航空三级电励磁式同步电机起动控制方法及装置

摘要

本发明涉及一种航空三级电励磁式同步电机的起动控制方法及装置，通过直接控制电压矢量的模值及电压矢量与主发电机转子夹角的方式确定控制器输出电压矢量，再以空间矢量调制SVM的方式发出三相全桥逆变器的开关信号，控制逆变器驱动主发电机，实现三级电励磁式同步电机起动功能的方法。本发明具有以下优点：1）控制环节较少，速度环PI调节器和电流环PI调节器相互独立，参数调整方便；2）不需系统的实时状态信息，可以采用较为复杂的滤波算法对采集到的主发电机原始信息进行处理，对瞬态干扰具有一定的鲁棒性，可有效提高系统控制性能；3）控制目标量少，可有效降低励磁机对主发电机的电磁干扰所造成的综合控制误差。

主权项

1.一种航空三级电励磁式同步电机的起动控制方法，其特征在于通过直接控制电压矢量的模值及电压矢量与主发电机转子夹角的方式确定控制器输出电压矢量，再以空间矢量调制SVM的方式发出三相全桥逆变器的开关信号，控制逆变器驱动主发电机，实现三级电励磁式同步电机起动功能的方法；依次含有以下步骤：步骤1：计算当前励磁机转子感应电势，得到A相感应电势：$e_A=N_2{k}_{N_2}{\Phi }_m({\omega }_1\sin {\omega }_{1}t\cos \mathrm{\omega t}+\omega \cos {\omega }_{1}t\sin \mathrm{\omega t})$其中：ω₁＝2πf₁，f₁为励磁机定子励磁频率；N₂为励磁机转子每相串联绕组匝数；为绕组系数；φ_m为脉振磁势产生的每极磁通的幅值；步骤2：计算主发电机励磁电流i_f：i_f＝K_UC*e_A/R_zr，其中：K_UC为励磁机输出电压与主发电机转子端电压的对应系数，R_sr为主发电机转子电阻；步骤3：计算主发电机d轴电流的理想控制目标量为：其中：I为主发电机线电流，M_sf为主发电机定子、转子间的互感，L_d为主发电机d轴电感，L_q为主发电机q轴电感；步骤4：将主发电机d轴电流的理想控制目标量与实际i_d之差进行PI调节，得到电压矢量与主发电机转子d轴夹角Δθ：Δθ＝K_pc·e_id+K_ic∫e_iddt，其中：K_pc为电流环PI调节器的比例系数、且K_pc＞0；K_ic为电流环PI调节器的积分系数、且K_ic＞0；$e_{\mathrm{id}}=i_d^{*}-i_d;$根据设定的电机转速参考值和电机转速反馈值ω之差进行PI调节，得到当前调制电压矢量的模值U：U＝K_ps·e_ω+K_is∫e_ωdt；其中：K_ps为速度环PI调节器的比例系数、且K_ps＞0，K_is为速度环PI调节器的积分系数，且K_is＞0；由当前主发电机转子的位置θ以及电压矢量与主发电机转子d轴的夹角Δθ，唯一确立模值为U的电压矢量U^*，其位置步骤5：根据空间矢量调制方法SVM对电压矢量U^*进行矢量合成，得到逆变器所需要的三相开关控制信号。