[发明专利]用于永磁发电机中的电压调节的降压/升压方法

说明书

本申请是申请号为200610126378.1、申请日为2006年7月19日、发明名 称为“用于永磁发电机中的电压调节的降压/升压方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于永磁发电机(PMG)的电压调节系统，该永磁发电机 具有被分成多个子线圈的定子线圈。

背景技术

永磁发电机(PMG)用来将机械能，通常是旋转机械能转化为电能。典型 的永磁发电机从原动机接收机械能。原动机可以是：例如航空器的燃气轮发动 机。原动机引起PMG中的转子旋转。由在转子中的永磁体产生的磁通量就会在 定子绕组中感应出一个电动势电压。在每个线圈上感应的电压累积作为输出电 压提供给负载。

由PMG产生的输出电压既依赖于原动机的速度，也依赖于负载的总体阻 抗。那就是说，当原动机的转速有一个下降，继而引起转子转速下降，定子绕 组感应的输出电压就会有一个下降。而原动机转速的升高，相应定子线圈感应 的输出电压也会有一个升高。同样地，负载阻抗的降低会引起PMG的输出电压 的升高，而负载阻抗的升高则会引起PMG的输出电压的降低。

在许多应用中，PMG的输出电压的变化是不能接受的。然而，精确控制 原动机的转速或者负载阻抗也不总是可能的。在一些应用中，更理想的是在原 动机转速或负载阻抗变化的情况下保持PMG输出电压的基本稳定。在其他应用 中，更理想的是能在不必修正原动机速度或负载阻抗的情况下控制PMG的输出 电压。

发明内容

一方面，本发明是一个可调节输出电压的永磁发电机系统。该系统包括一 个原动机、一个具有连接原动机的转子的PMG，一个具有定子齿的定子，以及 缠绕在定子齿上且被分成多个子线圈的定子线圈。降压/升压电压同选定的子线 圈相连接，其中在选定的子线圈中施加降压/升压来升高或降低输出电压。控制 器监测输出电压并基于监测的输出电压选择性地施加降压/升压电压到子线圈。

另一方面，本发明提出一种保持永磁发电机的输出电压的方法。该方法包 括产生一个输出电压，其中定子线圈被分成多个子线圈，选定的子线圈被连接 在一起以产生输出电压。输出电压的变化可以被监测，同时基于监测到的输出 电压，将降压/升压电压施加到没有连接以产生输出电压的子线圈，从而升高或 降低输出电压。

附图说明

图1是本发明的永磁发电机系统的功能方块图，该系统可以保持恒定的输 出电压。

图2是剖视图，显示了本发明的永磁发电机的结构。

图3是电路图，显示了第一种结构连接的PMG的定子线圈，其中第一子 线圈串联连接，第二子线圈串联连接。

图4A-4C是电路图，显示了对于连接第一种结构的PMG的第二子线圈 不施加电压、施加一个升压电压或施加一个降压电压的效果。

图5是电路图，显示了第二种结构连接的PMG的定子线圈，其中第一子 线圈与第二子线圈串联连接。

图6是电路图，显示了第二种结构连接的PMG的第一和第二子线圈的效 果。

图7是电路图，显示PMG的定子线圈被分成三个子线圈。

具体实施方式

图1显示了本发明永磁发电机电压调节系统10的一个实施例，其中包括 原动机12，永磁发电机(PMG)14，三相输出电压VoA，VoB和VoC，负载 16，控制器18，开关阵列19，和降压/升压电压源20。原动机12与PMG14相 连，给PMG14提供旋转的机械能。PMG14将原动机12提供的机械能转换为电 能，并将其输出到负载16上，其显示为三相输出电压VoA，VoB，VoC(统一 称为“输出电压Vo”)。

在PMG14的外部有两个变量影响输出电压Vo。第一个是原动机12的旋 转速度。如果原动机12旋转得更快，输出电压Vo就会上升。如果原动机12旋 转得更慢，输出电压Vo就会下降。影响输出电压Vo的第二个变量就是负载16 的阻抗。如果负载16的阻抗升高，则由PMG14提供的输出电压Vo就会下降。 如果负载16的阻抗降低，则由PMG14提供的输出电压Vo就会上升。在很多 应用中，原动机的转速和负载阻抗都不是容易被控制的。本发明提出了一个系 统和方法，其能在原动机12的转速和负载16的阻抗变化的情况下保持相对恒 定的输出电压Vo。