[发明专利]一种双绕组永磁电机发电系统及其控制方法

说明书

本发明的双绕组永磁电机发电系统，主要包括：双绕组永磁电机，所述双绕组永磁电机定子绕组采用星型连接方式，具有两个独立的中性点，且所述中性点相互解耦；所述电气负载吸收永磁电机输出的电能；二合一变换器，二合一变换器的交流侧分别和双绕组永磁电机的两套绕组输出端相连，二合一变换器直流侧正极连接至电气负载的正极，二合一变换器直流侧负极连接至电气负载的负极；上位机，通过CAN总线将母线电压指令值发送给二合一变换器，同时通过CAN总线接收二合一变换器生成的电机状态信息。有益效果：本发明的双绕组永磁电机发电系统，双绕组采用同相位设计以及采用二合一变换器进行驱动，能够减小发电系统的体积和重量。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种双绕组永磁电机发电系统及其控制方法。

背景技术

与传统飞机相比，多电飞机在发电、配电和用电方面将更高效，更加可靠。然而，随着多电飞机用电容量的增加，对电力系统提出了非常严格的要求，如发电容量、电能质量、可靠性和系统稳定性有关的问题。因此，发电机将对飞机的电力系统产生重大影响。永磁发电机(PMG)以其功率密度高、效率高、动态响应快、无刷运行等优点，在多电飞机中的应用具有一定的优势。

飞机发电系统的一个关键要求是一定程度的容错能力，例如在发电机或其相应变换器发生单点故障时，发电系统能够在额定功率或接近额定功率的情况下继续运行。容错型永磁发电机，具有大的气隙，能够适应热膨胀和高速运行，在提高可靠性的同时输出性能基本保持不变。因此，容错型永磁发电机，特别是多相永磁发电机，得到了广泛的研究和应用。

双绕组永磁电机比普通的永磁电机多一套电枢绕组，两套电枢绕组可以采用同相位设计或者移相30度电角度设计，两套电枢绕组可以由两套变换器独立的控制，也可以由二合一变换器控制，该二合一变换器集成了两套主功率电路，在母线侧并联，并且采用一个主控芯片，能够减小发电系统的体积和重量。双绕组的设计使得每套绕组需要输出的功率相对减小，减轻了变换器的电流应力；当其中一套绕组或者主功率电路出现故障时，另一套正常的绕组和主功率电路仍能输出一定的功率，因此，双绕组永磁发电机具有控制灵活、可靠性高、容错能力强的优点，在航空主电源、车载发电以及船舰发电领域具有很好的应用前景。

目前，对双绕组永磁电机的研究主要还是集中在本体设计，电动以及容错控制上，包括电机绕组开路、短路的容错控制。然而，对于双绕组永磁电机发电系统，相应的发电控制策略以及容错控制策略研究较少。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种双绕组永磁电机发电系统及其控制方法，具体由以下技术方案实现：

所述双绕组永磁电机发电系统，主要包括：

双绕组永磁电机，所述双绕组永磁电机定子绕组采用星型连接方式，具有两个独立的中性点，且所述中性点相互解耦；所述电气负载吸收永磁电机输出的电能；二合一变换器，二合一变换器的交流侧分别和双绕组永磁电机的两套绕组输出端相连，二合一变换器直流侧正极连接至电气负载的正极，二合一变换器直流侧负极连接至电气负载的负极；

上位机，通过CAN总线将母线电压指令值发送给二合一变换器，同时通过CAN总线接收二合一变换器生成的电机状态信息。

所述双绕组永磁电机发电系统的进一步设计在于，还包括，

旋转变压器，用于反馈电机转子位置信号；

电流传感器，用于实时检测两套绕组中的电流；

电压传感器，用于实时检测电气负载两端电压；

热敏电阻，用于实时检测电机电枢绕组温度；