CN108512469A - 一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 - Google Patents
一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108512469A CN108512469A CN201810281476.5A CN201810281476A CN108512469A CN 108512469 A CN108512469 A CN 108512469A CN 201810281476 A CN201810281476 A CN 201810281476A CN 108512469 A CN108512469 A CN 108512469A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- starting
- current
- motor
- winding
- permanent magnetism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 title claims 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 88
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 43
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 20
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/006—Means for protecting the generator by using control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/027—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
- H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2103/00—Controlling arrangements characterised by the type of generator
- H02P2103/20—Controlling arrangements characterised by the type of generator of the synchronous type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
- H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法，属于起动发电技术领域。系统包括双三相高阻抗永磁起动发电机、两组双向桥式功率变换电路、起动发电切换开关、蓄电池、直流负载、起动发电系统控制器、位置传感器、温度传感器，电流传感器、电压传感器。采用SVPWM技术控制系统运行于起动阶段和发电阶段。在电机发生匝间短路故障时，将故障绕组交轴电流给定信号置零并将直轴电流给定信号置为额定电流大小的弱磁电流，使得故障绕组进入弱磁状态，限制故障绕组的短路电流在额定电流附近，大部分功率输出由正常绕组承担，起动转矩平稳，发电控制简单，可靠性高，能有效限制短路电流，特别是匝间短路电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种起动发电系统，尤其涉及一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法，属于起动发电的技术领域。
背景技术
起动发电一体化可以减小系统体积，使结构紧凑，是能够应用于飞机上的独立电源系统。根据电机的可逆运行原理，将发电机一机两用，在航空发动机未工作时，电机作为电动机用，起动航空发动机，航空发动机起动后，航空发动机则反过来带动电机发电，该系统省去了起动机，减小系统的体积和重量，提高了效率。
永磁同步电机具有输出转矩高、功率密度高、效率高等优点，在航空、电动汽车、船舶等各工业领域得到了广泛应用。永磁同步电机发电与电动运行时可使用同一套功率变换器，简化了起动发电系统。然而，由于永磁体的存在，故障时不能灭磁，一旦发生短路故障，尤其是匝间短路故障将产生很大的短路电流，对绕组绝缘构成极大威胁，甚至毁坏电机，这一问题使永磁同步电机在航空主电源系统中的应用受到限制。
与外部短路相比，匝间短路故障更为严重。由于短路匝匝链的磁链在短路前后几乎不发生变化，而短路匝的电阻值和电感值都较小，会在短路匝中感应出巨大的环流，短时间内产生巨大热量，引起剧烈温升，造成严重的后果。因此研究一种具有容错能力的永磁起动发电系统具有重要的意义。
目前，起动发电技术方案主要应用在混合动力汽车起动发电一体化技术方面，并且采用永磁电机作为起动发电机的方案较多，发明专利CN101958674A公开了一种绕组开路型永磁电机车载起动发电系统及控制方法，绕组开路型永磁电机绕组端部一侧通过三相整流桥和滤波电容构成给负载供电的整流发电电路，绕组开路型永磁电机绕组端部另一侧通过三相桥式变换器与蓄电池构成起动电路，通过切换开关实现起动、发电运行状态的切换，该发明可以有效地满足车载起动发电机的宽转速运行范围、高功率密度、高效率的要求，但是此种方法容错性不高，一旦发生短路故障将产生大量的热量。美国专利US7064526B2公开了一种具有容错能力的永磁起动发电机，该起动发电机的每一相绕组连接独立的双向变换器，当一相绕组发生短路故障时，对地故障检测器向控制单元发出信号，控制单元控制该相绕组连接的变换器来实现容错，该发明控制方法简单，具有一定的容错能力，但是使用的功率器件较多，结构复杂，且无法有效限制匝间短路电流。
发明内容
本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法，实现了永磁起动系统匝间短路电流的有效抑制，解决了现有具有容错能力的永磁起动发电机无法有效抑制匝间短路电流的技术问题。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
具有容错能力的永磁起动发电系统，包括：双三相高阻抗永磁起动发电机、双向桥式功率变换电路、起动发电系统控制器、起动/发电切换开关、实时采集电机转子位置信号的位置传感器、实时采集电机六相电枢绕组温度的温度传感器、实时采集电机六相电枢绕组电流的电流传感器、蓄电池、直流负载；所述永磁起动发电机具有两套三相电枢绕组，其中，ABC三相绕组分别与第一组双向桥式功率变换电路的桥臂中点连接，DEF三相绕组分别与第二组双向桥式功率变换电路的桥臂中点连接；两组功率变换电路直流侧并联向负载供电；切换开关包括动触点和第一静触点、第二静触点，动触点与双向桥式功率变换电路的正输出端连接，第一静触点与蓄电池的正极连接，第二静触点与直流负载的正端相连；起动发电系统控制器与双向桥式功率变换电路的控制端、切换开关的控制端连接。
优选地，双三相高阻抗永磁起动发电机直轴电感值较大，对于短路电流具有限制能力，可以将电机的外部短路电流限制在额定电流附近。当电机发生内部短路故障后，通过向绕组中注入额定电流大小的弱磁电流的方法可以将电机的单匝匝间短路电流的大小限制在额定电流附近。该永磁起动发电机含有两套三相绕组。当电机处于正常工作状态下时，两套绕组各承担一半的功率，两组双向桥式功率变换电路的直流侧并联向输出侧提供功率。当电机的一套绕组发生故障后，该套绕组不再向输出侧提供功率，而由另一套绕组继续提供部分功率。
如上所述具有容错能力的永磁起动发电系统的控制方法，起动过程中，起动发电系统控制器首先通过控制切换开关的静触点与第一动触点闭合，使蓄电池接入双向桥式功率变换电路的直流输入端；然后起动发电系统控制器控制双向桥式功率变换电路驱动永磁电机，同时，通过检测电机转子位置信号的位置传感器计算电机的转速，判断电机是否已经完成起动，如是，则起动发电系统控制器控制切换开关的静触点与第二动触点闭合，此时，永磁电机进入发电状态；控制器根据单元所检测的直流侧输出电压驱动双向桥式功率变换器，双向桥式变换器对永磁电机两套绕组输出的交流电进行可控整流，直至达到稳定输出电压的目的。
优选地，永磁电机为双三相高阻抗永磁起动发电机，电机的每个槽内放置有温度传感器，当其中一套三相绕组发生短路故障尤其是匝间短路故障时，温度传感器检测出温度的剧烈变化后向起动发电控制单元发出故障信号。当电机发生外部短路故障时，由于双三相高阻抗永磁电机自身阻抗较大，可以将短路电流限制在额定电流附近。当电机发生匝间短路故障后，起动发电系统控制器通过控制与故障绕组连的三相功率变换电路的控制信号向故障绕组中注入额定电流大小的弱磁电流，降低与短路绕组匝链的磁链大小，从而抑制短路电流；另一套绕组的控制信号不变，继续正常工作。此种方法可以有效限制电机的短路电流尤其是匝间短路电流，同时保证电机发生故障后仍然能够输出部分功率。
进一步地，当检测到电机发生匝间短路故障后，故障绕组的交轴电流给定值不再由外环确定，将交轴电流给定值置为零，发生故障的绕组不再输出功率。故障绕组的直轴电流给定值置为额定电流大小的弱磁电流以削弱故障绕组中的气隙磁密，从而降低电机的短路电流，确保电机能够继续安全工作，而另一套绕组继续向外输出功率。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明采用双三相高阻抗永磁同步电机作为系统起动发电一体化的核心元件，该电机因直轴电感较大对短路电流具有限制能力，绕组发生外部短路故障时可以通过自身的高阻抗特性限制短路电流，采用SVPWM技术控制系统运行于起动阶段和发电阶段，在电机发生匝间短路故障时，将交轴电流给定信号置零，同时，将直轴电流给定值置为电机外部短路电流也即额定电流大小的弱磁电流以削弱故障绕组中的气隙磁密，从而降低电机的短路电流，故障绕组不再输出功率，正常工作的绕组则提供大部分的功率，确保电机能够继续安全工作。
(2)本发明的永磁起动发电系统采用空间电压矢量控制，电流正弦度较高，起动转矩平稳，起动、发电及起动发电之间的切换控制简单可靠。
附图说明
图1为本发明的具有容错能力的永磁起动发电系统框图。
图2为永磁起动发电系统的控制器原理图。
图3为双三相高阻抗永磁起动发电机的结构图。
图4为高阻抗永磁电机与传统永磁电机的外特性曲线对比图。
图5为具有容错能力的永磁起动发电系统的控制流程图。
图中标号说明：Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16、Q21、Q22、Q23、Q24、Q25、Q26为开关管，D11、D12、D13、D14、D15、D16、D21、D22、D23、D24、D25、D26为二极管，C1、C2为直流侧滤波电容，ia～if为六相电枢绕组电流，Temperature为电机绕组温度，θ为转子位置角，ω为转子角速度，ω*为给定角速度，Udc为直流侧实际电压，Udc*为直流侧给定电压，PWMQ11～Q16、PWMQ21-Q26为开关管控制信号，S1signal为起动/发电切换开关的控制信号，Id1、Id2、Iq1、Iq2为双三相绕组中的交直轴电流，Id1*、Id2*、Iq1*、Iq2*为给定交直轴电流，Ud1、Ud2、Uq1、Uq2为双三相绕组的交直轴电压，Ud1*、Ud2*、Uq1*、Uq2*给定交直轴电压，uα1*、uα2*、uβ1*、uβ2*为给定的α轴电压和β轴电压。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：
图1显示了本发明的起动发电系统的一个优选实例的结构图，如图所示，该永磁起动发电机采用双三相集中绕组结构，双三相电枢绕组采用星形连接方式，双三相电枢绕组输出端分别与两组带滤波电容的三相桥式功率变换电路(如图所示，包括开关管Q11～Q16，Q21～Q26，二极管D11～D16，D21～D26及滤波电容C1～C2)的桥臂中点连接，其中，ABC三相绕组与第一组桥式整流电路相连，DEF三相绕组与第二组桥式整流电路相连，两组功率变换电路直流侧并联后向负载供电，并联后的输出正端与起动发电切换开关S1的动触点连接，起动发电切换开关S1的静触点1与蓄电池正极相连接，起动发电切换开关S1的静触点2接直流负载。电动状态下，由蓄电池通过双向桥式逆变电路向永磁同步电机供电，发电状态下，双向功率变换电路输出电压直接向直流负载供电。电流传感器Hia～Hif检测永磁电机电枢绕组相电流ia～if，位置传感器检测永磁电机转子位置信号，每个槽中装有检测电枢绕组温度的温度传感器，利用分压采样电阻和电压传感器检测直流侧实际输出电压Udc，电枢绕组电流的检测信号、转子位置的检测信号、绕组温度的检测信号、直流侧实际输出电压的检测信号传输至起动发电控制器。起动发电控制器输出双向桥式功率开关管的控制信号PWMQ11～Q16、PWMQ21～Q26以使永磁起动发电机正常运行，在电机转速超过起动转速范围时输出切换控制信号S1signal以起动发电切换开关S1的动触点与静触点2闭合，从起动模式切换至发电模式。
图2为上述具有容错能力的永磁起动发电机系统的控制器结构图，如图所示，该控制系统为双闭环结构。当电机处于正常状态下时，温度信号Temperature处于正常的范围内，控制系统的外环在发电和电动两种状态下有所不同。当电机处于电动状态时，外环为转速环，利用速度位置传感器检测电机转子的位置和角速度信号，与给定的角速度大小进行比较，经过转速调节器，产生q轴电流的给定信号(此时开关S2与开关S3的静触点1与比较器相连接)。当电机的角速度超过起动转速范围时，输出切换开关控制信号S1signal，使切换开关S1由起动模式切换至发电模式。此时外环为电压环，通过检测直流负载侧的电压大小，与给定直流侧电压的大小相比较，经过电压调节器，产生q轴电流的给定信号(此时开关S2与开关S3的动触点与静触点2相连)。电机的内环为电流环，通过电流传感器检测得到状态量ia～if，将这六个状态量通过Clark-Park变换得到旋转坐标系下的交直轴电流Id1、Iq1、Id2、Iq2，并与给定交直轴电流相比较，然后通过电流调节器得到给定的交直轴电压，再经过反Park变换得到给定的静止坐标系下的电压uα1*、uβ1*、uα2*、uβ2*，利用空间电压矢量调制产生信号PWMQ11～Q16、PWMQ21～Q26控制开关管Q11～Q16、Q21～Q26的开通与关断，以此来驱动永磁起动发电机电机正常运行。当电机发生短路故障后，状态量Temperature发生异常，此时发生故障的三相绕组交轴电流给定值不再由外环确定，给定值变为零。发生故障的绕组不再输出功率。直轴电流的给定值变为额定大小的弱磁电流，削弱故障绕组中的气隙磁密，从而降低电机的短路电流，确保电机能够继续安全工作，而另一套绕组继续向外输出功率。
图3为双三相高阻抗永磁起动发电机，如图所示，该电机为12槽10极切向式集中绕组永磁电机。集中绕组结构的永磁电机相间耦合较小，使得一相绕组发生故障后，其余相可以继续正常工作。电机含有ABC、DEF两套三相绕组，当一套绕组发生故障之后另一套绕组继续工作，输出部分功率。
当电机处于正常状态时，电机的相电流大小如式所示：
其中，Im为相电流，E为反电势的大小，Zs为电机绕组的阻抗大小，ZL为负载的阻抗大小。当电机发生短路故障之后，电机的负载阻抗大小为零，此时相电流可以表示为：
从式中可以看出，当电机的阻抗越大，电机的短路电流越小。因此高阻抗永磁电机可以有效限制电机的短路电流。
图4为高阻抗永磁电机与传统永磁电机的外特性曲线对比，如图所示，高阻抗永磁电机的阻抗较大，外部短路电流较传统永磁电机低很多，可以限制在额定电流附近。
图5为具有容错能力的永磁起动发电系统的控制流程图，如图所示，当电机接收起动信号后，开关S1的动触点与静触点1相连，开关S2与S3的动触点分别与各自的静触点1相连。控制器产生开关管控制信号PWMQ11-Q16、PWMQ21-Q26，电机带动发动机旋转，进入起动阶段。当电机的转子角速度超过临界角速度ω1时，电机将从起动状态切换至发电状态。开关S2的动触点与静触点2相连，开关S2与S3的动触点分别与各自的静触点2相连。当定子槽中的温度传感器检测到的温度信号Temperature发生异常后，系统进入容错控制状态。当第一套绕组故障后，将开关S2的动触点与静触点3相连，此套绕组的交轴电流给定值变为0，同时，此套绕组的直轴电流给定变为-Irated，此套绕组进入弱磁状态，气隙磁密减小，短路匝的反电势降低，短路电流降低，第二套绕组继续正常工作以维持电机的部分功率输出。当电机的第二套绕组发生故障后，将开关S3的动触点与静触点3相连，直轴电流给定值变为-Irated，第一套绕组继续正常工作，保证电机安全可靠地输出部分功率。
Claims (5)
1.一种具有容错能力的永磁起动发电系统，其特征在于，包括：双三相高阻抗永磁起动发电机、两组双向桥式功率变换电路、起动发电切换开关、蓄电池、直流负载、起动发电系统控制器、实时采集电机转子位置信号的位置传感器、实时采集电机每槽电枢绕组温度的温度传感器、实时采集电机六相电枢绕组电流的电流传感器、实时采集加载在直流负载两端电压的电压传感器，
所述双三相高阻抗永磁起动发电机的两套电枢绕组的出线分别与一组双向桥式功率变换电路的桥臂中点连接，两组双向桥式功率变换电路的直流侧并联构成系统功率变换电路的直流侧，起动发电切换开关的动触点与系统功率变换电路直流侧的正极性端口连接，蓄电池的正极与起动发电切换开关的第一静触点连接，直流负载的一端与起动发电切换开关的第二静触点连接，蓄电池的负极以及直流负载的另一端均与系统功率变换电路直流侧的负极性端口连接，
起动发电系统控制器初始电机工作于电动状态，起动切换开关的动触点接收到初始指令后与第一静触点闭合，起动发电系统控制器驱动两组双向桥式功率变换电路，双三相高阻抗永磁起动发电机在两组双向桥式功率变换电路的驱动下转动，起动发电控制系统在电机转速超过起动转速范围时发送切换指令至起动切换开关，起动切换开关的动触点与第二静触点闭合，电机工作于发电状态，起动发电系统控制单元根据加载在直流负载两端电压的检测值驱动两组双向桥式功率变换电路，两组双向桥式变换电路对两套电枢绕组输出的交流电进行可控整流，系统稳定输出直流电压，起动发电系统控制器在电枢绕组温度异常时输出向故障绕组注入额定电流大小的弱磁电流的驱动信号至与故障绕组相连的双向桥式功率变换电路，起动发电系统控制器向与正常工作绕组相连的双向桥式功率变换电路输出的驱动信号不变。
2.根据权利要求1所述具有容错能力的永磁起动发电系统，其特征在于，所述双三相高阻抗永磁起动发电机具有对短路电流的限制能力，该双三相高阻抗永磁起动发电机的外部短路电流的大小为额定电流的大小。
3.根据权利要求1所述具有容错能力的永磁起动发电系统，其特征在于，两组双向桥式功率变换电路的直流侧接有滤波电容。
4.一种具有容错能力的永磁起动发电系统的控制方法，其特征在于，
系统功率变换电路在其直流侧接入蓄电池，电机工作于电动状态，采用SVPWM技术驱动系统功率变换电路工作，在电机转速超过起动转速范围时切换直流负载接入系统功率变换电路的直流侧，电机工作于发电状态，采用SVPWM技术驱动系统功率变换电路对电枢绕组输出的交流电进行可控整流；
采用SVPWM技术驱动系统功率变换电路的过程中：
在双三相高阻抗永磁起动发电机正常工作时，根据电机转子位置信号与转子位置给定信号的偏差确定交轴电流给定信号，直轴电流给定信号置为零；
在双三相高阻抗永磁起动发电机发生匝间短路故障时，正常绕组的交直轴电流给定信号与和双三相高阻抗永磁起动发电机正常工作时相同，将故障绕组的交轴电流给定信号置为零，将故障绕组的直轴电流给定信号置为额定电流大小的弱磁电流；
采用SVPWM技术驱动系统功率变换电路对电枢绕组输出的交流电进行可控整流的过程中：
在双三相高阻抗永磁起动发电机正常工作时，根据加载在直流负载两端的电压与系统直流侧输出电压给定信号的偏差确定交轴电流给定信号，直轴电流给定信号置为零；
在双三相高阻抗永磁起动发电机发生匝间短路故障时，正常绕组的交直轴电流给定信号与和双三相高阻抗永磁起动发电机正常工作时相同，将故障绕组的交轴电流给定信号置为零，将故障绕组的直轴电流给定信号置为额定电流大小的弱磁电流。
5.根据权利要求4所述具有容错能力的永磁起动发电系统的控制方法，其特征在于，采用SVPWM技术驱动系统功率变换电路对电枢绕组输出的交流电进行可控整流的过程具体为；对电机六相电枢绕组电流的检测值进行Clark-Park变换得到旋转坐标系下的电流，对旋转坐标系下的电流进行PI调节得到旋转坐标系下的电压，对旋转坐标系下的电压进行反Park变换得到静止坐标系下的电压，对静止坐标系下的电压进行SVPWM调制得到系统功率变换电路的驱动信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810281476.5A CN108512469B (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810281476.5A CN108512469B (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108512469A true CN108512469A (zh) | 2018-09-07 |
| CN108512469B CN108512469B (zh) | 2019-11-12 |
Family
ID=63379621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810281476.5A Active CN108512469B (zh) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | 一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108512469B (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109842343A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-04 | 清华大学 | 基于十二相电机的飞轮储能系统容错运行控制方法及装置 |
| CN111313645A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-06-19 | 南京航空航天大学 | 一种具有两个独立通道的航空起动/发电系统 |
| CN111608837A (zh) * | 2019-02-25 | 2020-09-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于支持内燃机的起动过程的方法和装置 |
| CN111650524A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-11 | 千黎（苏州）电源科技有限公司 | 用于动力电池的交流阻抗测试系统和方法 |
| CN110729929B (zh) * | 2019-10-21 | 2021-03-02 | 南京航空航天大学 | 一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法 |
| CN112810822A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 河南三和航空工业有限公司 | 一种具有起发一体功能的航空飞行器及其控制方法 |
| CN112994555A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-18 | 江苏大学 | 六相永磁同步发电机占空比合成矢量低复杂度模型预测直接功率控制方法 |
| CN114137883A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-04 | 中国科学院江西稀土研究院 | 一种发电机组的动力链调控系统装置、调控方法及电路板 |
| CN115173761A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-11 | 捷瑞航空动力科技(深圳)有限责任公司 | 一种永磁同步发电系统及控制方法 |
| EP4060880A4 (en) * | 2020-03-13 | 2023-01-11 | CRRC Yongji Electric Co., Ltd | Permanent magnet electric motor adjustment method and apparatus, and device and storage medium |
| CN118944536A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-11-12 | 同济大学 | 用于电动汽车的多工作模式六相永磁同步电机驱动系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242167B2 (en) * | 2004-04-23 | 2007-07-10 | Astronics Advanced Electronic Systems Corp. | Fault tolerant architecture for permanent magnet starter generator subsystem |
| CN102075128A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-05-25 | 南京航空航天大学 | 转子磁分路混合励磁同步电机驱动系统及其电流控制方法 |
| CN102420560A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-18 | 南京航空航天大学 | 变频交流起动发电系统励磁结构及交、直流励磁控制方法 |
| CN106357164A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-25 | 南京航空航天大学 | 一种双凸极高压直流起动发电系统及控制方法 |
-
2018
- 2018-04-02 CN CN201810281476.5A patent/CN108512469B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7242167B2 (en) * | 2004-04-23 | 2007-07-10 | Astronics Advanced Electronic Systems Corp. | Fault tolerant architecture for permanent magnet starter generator subsystem |
| CN102075128A (zh) * | 2011-01-21 | 2011-05-25 | 南京航空航天大学 | 转子磁分路混合励磁同步电机驱动系统及其电流控制方法 |
| CN102420560A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-18 | 南京航空航天大学 | 变频交流起动发电系统励磁结构及交、直流励磁控制方法 |
| CN106357164A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-25 | 南京航空航天大学 | 一种双凸极高压直流起动发电系统及控制方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109842343A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-06-04 | 清华大学 | 基于十二相电机的飞轮储能系统容错运行控制方法及装置 |
| CN111608837A (zh) * | 2019-02-25 | 2020-09-01 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于支持内燃机的起动过程的方法和装置 |
| CN110729929B (zh) * | 2019-10-21 | 2021-03-02 | 南京航空航天大学 | 一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法 |
| CN111313645A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-06-19 | 南京航空航天大学 | 一种具有两个独立通道的航空起动/发电系统 |
| EP4060880A4 (en) * | 2020-03-13 | 2023-01-11 | CRRC Yongji Electric Co., Ltd | Permanent magnet electric motor adjustment method and apparatus, and device and storage medium |
| CN111650524A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-09-11 | 千黎（苏州）电源科技有限公司 | 用于动力电池的交流阻抗测试系统和方法 |
| CN112810822A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 河南三和航空工业有限公司 | 一种具有起发一体功能的航空飞行器及其控制方法 |
| CN112810822B (zh) * | 2020-12-31 | 2024-03-15 | 河南三和航空工业有限公司 | 一种具有起发一体功能的航空飞行器及其控制方法 |
| CN112994555A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-18 | 江苏大学 | 六相永磁同步发电机占空比合成矢量低复杂度模型预测直接功率控制方法 |
| CN114137883A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-03-04 | 中国科学院江西稀土研究院 | 一种发电机组的动力链调控系统装置、调控方法及电路板 |
| CN115173761A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-11 | 捷瑞航空动力科技(深圳)有限责任公司 | 一种永磁同步发电系统及控制方法 |
| CN118944536A (zh) * | 2024-07-26 | 2024-11-12 | 同济大学 | 用于电动汽车的多工作模式六相永磁同步电机驱动系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108512469B (zh) | 2019-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108512469B (zh) | 一种具有容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 | |
| CN108649843A (zh) | 一种具有开路容错能力的永磁起动发电系统及其控制方法 | |
| Jiang et al. | Short-circuit fault-tolerant operation of dual-winding permanent-magnet motor under the four-quadrant condition | |
| CN102832865B (zh) | 三级式无刷交流同步电机的转子初始位置估计方法 | |
| CN103684127B (zh) | 一种复合式无刷直流起动发电机系统及其控制方法 | |
| Jiang et al. | A dual-winding fault-tolerant motor drive system based on the redundancy bridge arm | |
| CN104506113B (zh) | 一种双绕组永磁容错电机驱动系统的控制方法 | |
| CN110729929B (zh) | 一种双绕组永磁电机起动发电系统及其容错控制方法 | |
| WO2015058445A1 (zh) | 永磁同步电机带速重新投入的控制方法、装置及系统 | |
| CN102710206B (zh) | 一种变速永磁交流发电机系统及其双端口稳压控制方法 | |
| CN201754571U (zh) | 新型开关磁阻电机伺服系统 | |
| CN104184380A (zh) | 偏置60度六相永磁同步电机缺一相容错型转矩控制方法 | |
| CN110247607A (zh) | 一种开关磁阻电机开绕组控制系统及控制方法 | |
| CN106712601A (zh) | 基于铜耗最小的轴向磁场磁通切换容错电机容错控制方法 | |
| CN104767455B (zh) | 一种混合励磁同步电机无位置传感器直接转矩控制方法 | |
| CN108832869A (zh) | 基于功率不变原则的五相永磁电机短路故障容错控制方法 | |
| CN105429560B (zh) | 一种轴向磁通切换永磁电机故障容错控制方法 | |
| CN108574439A (zh) | 一种永磁同步电机容错系统空间矢量控制方法 | |
| CN109245660A (zh) | 一种四相电励磁双凸极电机容错驱动系统及其动态模型建立方法 | |
| Zhang et al. | Current sensor fault diagnosis and fault-tolerant control for encoderless PMSM drives based on dual sliding-mode observers | |
| CN108667382B (zh) | 一种两相永磁同步电机容错系统及其控制方法 | |
| CN104158228B (zh) | 无阻尼绕组永磁同步电动机并网方法 | |
| CN115733397A (zh) | 基于温度检测的混合励磁可控发电系统及其控制方法 | |
| CN108923723B (zh) | 基于功率不变原则的90°相带角四相永磁电机短路故障容错控制方法 | |
| CN108599660A (zh) | 永磁同步电机定子绕组不对称故障的矢量控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |