[发明专利]一种航空多级式电励磁同步电机转矩波动抑制方法

说明书

本发明涉及一种航空多级式电励磁同步电机转矩波动抑制方法，将电磁转矩波动补偿的参考值ΔT_e^*叠加到励磁机平均电磁转矩的参考值上，得到励磁机电磁转矩的参考值以励磁机电磁转矩参考值与反馈值T_e作差，得到励磁机定子交轴电流参考值i_sq^*。将励磁机交轴电流参考值i_sq^*与反馈值i_sq作差，得到励磁机定子交轴电压参考值u_sq^*。由直交轴电压分量的给定值u_sd^*、u_sq^*以及励磁机的转子磁链位置θ_m得到空间电压矢量的参考值，根据空间矢量脉宽调制方法进行矢量合成，得到逆变器所需要的控制信号。有益效果：实现同时对多级式电机主电机励磁电流和励磁机电磁转矩的控制；降低了多级式电机转矩输出轴上起动转矩的波动，提高安全性和可靠性。

技术领域

本发明属于交流电机传动控制技术领域，涉及一种航空多级式电励磁同步电机转矩波动抑制方法。

背景技术

航空发动机是飞机的核心组成部分，其性能优劣对飞机的性能起着至关重要的作用。多电发动机作为先进多电/全电飞机的动力核心，目前已被广泛确立为航空发动机的主要发展方向。起动/发电功能一体化是先进多电发动机的重要特征之一，不但优化了发动机传动链，而且有效缩减了系统体积重量，降低了系统复杂度，提高了系统可靠性。考虑到对现有航空发电机技术的延续与接轨，目前在中、大型飞机上最常用也是国外已经实现装机的是基于多级式(两级式或三级式)电励磁同步电机(以下简称多级式电机)的起/发系统，其主要结构特点是包括定、转子分别一体化组装的励磁机、旋转整流器和主电机等部件，其中，励磁机为电枢旋转式发电机，其定子绕组有多种结构形式；主电机为带有阻尼绕组的电励磁同步电机，旋转整流器与励磁机及主电机同轴安装；副励磁机为磁极旋转式永磁同步电机。由于多级式电机的发电技术已经成熟，目前的研究主要集中在起动控制上。

多级式电机在起动过程中的无位置传感器技术是目前研究的热点问题，而高频信号注入法是无位置传感器技术中经常采用的方法。但是，由于注入的高频信号对于多级式电机的驱动控制来说属于干扰信号，使得电机轴上输出的起动转矩存在较为明显的波动。寄生在稳态起动转矩之上的波动转矩分量，会导致传动链上相关部件的高频谐振，在经历多次反复的起动后，导致部件应力疲劳、寿命缩短乃至失效，从而对发动机系统的安全性造成威胁。因此，抑制高频注入信号引起的起动转矩波动，对于提高系统的安全性和可靠性非常关键。

在高频信号注入引起的电磁转矩波动抑制方面，目前的方法多数都是从高频信号的注入方式方面进行考虑，通常方法较为复杂，需要在注入信号的大小和转矩波动的大小两方面进行折中考虑，有可能影响到高频注入的效果，进一步影响无位置传感器控制的结果。因此，结合多级式电机的结构特点，对高频注入信号的引起的起动转矩波动进行抑制具有重要意义。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种航空多级式电励磁同步电机转矩波动抑制方法，解决航空多级式电励磁同步电机起动过程中高频注入信号带来的起动转矩波动问题。

技术方案

一种航空多级式电励磁同步电机转矩波动抑制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据主电机电磁转矩波动的大小以及主电机电磁转矩和励磁机电磁转矩的方向关系，确定电磁转矩波动补偿的参考值ΔT_e^*，具体步骤如下：

(a)计算主电机的电磁转矩，通过高通滤波器得到主电机的电磁转矩波动；