双通道开关磁阻起动/发电机系统故障分析与容错控制

作     者：毕涛 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱学忠

授予年度：2010年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：双通道 开关磁阻 起动/发电 容错控制 互感 

摘      要：随着多电飞机和全电飞机技术的不断发展以及高压直流供电体系的确立,开关磁阻电机作为航空起动/发电系统的优选方案之一越来越受到人们的重视。由于开关磁阻电机系统中控制器和功率变换器是可靠性相对薄弱的环节,因此将电机内的绕组分成两个部分,分别配以可独立运行的控制器及功率变换器构成双通道开关磁阻起动/发电系统。而对于整个系统中的薄弱环节例如功率变换器,其一旦发生故障,轻则使系统工作异常,重则可能带来严重后果,因此针对系统薄弱环节进行故障分析和容错控制成为提高系统可靠性的关键。 本文首先介绍了开关磁阻起动/发电机系统的组成、研究现状、原理及控制方法,总结了开关磁阻起动/发电机系统的特点,并简单介绍了双通道开关磁阻起动/发电机系统。双通道开关磁阻起动/发电机系统的实现是整个课题研究的重要环节,本文在实验室成果之上,构建了双通道开关磁阻起动/发电机系统的DSP+CPLD的软硬件平台,并进行相关检测与实验,验证了系统的可行性。 由于双通道开关磁阻起动/发电系统中两个通道对应的绕组绕制在同一定子铁芯上,两个通道之间存在较强的电磁耦合。在仿真的基础上,本文研究分析了12/8结构开关磁阻电机各定子极自感及极间互感的变化规律,为系统的故障分析提供部分依据。 为更好的针对系统薄弱环节的故障进行分析,本文对系统常见故障进行了仿真研究,分析了不同故障后系统的表现状况以及对系统的影响,针对双通道开关磁阻起动/发电系统故障的表现特点提出相应的容错控制方案。 最后本文介绍了实验平台和基于DSP+CPLD的双通道开关磁阻起动/发电系统的硬件电路及控制软件流程,在实验平台上对前述仿真进行了验证,结果表明文中所提出的控制方法的正确性和可行性。