CN110391772B - 独立调速变频发电机系统和独立调速变频发电的方法 - Google Patents
独立调速变频发电机系统和独立调速变频发电的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110391772B CN110391772B CN201910326947.4A CN201910326947A CN110391772B CN 110391772 B CN110391772 B CN 110391772B CN 201910326947 A CN201910326947 A CN 201910326947A CN 110391772 B CN110391772 B CN 110391772B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power signal
- frequency
- rotor
- multiphase
- phase
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 150
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 43
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 11
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 16
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 14
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor 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
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover 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
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P9/302—Brushless excitation
-
- 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
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
-
- 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
- H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
-
- 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
- H02P9/009—Circuit arrangements for detecting rotor position
-
- 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
- H02P9/08—Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
-
- 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
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
本申请涉及独立调速变频发电机系统和独立调速变频发电的方法。描述了独立调速变频发电机系统，独立调速变频发电机系统可包括转子和定子。该系统还可包括先导发电机级，先导发电机级包括位于转子上的磁场源和位于定子上的一组先导多相绕组。该系统还可包括高频变压器级，高频变压器级包括位于定子上的第一组高频变压器多相绕组和位于转子上的第二组高频变压器多相绕组。该系统还可包括主机级，主机级包括位于转子上的一组主磁场多相绕组和位于定子上的一组主电枢多相绕组，其中第二组高频变压器多相绕组与所述一组主磁场多相绕组直接联接。该系统可包括发电机控制单元。
Description
技术领域
本公开总体上涉及发电机领域，具体地，涉及外部调制的独立调速变频发电机(independent speed variable frequency generators)。
背景技术
在典型的AC发电系统中，所生成的AC功率信号的频率取决于发电系统的转子的旋转频率。同样，在多相AC发电系统中，功率信号的各相的频率取决于转子的旋转频率。
独立调速变频(ISVF)发电机使得生成具有独立于转子速度的频率的AC电功率信号。为了实现独立频率，在先导级(pilot stage)期间生成的AC功率信号可被发送回ISVF发电机的转子。然后，功率可被调制并用于在转子处生成相对于转子旋转的第二磁通。第二磁通可用于生成主机级(main machine stage)功率信号以用于分配。主机级功率信号的频率可取决于转子的旋转频率和第二磁通的旋转频率二者。因此，频率独立于单独的转子的旋转频率。ISVF发电机还使得控制主机级功率信号的其它参数(例如，大小和相位)。
在发电机的转子上包括调制级(例如，整流电路、逆变器电路或其它电路)可能增加与独立调速变频发电机设备的设计和制造关联的成本。此外，转子上的强旋转力可能导致用于实现整流电路和逆变器电路的电子组件的寿命降低。可能存在其它缺点。
发明内容
公开了一种外部调制的ISVF发电机系统，其解决了上述一个或更多个缺点。具体地，本文所描述的ISVF发电机系统可在ISVF发电机的转子外部执行调制功能。高频调制多相功率信号可在转子外部生成，被传送至转子，并直接用于驱动ISVF发电机的主机级。因此，转子可不包括任何调制电路。
在实施方式中，一种独立调速变频发电机系统包括转子和定子。该系统还包括先导发电机级，其包括位于转子上的磁场源以及位于定子上的一组先导多相绕组。该系统还包括高频变压器级，其包括位于定子上的第一组高频变压器多相绕组以及位于转子上的第二组高频变压器多相绕组。该系统包括主机级，其包括位于转子上的一组主磁场(mainfield)多相绕组以及位于定子上的一组主电枢多相绕组，其中第二组高频变压器多相绕组与所述一组主磁场多相绕组直接联接。该系统还包括发电机控制单元。
在一些实施方式中，发电机控制单元包括具有多个开关电路的多相逆变器和控制器电路，多个开关电路中的每一个的输入端与控制器电路联接。在一些实施方式中，在电动机状态下，控制器电路被配置为断开多个开关电路中的每一个以防止在多相逆变器处输出。在一些实施方式中，在发电状态下，控制器电路被配置为按照生成高频调制多相功率信号的方式来断开和闭合多个开关电路，该高频调制多相功率信号包括可用于驱动所述一组主磁场多相绕组以产生相对于转子旋转的旋转磁通的主磁场多相功率信号分量。
在一些实施方式中，该系统包括与多相逆变器的输出端连接的频率传感器，其中控制器电路被配置为基于基准频率与由频率传感器测量的主磁场频率之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量的频率。在一些实施方式中，该系统包括与所述一组主电枢多相绕组的输出端连接的电压传感器，其中控制器电路被配置为基于基准电压与由电压传感器测量的输出电压之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量的电压。在一些实施方式中，该系统包括被配置为检测转子的旋转频率的编码器，其中控制器电路被配置为基于基准频率与由编码器测量的转子频率之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量的频率。
在一些实施方式中，该系统包括：外部电源；以及第一开关电路，其被配置为断开和闭合先导发电机级与发电机控制单元之间的连接并且断开和闭合外部电源与发电机控制单元之间的连接。在一些实施方式中，该系统包括：电机起动驱动器；以及第二开关电路，其被配置为断开和闭合第四组多相绕组与配电总线之间的连接并且断开和闭合第四组多相绕组与电机起动驱动器之间的连接。
在实施方式中，一种独立调速变频发电的方法包括：在位于独立调速变频发电机的转子的外部的发电机控制单元处生成高频调制多相功率信号，该高频调制多相功率信号包括主磁场多相功率信号分量。该方法还包括：经由高频变压器级将高频多相功率信号从独立调速变频发电机的定子传输到转子。该方法还包括：通过将高频调制多相功率信号的主磁场多相功率信号分量施加到位于转子上的一组主磁场多相绕组来在主磁场多相绕组处生成异步旋转磁通。该方法还包括：在位于定子上的一组主电枢多相绕组处将异步旋转磁通转换为主机多相功率信号。
在一些实施方式中，该方法包括：将位于定子上的一组先导多相绕组与发电机控制单元的多相整流器连接；在位于转子上的磁场源处生成与转子同步旋转的同步旋转磁通；使用所述一组先导多相绕组将同步旋转磁通转换为先导多相功率信号；在发电机控制单元处对先导多相功率信号进行整流以生成整流后的功率信号；以及使用整流后的功率信号来生成高频调制多相功率信号。
在一些实施方式中，该方法包括：将外部电源与发电机控制单元连接；以及使用来自外部电源的功率信号来生成高频调制多相功率信号。在一些实施方式中，生成高频调制多相功率信号的步骤包括：按照在发电机控制单元的控制器电路处生成高频调制多相功率信号的方式断开和闭合多相逆变器的多个开关电路。
在一些实施方式中，该方法包括：在生成高频调制多相功率信号之前，将电机起动驱动器与所述一组主电枢多相绕组连接；断开所述多个开关电路以防止在多相逆变器处输出；以及通过所述一组主电枢多相绕组从电机起动驱动器发送电流样式以生成使得转子转动的旋转磁通样式，从而使得发动机起动。
在一些实施方式中，该方法包括：在发动机起动之后，断开所述一组主电枢多相绕组与电机起动驱动器的连接；以及将所述一组主电枢多相绕组与配电总线连接。
在一些实施方式中，该方法包括：接收主磁场频率信号；接收基准频率信号；以及基于主磁场频率信号与基准频率信号之间的差异来调节高频调制多相功率信号的主磁场多相功率信号分量的频率。在一些实施方式中，该方法包括：接收输出电压信号；接收基准电压信号；以及基于基准电压与输出电压之间的差异来调节高频调制多相功率信号的主磁场多相功率信号分量的电压。在一些实施方式中，该方法包括：接收转子频率信号；接收基准频率信号；以及基于转子频率信号与基准频率信号之间的差异来调节高频调制多相功率信号的主磁场多相功率信号分量的频率。
在实施方式中，一种独立调速变频发电机系统包括转子和定子。该系统还包括：高频变压器级，其包括位于定子上的第一组高频变压器多相绕组和位于转子上的第二组高频变压器多相绕组。该系统还包括：主机级，其包括位于转子上的一组主磁场多相绕组和位于定子上的一组主电枢多相绕组，其中，第二组高频变压器多相绕组与所述一组主磁场多相绕组直接联接。
在一些实施方式中，该系统包括：发电机控制单元，其被配置为生成高频调制多相功率信号，该高频调制多相功率信号包括可用于驱动所述一组主磁场多相绕组以产生相对于转子旋转的异步旋转磁通的主磁场多相功率信号分量。
附图说明
图1是描绘外部调制的独立调速变频发电机系统的实施方式的示意性框图。
图2是描绘脉宽调制变频器的实施方式的示意性框图。
图3是描绘独立调速变频AC发电机系统的信号控制系统的实施方式的框图。
图4是描绘用于外部调制的独立调速变频发电的方法的实施方式的流程图。
图5是描绘用于外部调制的独立调速变频发电的方法的实施方式的流程图。
图6是描绘作为起动器来操作外部调制的独立调速变频发电机系统的方法的实施方式的流程图。
尽管本公开易于进行各种修改和替代形式，但是在附图中作为示例示出了特定实施方式并且将在本文中对其进行详细描述。然而，应该理解，本公开并非意在限于所公开的特定形式。相反，本发明是要涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
如上所述，ISVF发电机使得生成具有独立于发电机转子的旋转频率的频率的多相功率信号。ISVF设备的非限制示例在2017年11月21日提交的题为“Independent SpeedVariable Frequency Alternating Current Generator”的美国专利申请No.15/819,919中有所描述。包含ISVF发电机设备作为发电机和起动器二者的系统的另一非限制示例在2018年1月16日提交的题为“System and Method for Operating an Independent SpeedVariable Frequency Generator as a Starter”的美国专利申请No.15/872,383中有所描述。包含ISVF发电机设备的系统的另一非限制示例在2018年1月9日提交的题为“Independent Speed Variable Frequency Based Electrified Propulsion SystemArchitecture”的美国专利申请No.15/866,064中有所描述。上面所列专利申请中的每一个整体通过引用并入本文。
参照图1，描述外部调制的ISVF发电机系统100的实施方式。系统100可包括转子102和定子104。转子102可被配置为相对于定子104旋转以如本文所述分级生成功率。系统100可包括先导级106、高频变压器级108和主机级110。
先导级可包括与转子102联接的磁场源112以及第一组多相绕组114(也称为一组先导多相绕组，以将第一组多相绕组114与系统100的其它组多相绕组区分开)。如图1中所描绘的，第一组多相绕组114可被配置为生成3相功率信号。然而，本公开不限于3相系统。多于或少于3个相也是可能的。此外，磁场源112可包括永磁体或另一类型的磁源，例如一组感应发电机绕组。
高频变压器级108可包括第二组多相绕组116(也称为第一组高频多相绕组)和第三组多相绕组118(也称为第二组高频多相绕组)。第二组多相绕组116和第三组多相绕组118可被配置为使得将高频调制功率信号从定子104传输至转子102。如本文所用，术语“高频调制”意指具有频率超过转子102的旋转频率的调制分量的信号。
主机级110可包括第四组多相绕组120(也称为主磁场多相绕组)和第五组多相绕组122(也称为主电枢多相绕组)。如图1中描绘的，第二组多相绕组118可与一组主磁场多相绕组120直接联接。如本文所用，直接联接意指不存在连接在第三组多相绕组118(即，第二组高频变压器多相绕组)和第四组多相绕组120(即，一组主磁场多相绕组)之间的中间调制电路(例如，整流器或逆变器)。
系统100还可包括发电机控制单元124。发电机控制单元124可包括脉宽调制变频器126和控制器电路128。本文中进一步描述脉宽调制变频器126。控制器电路128可被配置为控制脉宽调制变频器126对多相功率信号进行调制和转换以生成高频调制多相功率信号以用于经由第二组多相绕组116和第三组多相绕组118传输。
控制器电路128可包括任何逻辑电路或处理器(例如，微处理器)，其具有关联的软件以如本文所述执行控制功能。例如，在一些实施方式中，控制器电路128可包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、外围接口控制器(PIC)、另一类型的微处理器和/或其组合。控制器电路128可被实现为集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、逻辑门电路的组合、其它类型的数字或模拟电气设计组件或其组合。
系统100可包括反馈传感器以使得控制器电路128能够执行与生成高频调制多相功率信号有关的控制功能。例如，系统100可包括与脉宽调制变频器126的输出端连接的频率传感器130。频率传感器130可被配置为检测脉宽调制变频器126所生成的高频调制多相功率信号的多相功率信号分量的频率。基于所测量的频率与基准频率(例如，由主机级110生成的功率信号的期望的频率输出)之间的差异，控制器电路128可调节脉宽调制变频器126以实现基准频率。
系统100还可包括与一组主电枢多相绕组122的输出端连接的电压传感器132。电压传感器132可确定由主机级110生成的电压的大小。所测量的电压也可由控制器电路128用于基于所测量的电压与基准电压之间的差异调节由脉宽调制变频器126生成的高频调制多相功率信号的多相功率信号分量的电压的大小。
系统100还可包括编码器134，其被定位在转子102附近并被配置为检测转子102的旋转频率。转子102的旋转频率可由控制器电路128用于确定由脉宽调制变频器126生成的高频调制多相功率信号的多相功率信号分量的频率。
系统100可包括外部电源136和第一开关电路138。外部电源136可包括地面配电系统、发电机、电池或其组合，并且可相对于系统100为固定的或可移动的。第一开关电路138可被配置为断开和闭合发电机控制单元124与先导级106之间的连接并且断开和闭合发电机控制单元124与外部电源136之间的连接。尽管图1将第一开关电路138的输入和输出描绘为单线，应该理解，输入和输出可表示多相功率输入和输出。具体地，第一开关电路138的输入和输出可被配置为三相功率信号。第一开关电路138可包括被配置为选择性地断开和闭合电连接的物理开关或逻辑开关电路。
系统可包括电机起动驱动器140、配电总线142和第二开关电路144。电机起动驱动器140可包括被配置为将电流样式施加到电机以便使得发动机翻转并起动的电路。例如，电机起动驱动器140可被配置为将磁场定向控制(FOC)信号施加到所述一组主电枢多相绕组122，或生成到所述一组主电枢多相绕组122的直接转矩控制(DTC)信号。电机起动驱动器140可包括不同类型的变频电机驱动(VFMD)拓扑。第二开关电路144可被配置为断开和闭合电机起动驱动器140与所述一组主电枢多相绕组122之间的连接并且断开和闭合配电总线142与所述一组主电枢多相绕组122之间的连接。与第一开关电路138一样，尽管图1将第二开关电路144的输入和输出描绘为单线，应该理解，输入和输出可表示多相功率输入和输出。第二开关电路144可包括被配置为选择性地断开和闭合电连接的物理开关或逻辑开关电路。
在操作期间，系统100可在不同的状态或操作模式下操作。在第一状态下，系统100可被配置为通过原动机(例如，发动机)基于转子102的旋转生成功率。在第二状态下，系统100可被配置为基于从外部电源136接收的功率来生成或转换功率。在第三状态下，系统100可被配置为用作电机或起动器，以起动发动机。其它状态或状态的组合也是可能的。
在处于第一状态时，第一开关电路可被配置为闭合第一组多相绕组114与发电机控制单元124之间的连接(即，连接)并且断开外部电源136与发电机控制单元124之间的连接(即，断开连接)。
原动机(例如，车辆发动机)可使转子102旋转，使得附接到转子102的磁场源112也旋转，从而在先导级106处生成磁通。旋转磁通可用于在第一组多相绕组114处生成先导多相功率信号。由于旋转磁通的旋转频率取决于转子102的旋转频率，所以旋转磁通可被视为同步的，意指磁通与转子102同步。先导多相功率信号可用作发电机控制单元124的脉宽调制变频器126的输入。
控制器电路128可依赖从频率传感器130、电压传感器132和编码器134接收的反馈来生成包括高频调制分量和低频多相功率信号分量的高频调制多相功率信号。高频调制多相功率信号可从定子104上的第二组多相绕组116传输到转子102上的第三组多相绕组118。
第四组多相绕组120可与第三组多相绕组118直接联接。因此，高频调制多相功率信号可被直接传送至第四组多相绕组120。由于第三组多相绕组118和第四组多相绕组120所表现出的固有电感，高频调制多相功率信号的高频调制分量可被滤除，仅留下多相功率信号分量。在一些实施方式中，可包括附加电路以对高频调制分量进行过滤。其余多相功率信号分量可驱动第四组多相绕组120处的电流，从而生成磁通。
控制器电路128可用信号通知脉宽调制变频器126生成具有使得第四组多相绕组120处的磁通相对于转子102旋转的频率的多相功率信号分量。因此，第四组多相绕组120处的旋转磁通的频率是转子102的旋转频率和第四组多相绕组120处的旋转磁通的频率的组合。旋转磁通可为异步的，因为其旋转频率不单独取决于转子102的旋转频率。换言之，旋转磁通可与转子102异步。
旋转磁通可用于在第五组多相绕组122处生成主级(main stage)多相功率信号。主级多相功率信号可经由配电总线142分配。这样，配电总线142处的功率信号的频率、电压和相位可由发电机控制单元124控制并且可独立于转子102的旋转频率。
在处于第二状态时，第一开关电路138可被配置为断开第一组多相绕组114与发电机控制单元124之间的连接(即，断开连接)并且闭合外部电源136与发电机控制单元124之间的连接(即，连接)。在这种状态下，外部电源136可驱动脉宽调制变频器126，而非先导级106。然后，系统100用作功率转换器以将频率、电压、相位或其任何组合转换为具有配电总线142所特定的参数的多相功率信号。
在处于第三状态时，第二开关电路144可被配置为闭合电机起动驱动器140与第五组多相绕组122(即，一组主电枢多相绕组)之间的连接(即，连接)并且断开配电总线142与第五组多相绕组122之间的连接(即，断开连接)。
在这种状态下，控制器电路128可防止在脉宽调制变频器126处输出。然后，第三组多相绕组118和第四组多相绕组120可作为感应电机操作。电机起动驱动器140可被配置为通过第五组多相绕组122发送电流样式以生成旋转磁通样式，其与第四组多相绕组120相互作用并使得转子102转动。随着转子102转动，可使得发动机起动。
系统100的益处在于，用于驱动一组主磁场多相绕组的多相功率信号的调制和转换可发生在转子102的外部。这限制了可位于转子102上的电子组件的数量，导致转子102的寿命更长并且复杂度更低。可存在其它益处和优点。
参照图2，描绘了脉宽调制变频器126的实施方式。脉宽调制变频器126可包括整流器210和逆变器220。整流器210可包括第一组二极管211、213、215和第二组二极管212、214、216。第一组二极管211、213、215中的每一个可与第二组二极管212、214、216中的对应二极管配对，每一对用于对输入多相功率信号230的单相进行整流。例如，二极管211可与二极管212配对，二极管213可与二极管214配对，二极管215可与二极管216配对。
应该注意的是，尽管图2将整流器210描绘为执行三相整流，可整流多于或少于三个相。此外，图2仅描绘了整流器拓扑的一个实施方式。如受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，可使用其它拓扑。
逆变器220可包括第一组开关221、223、225和第二组开关222、224、226。第一组开关221、223、225中的每一个可与第二组开关222、224、226中的对应开关配对，每一对分别用于生成高频调制多相功率信号232的相位。例如，开关221可与开关222配对，开关223可与开关224配对，开关225可与开关226配对。控制器电路128(示出于图1)可与开关221-226的各个输入端联接。
电容器228可在操作期间保持整流后的DC功率信号的DC电压电平。逆变器220的输出端可与频率传感器130连接。
在发电期间，可操作开关221-226中的每一个的输入以对来自整流器210的DC功率信号进行调制，以生成高频调制多相功率信号232。高频调制多相功率信号可包括调制分量(包括高频调制分量)和多相功率信号分量。多相功率信号分量可用于驱动第四组多相绕组120(示出于图1)以生成相对于转子102(示出于图1)旋转的旋转磁通。
在另一状态下，开关221-226中的每一个可断开(即，防止电流和电压通过开关221-226)。在这种状态下，多相逆变器220不生成输出。此状态可用于将系统100(示出于图1)作为电机操作。
实际上，在逆变器220的开关拓扑内可包括附加组件。例如，开关221-226中的每一个可包括开关-二极管对。此外，各种类型的开关可与本公开一起使用，包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或其它类型的半导体开关。尽管图2描绘了六个开关221-226，但是逆变器220可包括多于或少于六个以便生成具有不同数量的相位的多相功率信号。
脉宽调制变频器126的益处在于，其可被定位在系统100的定子104上，而非附接到转子102。因此，转子可以较低的成本制造，并且用于构造脉宽调制变频器126的组件无需承受与转子102关联的强旋转力。可存在其它益处和优点。
参照图3，描绘了用于外部调制的ISVF发电机的控制信号系统300。控制信号系统300在功能上被描绘为包括求和点306、318、342、绝对值函数312、334和符号函数350。尽管在功能上描绘，但是这些元件中的每一个可使用结构组件来实现。例如，求和点306、318、342和绝对值函数312、334可被实现为逻辑硬件(数字逻辑门或模拟比较电路)或在控制器电路128(示出于图1)内的处理器上运行的软件。与这些功能关联的硬件可在图1的转子102的外部。
系统300可接收基准频率信号302。基准频率信号302可表示多相配电系统的期望的频率。具体地，多相配电系统可用于航空航天应用，并且可向推进电机和/或其它系统和装置供电。基准频率信号302可以是“硬连线”到发电机控制单元124(示出于图1)中的恒定输入信号，或者可以是可调节的输入。例如，系统300可被配置为生成可变频率的功率信号，以便满足特定负载的需要。当负载是电机时，系统300可输出可变频率以满足变速需要。在期望恒定频率的情况下，其可输出固定的频率。基准频率信号302可通过在处理器(例如，发电机控制单元124的处理器)处运行的软件或者通过其它逻辑和/或硬件来生成。因此，基准频率信号302可以是静态的或动态的，并且可基于特定负载来修改。
基准频率信号302可在第一求和点306处与转子频率信号304组合，并且可生成表示基准频率信号302与转子频率信号304之间的差异的第一中间信号308。概念上，第一中间信号308可表示旋转磁场的旋转频率相对于所测量的转子102(示出于图1)的旋转频率的期望的改变。
作为非限制示例，基准频率信号302可等于400Hz。如果转子频率信号304等于300Hz，则第一中间信号308将等于100Hz，这表示为了等于基准频率信号302(即，400Hz)，相对于转子102的旋转频率(即，300Hz)的期望的频率增加。
第一中间信号308可被输入到绝对值函数312中以生成第一中间信号308的大小信号314。在第二求和点318处，第一中间信号308的大小信号314可与主磁场频率信号332的大小信号316(由图1的频率传感器130测量)组合以生成第二中间信号320。第二中间信号320可表示第一中间信号308与主磁场频率信号332的大小之间差异。换言之，第二中间信号320可表示相对于一组主机级绕组(例如，第四组多相绕组120)处的主旋转磁场的当前旋转频率，主旋转磁场的旋转频率的期望的改变。继续上述示例，如果主磁场频率信号332等于90Hz，则第二中间信号320将等于10Hz，这表示旋转磁场的旋转频率相对于转子(例如，图1的转子102)的期望增加。
换言之，在例示性示例中，主旋转磁场可相对于转子102以90Hz的频率旋转，并且转子102可相对于定子104以300Hz的频率旋转。因此，主旋转磁场可相对于定子104以390Hz的频率旋转。为了生成具有400Hz频率的功率信号，主旋转磁场的旋转频率将需要增加10Hz。因此，在此示例中，第二中间信号320将等于10Hz。
第二中间信号320可被提供给第一比例-积分-微分(PID)控制器322。第一PID控制器322可将第二中间信号320转换为逆变器控制信号324，该信号指示逆变器220调节最终提供给转子的主机级的高频调制多相功率信号的多相功率信号分量328。多相功率信号分量328当作为电流通过一组主机级多相绕组(例如，图1的第四组多相绕组120)时可产生旋转磁场，其中旋转磁场的频率、大小和相位取决于多相功率信号分量328的频率、大小和相位。通过调节多相功率信号分量328，逆变器220可控制旋转磁场相对于转子102的旋转，从而将旋转磁场的旋转频率与转子102的旋转频率分离。第一PID控制器322可以是图1的控制器电路128的一部分。
从多相功率信号分量328，可测量并推导主磁场频率信号332以用作第二求和点318处的反馈信号。主磁场频率信号332可通过绝对值函数334以生成第二求和点318处所使用的主磁场频率信号232的大小信号316。通常，转子速度编码器134可基于转子102的旋转频率来测量并推导转子频率信号304。转子频率信号304可作为第一求和点306处所使用的反馈信号来提供。
第一中间信号308也可被传递给符号函数350。符号函数350可将第一中间信号308转换为方向信号352。方向信号352可指示旋转磁场相对于转子102的期望的旋转方向。负方向信号可指示期望的旋转频率小于转子102的旋转频率。正方向信号可指示期望的旋转频率大于转子102的旋转频率。方向信号352可由逆变器220用于控制多相功率信号分量328以实现旋转磁场相对于转子102的期望的旋转方向。
系统300还可接收基准电压信号338。基准电压信号338可表示多相配电系统的期望的电压。具体地，多相配电系统可用于航空航天应用，并且可向推进电机和/或其它系统和装置供电。基准电压信号338可以是“硬连线”到发电机控制单元124中的恒定输入信号，或者可以是可调节的输入。其可通过在处理器(例如，发电机控制单元124的处理器)处运行的软件或者通过其它逻辑和/或硬件来生成。在例示性示例中，基准电压信号338可等于105VAC或230VAC。
基准电压信号338可在第三求和点342处与定子输出电压信号340组合，并且可生成表示基准电压信号338与定子输出电压信号340之间的差异的第三中间信号344。概念上，第三中间信号344可表示在主级定子绕组(例如，图1的第五组多相绕组122)处生成的电压的期望的改变。
第三中间信号344可被提供给第二PID控制器346。第二PID控制器346可将第三中间信号340转换为逆变器控制信号348，其指示逆变器220调节多相功率信号分量328。具体地，可调节多相功率信号分量328的大小以增加或减小旋转磁场的大小，从而导致在主级定子绕组(例如，第五组多相绕组122)处生成更高或更低的电压。与第一PID控制器322一样，第二PID控制器346可以是控制器电路128的一部分。
图3中所描述的各个组件可在系统100的转子102的外部。系统300的益处在于，通过在转子102的外部，施加于系统300的旋转力可减小，从而增加了系统300的寿命。可存在其它益处和优点。
参照图4，描绘了用于外部调制的独立调速变频发电的实施方式的方法400。方法400可包括在402，在位于独立调速变频发电机的转子的外部的发电机控制单元处生成高频调制多相功率信号。该高频调制多相功率信号包括主磁场多相功率信号分量。例如，发电机控制单元124可生成高频调制多相功率信号。
方法400还可包括在404，经由高频变压器级将高频多相功率信号从独立调速变频发电机的定子传输到转子。例如，可经由高频变压器级108将高频调制多相功率信号从定子104传输到转子102。
方法400还可包括在406，通过将高频调制多相功率信号的主磁场多相功率信号分量施加到位于转子上的一组主磁场多相绕组来在主磁场多相绕组处生成异步旋转磁通。例如，可在第四组多相绕组120处生成异步旋转磁通。
方法400可包括在408，在位于定子上的一组主电枢多相绕组处将异步旋转磁通转换为主机多相功率信号。例如，异步旋转磁通可被转换为第五组多相绕组122处的主机多相功率信号。
方法400的优点在于，可在没有位于独立调速变频发电机的转子上的调制电路的情况下生成异步旋转磁通。可存在其它益处和优点。
参照图5，描绘了用于外部调制的独立调速变频发电的方法500的实施方式。方法500可用于先导级(例如，先导级106)出于各种原因不可用的情况。
方法500可包括在502，断开先导级与发电机控制单元的连接。例如，可使用第一开关电路138断开先导级106与发电机控制单元的连接。
方法500可包括在504，将外部电源与发电机控制单元连接。例如，可使用第一开关电路138将外部电源136与发电机控制单元124连接。
方法500还可包括在506，使用来自外部电源的功率信号来生成高频调制多相功率信号。例如，发电机控制单元124可使用从外部电源136接收的多相功率信号来生成高频调制多相功率信号。
在方法500已完成之后，可使用方法400来生成独立于转子102的旋转频率的多相功率信号，其依赖于外部电源的功率来生成高频调制多相功率信号。方法500的益处在于，外部电源136可提供用于生成高频调制多相功率信号的电功率以在系统100的主机级110处使用，而非使用来自先导级106的功率。可存在其它益处和优点。
参照图6，描绘了作为起动器来操作外部调制的独立调速变频发电机系统的方法600的实施方式。方法600可包括在602，在生成高频调制多相功率信号之前，将电机起动驱动器与一组主电枢多相绕组连接。例如，可控制开关电路144以将电机起动驱动器140与第五组多相绕组122连接。
方法600还可包括在604，断开多个开关电路以防止在多相逆变器处输出。例如，控制器电路128可控制脉宽调制变频器126断开多相逆变器220的开关电路221-226。
方法600还可包括在606，通过一组主电枢多相绕组从电机起动驱动器发送电流样式，以生成使得转子转动的旋转磁通样式，从而使得发动机起动。例如，可从电机起动驱动器140发送电流样式以使得与转子102联接的发动机起动。
在执行方法600并且发动机起动之后，可执行方法400和/或500以生成独立于转子102的旋转频率的多相功率信号。方法600的益处可在于，系统100可作为用于与转子102联接的发动机的起动器来操作。
此外，本公开包括根据以下条款的实施方式：
条款1.一种独立调速变频发电机系统(100)，该独立调速变频发电机系统包括：
转子(102)；
定子(104)；
先导发电机级(106)，其包括位于转子(102)上的磁场源(112)和位于定子(104)上的一组先导多相绕组(114)；
高频变压器级(108)，其包括位于定子(104)上的第一组高频变压器多相绕组(116)和位于转子(102)上的第二组高频变压器多相绕组(118)；
主机级(110)，其包括位于转子(102)上的一组主磁场多相绕组(120)和位于定子(104)上的一组主电枢多相绕组(122)，其中，第二组高频变压器多相绕组(118)与所述一组主磁场多相绕组(120)直接联接；以及
发电机控制单元(124)。
条款2.根据条款1所述的独立调速变频发电机系统，其中，发电机控制单元(124)包括：
具有多个开关电路(221-226)的多相逆变器(220)；以及
控制器电路(128)，所述多个开关电路中的每一个的输入端与该控制器电路(128)联接。
条款3.根据条款2所述的独立调速变频发电机系统，其中，在电动机状态下，控制器电路(128)被配置为断开所述多个开关电路(221-226)中的每一个以防止在多相逆变器(220)处输出。
条款4.根据条款2所述的独立调速变频发电机系统，其中，在发电状态下，控制器电路(128)被配置为按照生成高频调制多相功率信号(232)的方式断开和闭合所述多个开关电路(221-226)，所述高频调制多相功率信号(232)包括可用于驱动所述一组主磁场多相绕组(120)以产生相对于转子(102)旋转的旋转磁通的主磁场多相功率信号分量(328)。
条款5.根据条款4所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
频率传感器(130)，该频率传感器(130)与多相逆变器(220)的输出端连接，其中，控制器电路(128)被配置为基于基准频率(302)与由该频率传感器(130)测量的主磁场频率(332)之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
条款6.根据条款4所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
电压传感器，该电压传感器与所述一组主电枢多相绕组的输出端连接，其中，控制器电路(128)被配置为基于基准电压(338)与由该电压传感器(132)测量的输出电压(340)之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量(328)的电压。
条款7.根据条款4所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
被配置为检测转子(102)的旋转频率的编码器(134)，其中，控制器电路(128)被配置为基于基准频率(302)与由该编码器(134)测量的转子频率(304)之间的差异来调节主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
条款8.根据条款1所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
外部电源(136)；以及
第一开关电路(138)，其被配置为断开和闭合先导发电机级(106)与发电机控制单元(124)之间的连接并且断开和闭合外部电源(136)与发电机控制单元(124)之间的连接。
条款9.根据条款1所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
电机起动驱动器(140)；以及
第二开关电路(144)，其被配置为断开和闭合所述一组主电枢多相绕组(122)与配电总线(142)之间的连接并且断开和闭合第四组多相绕组(122)与电机起动驱动器(140)之间的连接。
条款10.一种独立调速变频发电的方法，该方法包括以下步骤：
在位于独立调速变频发电机(100)的转子(102)的外部的发电机控制单元(124)处生成(402)高频调制多相功率信号(232)，该高频调制多相功率信号(232)包括主磁场多相功率信号分量(328)；
经由高频变压器级将高频多相功率信号(232)从独立调速变频发电机的定子(104)传输(404)到转子(102)；
通过将高频调制多相功率信号(232)的主磁场多相功率信号分量(328)施加到位于转子(102)上的一组主磁场多相绕组(120)来在主磁场多相绕组(120)处生成(406)异步旋转磁通；以及
在位于定子(104)上的一组主电枢多相绕组(122)处将异步旋转磁通转换(408)为主机多相功率信号。
条款11.根据条款10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
将位于定子(104)上的一组先导多相绕组(114)与发电机控制单元(124)的多相整流器(210)连接；
在位于转子(102)上的磁场源(112)处生成与转子(102)同步旋转的同步旋转磁通；
使用所述一组先导多相绕组(114)将同步旋转磁通转换为先导多相功率信号(230)；
在发电机控制单元(124)处对先导多相功率信号(230)进行整流以生成整流后的功率信号；以及
使用整流后的功率信号来生成高频调制多相功率信号(232)。
条款12.根据条款10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
将外部电源(136)与发电机控制单元(124)连接；以及
使用来自该外部电源(136)的功率信号来生成高频调制多相功率信号(232)。
条款13.根据条款10所述的方法，其中，生成高频调制多相功率信号(232)的步骤包括：
按照在发电机控制单元(124)的控制器电路(128)处生成高频调制多相功率信号(232)的方式断开和闭合多相逆变器(220)的多个开关电路(221-226)。
条款14.根据条款13所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在生成高频调制多相功率信号(232)之前，将电机起动驱动器(140)与所述一组主电枢多相绕组(122)连接；
断开所述多个开关电路(221-226)以防止在多相逆变器(220)处输出；以及
通过所述一组主电枢多相绕组(122)从电机起动驱动器(140)发送电流样式以生成使得转子(102)转动的旋转磁通样式，从而使得发动机起动。
条款15.根据条款14所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在发动机起动之后，断开所述一组主电枢多相绕组(122)与电机起动驱动器(140)的连接；以及
将所述一组主电枢多相绕组(122)与配电总线(142)连接。
条款16.根据条款10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
接收主磁场频率信号(332)；
接收基准频率信号(302)；以及
基于主磁场频率信号(332)与基准频率信号(302)之间的差异来调节高频调制多相功率信号(232)的主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
条款17.根据条款10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
接收输出电压信号(340)；
接收基准电压信号(338)；以及
基于基准电压(338)与输出电压(340)之间的差异来调节高频调制多相功率信号(232)的主磁场多相功率信号分量(328)的电压。
条款18.根据条款10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
接收转子频率信号(304)；
接收基准频率信号(302)；以及
基于转子频率信号(304)与基准频率信号(302)之间的差异来调节高频调制多相功率信号(232)的主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
条款19.一种独立调速变频发电机系统(100)，该独立调速变频发电机系统包括：
转子(102)；
定子(104)；
高频变压器级(106)，其包括位于定子(104)上的第一组高频变压器多相绕组(116)和位于转子(102)上的第二组高频变压器多相绕组(118)；以及
主机级(110)，其包括位于转子(102)上的一组主磁场多相绕组(120)和位于定子(104)上的一组主电枢多相绕组(122)，其中，第二组高频变压器多相绕组(118)与所述一组主磁场多相绕组(120)直接联接。
条款20.根据条款19所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
发电机控制单元(124)，其被配置为生成高频调制多相功率信号(232)，该高频调制多相功率信号(232)包括可用于驱动所述一组主磁场多相绕组(120)以产生相对于转子(102)旋转的异步旋转磁通的主磁场多相功率信号分量(328)。
尽管示出和描述了各种实施方式，本公开不限于此，而是将被理解为包括对于本领域技术人员而言将显而易见的所有修改和变化。
Claims (11)
1.一种独立调速变频发电机系统(100)，该独立调速变频发电机系统包括：
转子(102)；
定子(104)；
先导发电机级(106)，该先导发电机级(106)包括位于所述转子(102)上的磁场源(112)和位于所述定子(104)上的一组先导多相绕组(114)；
高频变压器级(108)，该高频变压器级(108)包括位于所述定子(104)上的第一组高频变压器多相绕组(116)和位于所述转子(102)上的第二组高频变压器多相绕组(118)；
主机级(110)，该主机级(110)包括位于所述转子(102)上的一组主磁场多相绕组(120)和位于所述定子(104)上的一组主电枢多相绕组(122)，其中，所述第二组高频变压器多相绕组(118)与所述一组主磁场多相绕组(120)直接联接；
发电机控制单元(124)，所述发电机控制单元(124)包括：多相逆变器(220)，所述多相逆变器(220)具有多个开关电路(221-226)；以及控制器电路(128)，所述多个开关电路中的各开关电路的输入端与该控制器电路(128)联接；
外部电源(136)；以及
第一开关电路(138)，该第一开关电路(138)被配置为断开和闭合所述先导发电机级(106)与所述发电机控制单元(124)之间的连接，并且断开和闭合所述外部电源(136)与所述发电机控制单元(124)之间的连接。
2.根据权利要求1所述的独立调速变频发电机系统，其中，在电动机状态下，所述控制器电路(128)被配置为断开所述多个开关电路(221-226)中的各开关电路以防止在所述多相逆变器(220)处输出。
3.根据权利要求1所述的独立调速变频发电机系统，其中，在发电状态下，所述控制器电路(128)被配置为按照生成高频调制多相功率信号(232)的方式断开和闭合所述多个开关电路(221-226)，所述高频调制多相功率信号(232)包括能用于驱动所述一组主磁场多相绕组(120)以产生相对于所述转子(102)旋转的旋转磁通的主磁场多相功率信号分量(328)。
4.根据权利要求3所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
频率传感器(130)，该频率传感器(130)与所述多相逆变器(220)的输出端连接，其中，所述控制器电路(128)被配置为基于基准频率(302)与由所述频率传感器(130)测量的主磁场频率(332)之间的差异来调节所述主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
5.根据权利要求3所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
电压传感器(132)，该电压传感器(132)与所述一组主电枢多相绕组的输出端连接，其中，所述控制器电路(128)被配置为基于基准电压(338)与由所述电压传感器(132)测量的输出电压(340)之间的差异来调节所述主磁场多相功率信号分量(328)的电压。
6.根据权利要求3所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
编码器(134)，所述编码器(134)被配置为检测所述转子(102)的旋转频率，其中，所述控制器电路(128)被配置为基于基准频率(302)与由所述编码器(134)测量的转子频率(304)之间的差异来调节所述主磁场多相功率信号分量(328)的频率。
7.根据权利要求1所述的独立调速变频发电机系统，该独立调速变频发电机系统还包括：
电机起动驱动器(140)；以及
第二开关电路(144)，该第二开关电路(144)被配置为断开和闭合所述一组主电枢多相绕组(122)与配电总线(142)之间的连接，并且断开和闭合第四组多相绕组(122)与所述电机起动驱动器(140)之间的连接。
8.一种独立调速变频发电的方法，该方法包括以下步骤：
在位于独立调速变频发电机(100)的转子(102)的外部的发电机控制单元(124)处生成(402)高频调制多相功率信号(232)，该高频调制多相功率信号(232)包括主磁场多相功率信号分量(328)；
经由高频变压器级将所述高频调制多相功率信号(232)从所述独立调速变频发电机的定子(104)传输(404)到所述转子(102)；
通过将所述高频调制多相功率信号(232)的所述主磁场多相功率信号分量(328)施加到位于所述转子(102)上的一组主磁场多相绕组(120)来在所述主磁场多相绕组(120)处生成(406)异步旋转磁通；以及
在位于所述定子(104)上的一组主电枢多相绕组(122)处将所述异步旋转磁通转换(408)为主机多相功率信号，
其中，生成所述高频调制多相功率信号(232)的步骤包括：
按照在所述发电机控制单元(124)的控制器电路(128)处生成所述高频调制多相功率信号(232)的方式断开和闭合多相逆变器(220)的多个开关电路(221-226)；
将外部电源(136)与所述发电机控制单元(124)连接；以及
使用来自所述外部电源(136)的功率信号来生成所述高频调制多相功率信号(232)。
9.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤：
将位于所述定子(104)上的一组先导多相绕组(114)与所述发电机控制单元(124)的多相整流器(210)连接；
在位于所述转子(102)上的磁场源(112)处生成与所述转子(102)同步地旋转的同步旋转磁通；
使用所述一组先导多相绕组(114)将所述同步旋转磁通转换为先导多相功率信号(230)；
在所述发电机控制单元(124)处对所述先导多相功率信号(230)进行整流以生成整流后的功率信号；以及
使用所述整流后的功率信号来生成所述高频调制多相功率信号(232)。
10.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在生成所述高频调制多相功率信号(232)之前，将电机起动驱动器(140)与所述一组主电枢多相绕组(122)连接；
断开所述多个开关电路(221-226)以防止在所述多相逆变器(220)处输出；以及
通过所述一组主电枢多相绕组(122)从所述电机起动驱动器(140)发送电流样式，以生成使得所述转子(102)转动的旋转磁通样式，从而使得发动机起动。
11.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在所述发动机起动之后，断开所述一组主电枢多相绕组(122)与所述电机起动驱动器(140)的连接；以及
将所述一组主电枢多相绕组(122)与配电总线(142)连接。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/959,507 US10498273B2 (en) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Externally modulated independent speed variable frequency generator |
| US15/959,507 | 2018-04-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110391772A CN110391772A (zh) | 2019-10-29 |
| CN110391772B true CN110391772B (zh) | 2025-01-07 |
Family
ID=66239900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910326947.4A Active CN110391772B (zh) | 2018-04-23 | 2019-04-23 | 独立调速变频发电机系统和独立调速变频发电的方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10498273B2 (zh) |
| EP (1) | EP3562028B1 (zh) |
| JP (1) | JP7382730B2 (zh) |
| KR (1) | KR102759818B1 (zh) |
| CN (1) | CN110391772B (zh) |
| TW (1) | TWI793311B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11527975B2 (en) | 2021-03-08 | 2022-12-13 | Hamilton Sundstrand Corporation | Low-power bias supply to facilitate the low-RPM startup of three-phase AC aircraft generators |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097195A (en) * | 1989-11-27 | 1992-03-17 | Sundstrand Corporation | AC exciter for VSCF starter/generator |
| CN104753420A (zh) * | 2013-12-28 | 2015-07-01 | 黄劭刚 | 同步电机的交流变频感应无刷励磁系统 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB975102A (en) | 1960-01-27 | 1964-11-11 | English Electric Co Ltd | Improvements relating to electric generating apparatus |
| US4044285A (en) * | 1975-08-19 | 1977-08-23 | General Electric Company | Method and apparatus for controlling variable speed, controlled current induction motor drive systems |
| US4625160A (en) * | 1984-12-17 | 1986-11-25 | Sundstrand Corporation | Variable speed constant frequency generating system |
| US4772802A (en) * | 1987-08-19 | 1988-09-20 | Sundstrand Corporation | Starting/generating system |
| US4868406A (en) * | 1988-07-05 | 1989-09-19 | Sundstrand Corporation | Electrically compensated constant speed drive with prime mover start capability |
| JP2617847B2 (ja) * | 1992-01-24 | 1997-06-04 | 株式会社三社電機製作所 | 交流無停電電源装置 |
| JP2003299395A (ja) * | 2002-04-02 | 2003-10-17 | Shinko Electric Co Ltd | 発電装置 |
| US6909263B2 (en) * | 2002-10-23 | 2005-06-21 | Honeywell International Inc. | Gas turbine engine starter-generator exciter starting system and method including a capacitance circuit element |
| US20060087293A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-04-27 | Honeywell International, Inc. | AC generator with independently controlled field rotational speed |
| US7301311B2 (en) | 2006-02-22 | 2007-11-27 | Honeywell International, Inc. | Brushless starter-generator with independently controllable exciter field |
| US7508086B2 (en) * | 2006-03-24 | 2009-03-24 | General Electric Company | Aircraft engine starter/generator and controller |
| US7466109B1 (en) * | 2008-04-07 | 2008-12-16 | General Electric Company | Systems and methods involving variable speed generators |
| FR2952130B1 (fr) * | 2009-10-30 | 2018-09-07 | Safran Electrical & Power | Demarreur-generateur de turbomachine et procede pour sa commande. |
| US8593095B2 (en) * | 2011-05-24 | 2013-11-26 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wound field synchronous machine rotor tracking using a carrier injection sensorless signal and exciter current |
| EP3004565B1 (en) * | 2013-06-06 | 2021-05-19 | GE Aviation Systems LLC | Jet engine assembly and method for generating electricity |
| US20160365814A1 (en) | 2015-06-09 | 2016-12-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable speed ac generator system including independently controlled rotor field |
| FR3059181A1 (fr) * | 2016-11-22 | 2018-05-25 | Thales | Procede de commande d'un demarreur generateur |
| CN206461541U (zh) * | 2016-12-02 | 2017-09-01 | 深圳天才动力科技有限公司 | 一种电机启动及调速控制电路 |
-
2018
- 2018-04-23 US US15/959,507 patent/US10498273B2/en active Active
-
2019
- 2019-04-18 EP EP19170257.0A patent/EP3562028B1/en active Active
- 2019-04-19 TW TW108113829A patent/TWI793311B/zh active
- 2019-04-22 KR KR1020190046819A patent/KR102759818B1/ko active Active
- 2019-04-22 JP JP2019081075A patent/JP7382730B2/ja active Active
- 2019-04-23 CN CN201910326947.4A patent/CN110391772B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5097195A (en) * | 1989-11-27 | 1992-03-17 | Sundstrand Corporation | AC exciter for VSCF starter/generator |
| CN104753420A (zh) * | 2013-12-28 | 2015-07-01 | 黄劭刚 | 同步电机的交流变频感应无刷励磁系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3562028A1 (en) | 2019-10-30 |
| KR102759818B1 (ko) | 2025-01-23 |
| EP3562028B1 (en) | 2020-09-23 |
| KR20190123235A (ko) | 2019-10-31 |
| US20190326839A1 (en) | 2019-10-24 |
| JP7382730B2 (ja) | 2023-11-17 |
| BR102019008019A2 (pt) | 2019-10-22 |
| CN110391772A (zh) | 2019-10-29 |
| US10498273B2 (en) | 2019-12-03 |
| TW201946369A (zh) | 2019-12-01 |
| TWI793311B (zh) | 2023-02-21 |
| JP2019216586A (ja) | 2019-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2432978B1 (en) | Aircraft engine starting/generating system and method of control | |
| US10608565B2 (en) | Systems and methods for rotating a crankshaft to start an engine | |
| US7184927B2 (en) | Adaptive position sensing method and apparatus for synchronous motor generator system | |
| JP2012235691A (ja) | 航空機エンジンスタータ／発電機およびコントローラ | |
| US10020763B2 (en) | Power generation system | |
| US20140103650A1 (en) | Dual-dc bus starter/generator | |
| CN111313764A (zh) | 启动变频独立速度马达及进行速度控制的负斜率电压频率 | |
| CN110391772B (zh) | 独立调速变频发电机系统和独立调速变频发电的方法 | |
| KR101316945B1 (ko) | 고정형 교류 또는 직류 전원 입력을 갖는 이중 권선형 전동기 및 그 제어 방법 | |
| KR102647121B1 (ko) | 가변 주파수 독립형 속도 모터 | |
| KR20130052931A (ko) | 전기자동차용 ｂｌｄｃ 모터와 제어장치, 및 그 제어방법 | |
| JP4018262B2 (ja) | 周波数変換装置 | |
| BR102019008019B1 (pt) | Sistema gerador de frequência variável de velocidade independente e método para a geração de energia de frequência variável de velocidade independente | |
| Beltran Jr | Direct torque control based space vector pulse width modulation of a two level inverter fed three phase alternating current induction motor using Matlab/Simulink | |
| JPH01321896A (ja) | 交流電動機を特に低速度で制御する方法と装置 | |
| BR102019007809B1 (pt) | Aparelho de motor elétrico | |
| JPH0531392B2 (zh) | ||
| JPS63265597A (ja) | 発電装置 |
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 |