航空變頻交流起動發(fā)電系統(tǒng)的起動控制策略研究.pdf

1、變頻交流電源系統(tǒng)以其高可靠性、體積重量小、容量大，并且能夠匹配恒頻電源系統(tǒng)的大部分負(fù)載，因此成為當(dāng)前先進(jìn)民用飛機的主流電源系統(tǒng)。為進(jìn)一步減輕系統(tǒng)體積重量，起動發(fā)電一體化成為變頻交流電源系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。然而變頻交流發(fā)電機應(yīng)用于起動過程中面臨諸多問題，對起動控制策略的研究勢在必行，也逐漸成為各大航空電氣公司以及院所高校研究的熱點。
　　三級式同步電機是當(dāng)前航空電源系統(tǒng)最常用的無刷勵磁同步電機，勵磁控制策略和起動控制策略的研究是基于該

2、電機的無刷勵磁起動發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)起動功能的關(guān)鍵，國內(nèi)外學(xué)者均對其展開了大量的研究工作。本文開展對無刷勵磁同步電機的勵磁和起動控制的實現(xiàn)以及協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究，詳細(xì)分析與驗證了交、直流勵磁一體化控制策略的可行性，在此基礎(chǔ)上，提出一種基于氣隙磁鏈?zhǔn)噶靠刂频臒o刷勵磁同步電機起動控制策略，實現(xiàn)了變頻交流電源系統(tǒng)的起動控制功能。
　　本文首先針對勵磁繞組開路型三級式同步電機的新型結(jié)構(gòu)，建立其數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析了新型勵磁機和主電機在起動過程中

3、的控制策略；在此基礎(chǔ)上，提出一種基于氣隙磁鏈的矢量控制，實現(xiàn)了對起動系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的控制策略，并通過比較改進(jìn)型積分器與傳統(tǒng)型積分器的優(yōu)缺點，給出了氣隙磁鏈觀測的具體實現(xiàn)方案。
　　針對本文所提出的勵磁控制策略和起動控制策略，基于無刷勵磁同步電機起動系統(tǒng)的各部分的數(shù)學(xué)模型，搭建了變頻交流電源起動系統(tǒng)的仿真模型，通過仿真模型初步驗證了控制策略的可行性；最后，以TMS320F28335作為主控芯片構(gòu)建了系統(tǒng)的硬件平臺并編寫了相關(guān)程序，對本