双凸极发电机电压调节的DSP控制实现

采用励磁电流负反馈技术的模拟调压器在航空发电机调压器上得到了应用 ,对这种模拟调压器进行研究 ,可以得到其对应的传递函数。文中将模拟调压器的传递函数进行数字化 ,得到了可以应用于数字调压器的控制算法。针对双凸极无刷直流发电机的调压要求 ,设计了以TMS32 0 C32为核心的数字调压器硬件平台。采用上述控制算法的数字调压器对双凸极无刷直流发电机进行实验 ,取得了良好的控制效果。实验结果表明 ,在数字调压器中 ,采用励磁电流负反馈的控制算法跟未采用励磁电流负反馈的算法相比 ,具有较短的建压时间与较小的超调。

电励磁双凸极无刷直流发电机非线性PI调压技术的研究

针对12/8极电励磁式双凸极(EMDS)无刷直流发电机的非线性特性,提出了一种新的非线性PI调压控制方法,该算法中比例和积分参数随调压误差的变化而非线性变化。设计了以DSP为核心的数字调压器,利用实验离线辨识的方法建立发电机系统的数学模型,在此基础上设计了算法参数,与传统PI算法做了实验对比,结果表明其抗干扰能力比常规PI调节器强。为了进一步提高系统的动态性能,在非线性PI算法中加入了负载电流前馈补偿控制。实验结果表明,在系统突加和突卸负载两种情况下,采用具有负载电流前馈补偿的非线性PI控制后,发电机电压不仅恢复时间明显缩短,而且电压波动幅值也大大减小,系统的动态性能得到了明显的提高,而且具有高的稳态精度。

双凸极无刷直流发电机在开关磁阻发电方式下的工作特性

电励磁双凸极无刷直流发电机在开关磁阻发电方式下,电枢反应起增磁作用,利于减小励磁功率。借助有限元计算分析第1气隙和第2气隙的长度关系对电励磁双凸极无刷直流发电机开关磁阻发电方式下空载特性的影响。研究不同负载状态下,电机开关磁阻发电方式时的磁链变化特征和换相工作模态,得到换相重叠和电枢反应对发电机外特性的影响,揭示了大负载状态下电机电枢反应增磁作用使换相重叠角增大,从而使电机外特性变软的问题。2kW低速电励磁双凸极无刷直流发电机的实验结果验证了仿真分析的正确性,进而给出2.6MW大功率直驱风力发电机的设计实例,并通过有限元计算验证了该结论。

双凸极无刷直流发电机的非线性数学模型

用变网络等效磁路法建立电励磁双凸极发电机等效磁路模型。在考虑磁路饱和、电枢磁场和励磁磁场相互作用的基础上 ,给出了描述该发电机非线性电感的函数 ,函数值与转子位置、各相电枢电流和励磁电流有关。有限元法验证了该函数的计算结果具有很高精度。在基于电感数值解基础上建立了该无刷直流发电机负载时一个工作模态非线性数学模型 ,给出了描述该数学模型的微分方程。理论计算结果和样机实验结果对比验证了该模型的正确性 。

负载电流反馈补偿法在双凸极无刷直流发电机数字调压器中的应用

分析了双凸极无刷直流发电系统突加、卸负载时的工作机理及滤波电容的影响,在此基础上提出了负载电流反馈补偿控制方法,以提高系统的动态性能。实验结果表明,在系统突加和突卸负载两种情况下,加入负载电流反馈补偿控制后,不仅电压恢复时间明显缩短,而且电压波动幅值也大大减小,系统的动态特性得到了明显的提高。该方法可推广应用到不同类型的直流发电机的数字调压控制中。

电励磁双凸极发电机的非线性建模与空载特性仿真

提出了一种新的建模方法,即在电励磁双凸极电机电磁场有限元计算的基础上,利用M atlab对电励磁双凸极无刷直流发电机进行非线性建模与仿真;并导出了电励磁双凸极电机无刷直流发电系统考虑换相过程时的非线性仿真模型。最后,用提出的非线性建模和仿真计算方法,对一台三相12/8极电励磁双凸极无刷直流发电机的空载电势波形进行了仿真,进而计算出电机的空载电势。结果表明:空载电势和空载特性的仿真与实验结果一致性较好。

双凸极无刷直流发电机的换相研究

双凸极发电机相电势的特殊性使得双凸极无刷直流发电机负载工作时的换相重叠角和换相压降难以用准确表达式表示。文中研究了励磁电流、转速和负载大小对换相重叠的影响,给出各种情况下换相重叠角的对比分析,并与永磁同步无刷直流发电机的换相重叠进行了对比,从而揭示出双凸极无刷直流发电机换相重叠规律,为发电机外特性等基本特性的研究提供了依据。

QF18D航空双凸极起动/发电机关键特性研究

起动/发电一体化是现代飞机供电系统的主要发展趋势之一。QF18D航空起动/发电机采用的三相双凸极电机具有转子无磁钢无绕组、结构强度高、制造方便、可逆性好等优点,适于高空高速飞行的应用条件。文章首先扼要介绍了QF18D发电及电动工作的结构原理;然后基于有限元仿真和实验验证相结合的方法详细研究了QF18D双凸极直流发电机的空载、短路、外特性和调节特性的特点,主要探讨了换相重叠和电枢反应对电机关键特性的影响机理;最后通过航空涡喷发动机的冷热开车试验验证了QF18D的系统起动性能优越。

三相电励磁双凸极直流发电机的拓扑构成和建模分析

使用时步有限元法,分析了无刷双凸极直流发电机的静态参数和运行特性,在考虑铁心磁路非线性饱和、边缘磁场、集中式电枢绕组电枢反应的3个因素影响前提下,直接求解电机的运行性能,为该新型无刷直流发电机的优化设计提供有益的参考和依据。重点介绍电励磁双凸极直流发电机的结构、拓扑特点,建立了该电机的数学模型,通过时步有限元法直接仿真,比较4种典型三相结构的外特性,并以72/48结构多单元三相电励磁双凸极直流风力发电机为算例,仿真分析了不同负载大小电机的运行特性。

双凸极无刷直流发电机计算机辅助设计的研究

根据双凸极无刷直流发电机的特点,提出了一种计算机辅助设计方法,给出了设计过程。该方法不仅提高了设计的灵活性,而且具有虚拟实验的功能,设计结果和样机实验对比表明设计的结果是正确的。

复合磁路三相定子混合励磁双凸极直流发电机及其时步有限元分析

复合磁路三相定子混合励磁双凸极直流发电机的励磁线包和永磁体在与转轴正交的同一剖面上,电励磁磁通和永磁磁通复用电机磁路具有励磁功率小、励磁调节范围可按要求设计、可以实现单输出或双路输出的特点。文章介绍了该型电机的典型结构,使用时步有限元法分析其工作模态,基于场分析结果提取电感特性,计算比较空载特性、外特性,仿真计算了双路输出的开环调整率。分析结果表明,该电机既能作为独立供电系统的无刷直流发电机,又能并网发电,特别适于航空和其他野外作业场合高速发电机用,并实现起动/发电一体化,应用前景广泛。

定子分布励磁双凸极无刷直流发电机电磁特性研究

定子集中励磁双凸极电机与不控整流电路构成的双凸极无刷直流发电机具有调压方便、可靠性高的特点,但其存在三相磁路不对称的固有问题,进而影响三相电势波形与输出电压脉动。深入研究定子分布励磁的电励磁双凸极发电机,对比了分布励磁与集中励磁双凸极发电机结构特点与运行原理,用有限元方法分析了分布励磁双凸极电机的电枢反应、电感特性和磁场分布,并对多相电机及其绕组形式和发电模态进行了研究。研制了原理样机,实验结果与仿真分析一致,表明分布式励磁双凸极无刷直流发电机在合理的绕组结构和整流方式下具有良好的发电性能,解决了传统双凸极无刷直流发电机的整流输出电压脉动大和相电流不对称的问题。

低压大电流双凸极无刷直流发电机电枢绕组股线环流的抑制方法

为了有效抑制低压大电流双凸极电机电枢绕组中的股线环流,提出电枢绕组结构优化方法。首先建立能够充分考虑绕组股线位置、线包间股线串联顺序的精细化二维有限元仿真模型,对低压大电流双凸极电机中电枢绕组股线环流产生的机理进行研究。在此基础上,提出三种优化过的电枢绕组结构,并分别建立仿真模型将它们与未优化过的结构在股线环流分布、铜损、效率等方面进行对比分析。最后,制作两台不同绕组结构的股线环流验证原理样机进行对比实验研究。仿真和实验结果表明,股线均匀穿过槽深与槽宽的电枢绕组结构具有最好的股线环流抑制效果。

双凸极无刷直流发电机空载特性的分析

首先用变网络等效磁路法计算了 12 / 8结构的某双凸极交流发电机的空载相电压 ,给出了实验结果的对比。然后 ,在此基础上给出了双凸极无刷直流发电机的空载特性的求法 ,计算的结果和实验的结果进行了比较 ,说明该方法具有较高的计算精度。

伪微分反馈控制的电励磁双凸极直流发电系统

传统电励磁双凸极无刷直流发电系统的调压器大多采用PI控制算法。为优化发电系统的建压过程与增强鲁棒性,引入一种新的闭环调压策略——伪微分反馈(PDF)控制。首先对电励磁双凸极电机(WFDSM)发电系统进行了阐述,并且构建了对应的传递函数,继而对采用PI调压器与PDF调压器的发电系统动态性能与抗扰动性能进行了理论分析。基于一台四相电励磁双凸极发电机,在MATLAB/Simulink中搭建了发电系统模型,对两种控制策略进行了仿真对比。采用PDF控制有助于改善发电系统的动态性能,建压响应过程迅速且平稳,超调得到明显抑制;应对负载与转速扰动的抗扰性能好,具备优良的鲁棒性。