[发明专利]基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构及调节方法

说明书

本发明公开基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构及调节方法，仅包含有永磁发电机，所述永磁发电机具有定子辅助绕组，所述定子辅助绕组用于改变所述永磁发电机的磁路状态，进而调整所述永磁发电机的输出电压。本发明的有益效果在于：基于磁场叠加的原理，通过调节定子辅助绕组的电流矢量来控制气隙磁势，从而调节永磁发电机的输出电压，简化发电机组的结构。

技术领域

本发明涉及基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构及调节方法。

背景技术

永磁发电机（Permanent Magnetic Generator，PMG）因其较高的功率密度而得到了广泛的应用。根据电磁感应原理，永磁发电机将旋转的机械能转换成电能，在定子功率输出绕组上输出三相交流电压，为负载提供电能。

在航空发电领域，为提高可靠性，现代飞机越来越多的采用了变频发电技术，即在发电机组中，取消了原有的恒速装置，发电机的会转速随着发动机在很宽的范围内变化，其频率变化范围为360-800Hz。如果采用永磁发电技术，若不对磁场进行调节，则输出电压会在两倍额定电压的范围内波动。

为实现发电机输出电压可调的目的，一般在技术路径上采用永磁发电机、励磁机和主发电机三体无刷结构。请参见图1，这里永磁发电机作为基础电压源，经过控制回路的调节，为励磁机提供励磁电流，后者的电压输出经旋转整流器整流后，为主发电机的转子提供励磁电流。这里，可以通过控制励磁机的励磁电流来调节主发电机的励磁电流，从而实现飞机电网输出电压的调节。但由于采用了三体式无刷结构，增加发电机组的体积和重量。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有采用三体式无刷结构，而提供一种新型的基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构，仅包含有永磁发电机，所述永磁发电机具有定子辅助绕组，所述定子辅助绕组用于改变所述永磁发电机的磁路状态，进而调整所述永磁发电机的输出电压。

作为基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电结构的优选方案，所述永磁发电机，还包含有，

转子；

环绕于所述转子外侧的定子，所述定子辅助绕组布置于所述定子上；

布置于所述定子上的定子功率输出绕组；

用于检测所述转子的转速信息的转子转速传感器；

用于检测所述转子的位置信息的转子位置传感器；

用于向所述定子辅助绕组输出三相交流电的逆变器；以及，

励磁控制回路，其根据来自所述定子功率输出绕组的电压信息、来自所述转子转速传感器的所述转速信息、来自所述转子位置传感器的所述位置信息及来自所述定子辅助绕组的电流信息，调整所述逆变器向所述定子辅助绕组输出的所述三相交流电。

本发明还公开了基于SVPWM矢量控制的航空发电永磁发电调节方法，包含有以下步骤，

步骤S1，提供权利要求1或2所述的航空发电永磁发电结构；

步骤S2，所述励磁控制回路接收来自所述定子功率输出绕组的电压信息、来自所述转子转速传感器的所述转速信息、来自所述转子位置传感器的所述位置信息及来自所述定子辅助绕组的电流信息；所述电流信息通过Clarke变换和Park变换转换成与所述转子相对静止的d轴、q轴分量，与预设的参考值进行比较后，再进行Park逆变换求得SVPWM的控制电压，从而控制调整所述逆变器向所述定子辅助绕组输出的所述三相交流电；所述定子辅助绕组的q轴分量的参考值为0，所述定子辅助绕组的d轴分量的参考值分别来源与所述定子功率输出绕组的所述转速信息及来自所述定子功率输出绕组的所述电压信息，二者的线性叠加产生磁通的误差信息，进而生成辅助绕组d轴电流分量的参考值。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：基于磁场叠加的原理，通过调节定子辅助绕组的电流矢量来控制气隙磁势，从而调节永磁发电机的输出电压，简化发电机组的结构。