流器。阐述了PMMP和FMMP的绕组耦合关系和电感特性。通过引入可控器件,调整了PHEG的内功率因数角,为PMMP和FMMP之间的功率分配提供了可能。通过分析基波相量图,可以发现PHEG中的PMMP的输出能力增强了。因此,PHEG可以在减少损耗的条件下在更宽的转速内恒压恒功率输出,这也验证了采用可控整流器的PHEG在飞机直流电源系统中具有应用潜力。

新型混合励磁电机技术研究与进展

混合励磁电机是对传统单一励磁方式电机的发展,力求综合永磁电机和电励磁电机的优势和特点,有利于减少稀土永磁体用量、拓宽永磁电机调速及调压范围,在航空电源、新能源发电与驱动系统等领域有重要应用前景。本文从励磁结构和磁路原理两个角度对混合励磁电机进行分类和阐述,系统总结了提出的新型转子磁分路混合励磁电机及并列式混合励磁电机的结构原理与运行特点,论述了基于转子磁分路机理发展的混合励磁同步电机不同结构拓扑及其原理,给出了发电/电动运行控制的基本策略与方法。新型混合励磁结构拓扑及控制技术的研究为丰富和发展混合励磁电机技术提供了理论参考与实践指导。

混合励磁双凸极发电机双向励磁调压器的研制

介绍了一种并列式结构的混合励磁双凸极发电机(doubly salient hybrid excitation generator,DSHEG),阐述发电机的结构,建立相应的数学模型,并就混合励磁发电机提出一种能实现励磁电流双向控制的电压调节器,通过调节励磁电流以实现发电机的稳压输出。介绍DSHEG的3种发电方式,分析双极性控制策略调节励磁电流的工作原理和控制环参数对输出电压调节的影响;提出DSHEG的3种发电工作模式,并分析各自的特点。研制的调压器样机的发电调压试验结果表明:研制的调压器实现了双向励磁的控制,具有良好的稳态与动态调压性能,且可推广应用于其他形式的混合励磁发电机。

汽车混合励磁发电机的开发

汽车用混合励磁发电机既具有永磁发电机损耗小、效率高的优点,又具有电励磁发电机良好的电磁调节特性,在汽车电源系统中有着重要的应用价值。本文中设计出双径向永磁与凸极电磁形成并联磁路结构的组合式转子,以及气隙磁场中的高次谐波含量低、定子铁芯涡流损耗少的分数槽绕组定子。利用磁场有限元分析软件对混合励磁发电机磁场进行了建模和仿真,结果表明,通过调节通入凸极转子电励磁绕组电流的大小和方向、进而调节气隙中磁场密度,混合励磁发电装置可在宽转速、宽负载范围内输出稳定的电压。

航空并列式混合励磁无刷直流发电机短路特性研究

结合航空低压直流电源系统应用特点,对并列式混合励磁无刷直流电机短路特性开展研究。分析永磁与双凸极电机段绕组耦合关系与电感特性,揭示并列式混合励磁电机高电抗特征,在此基础上研究直流侧短路故障下的电枢反应与短路电流变化规律;根据绕组拓扑形式特点,围绕两类相间短路故障,系统分析短路电流与整流输出电压特性,探讨电机中性点连接方式对短路电流的影响,提出并列式混合励磁无刷直流发电机不同短路故障下的短路电流抑制与短路保护方法。研制12300r/min、11kW低压直流电源系统并列式混合励磁无刷直流发电机系统,并进行短路实验验证。理论与实验结果表明,并列式混合励磁无刷直流电机具有较好的短路电流抑制能力,在航空直流电源系统中具有重要的应用优势与价值。

基于等效磁路的并列结构混合励磁发电机磁场仿真分析

分析了切向永磁和爪极电励磁在转子中并列组合的混合励磁发电机的结构特点和工作原理,建立了等效磁路模型.由等效磁路模型推导了气隙磁密与励磁电流、磁钢厚度和极对数等参数的关系式,给出了参数计算的方法,并计算了等效磁路模型不同励磁电流下的气隙磁密大小.采用有限元分析软件对发电机建模,仿真分析了发电机的磁场分布,得到气隙磁密与各参数之间的变化关系曲线.仿真结果与等效磁路模型相符,验证了等效磁路模型的正确性和参数计算的有效性,为并列结构混合励磁发电机的设计和参数分析提供了参考.