一种变速永磁交流发电机系统及其双端口稳压控制方法

摘要

本发明公开了一种变速永磁交流发电机系统及其双端口稳压控制方法。本发明的系统包括永磁交流发电机、PWM整流器、直流滤波装置以及控制器，所述控制器包括转子位置与转速检测模块、直流电压检测模块和直流电流检测模块、交流电压检测模块和交流电流检测模块、坐标变换模块、第一调节器、第二调节器、电流限幅模块及PWM发生模块；本发明的方法包括步骤：采集发电机转子位置和转速、直流电压和电流、交流电压和电流，经坐标变换获得交轴和直轴电流，以稳定直流和交流电压为目标经闭环控制产生交轴和直轴电流给定值并限幅，产生PWM触发脉冲控制PWM整流器。本发明在发电机转速变化时维持直流和交流输出端双端口稳压，且成本低、可靠性高。

主权项

1.一种变速永磁交流发电机系统，包括永磁交流发电机、接入永磁交流发电机交流输出端的PWM整流器、与所述的PWM整流器相连的直流滤波装置以及控制器，其特征在于，所述的控制器包括：转子位置与转速检测模块，用于获得所述发电机转子的位置θ和所述发电机转子的转速ω_r；接入所述的直流滤波装置直流输出端的直流电压检测模块和直流电流检测模块，用于获得直流输出端的直流电压U_dc和直流电流I_dc；接入所述发电机交流输出端的交流电压检测模块和交流电流检测模块，用于获得交流输出端的交流电压U_ac和交流电流；坐标变换模块，用于根据所述发电机转子的位置θ将上述交流电流检测模块输出的交流电流进行坐标变换以将其转换为交轴电流I_q以及直轴电流I_d；第一调节器，用于接收所述直流滤波装置直流输出端的直流电压U_dc和直流电流I_dc并根据预设的直流电压标准值U_dc^*产生并输出所述发电机交流输出端的交轴电流给定值I_q^*；第二调节器，用于接收上述第一调节器输出的交轴电流给定值I_q^*和所述发电机转子的转速ω_r以及所述发电机交流输出端的交流电压U_ac，并根据预设的交流电压标准值U_ac^*产生并输出所述发电机交流输出端的直轴电流给定值I_d^*；电流限幅模块，用于接收所述发电机转子的转速ω_r、所述发电机转子转速标准值ω_r^*，以及所述的交轴电流给定值I_q^*和所述的直轴电流给定值I_d^*，输出限幅后的交轴电流给定值I_q^*’和限幅后的直轴电流给定值I_d^*’，使得二者的相量和的幅值不超过所述发电机交流电流额定值I_额定；PWM发生模块，用于比较所述的交轴电流I_q与其限幅后的给定值I_q^*’以及所述的直轴电流I_d与其限幅后的给定值I_d^*’，并根据所述发电机转子的位置θ和所述的发电机转子的转速ω_r，发出控制所述的PWM整流器的功率开关管导通或关断的PWM触发脉冲。