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微电机 2019年第2期52卷 22-26,41页

作者：焦宁飞高芳宁刘卫国西北工业大学自动化学院西安710072

本文针对基于两相励磁机的航空三级式起动发电系统中的两相逆变电路,提出一种能够降低电流谐波含量的九段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。详细分析了四桥臂两相逆变电路的基本矢量及其特性,开展了不同扇区基本矢量作用时间的计算,并基... 详细信息

本文针对基于两相励磁机的航空三级式起动发电系统中的两相逆变电路,提出一种能够降低电流谐波含量的九段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法。详细分析了四桥臂两相逆变电路的基本矢量及其特性,开展了不同扇区基本矢量作用时间的计算,并基于基本矢量特性给出了九段式SVPWM调制方式下功率管在各扇区的开关序列。在Matlab/Simulink软件中开展了九段式SVPWM的仿真分析,并针对一台三级式起动/发电机样机进行了实验测试。仿真和实验结果验证了九段式SVPWM调制方法的优势和有效性。

关键词：航空起动发电一体化三级式无刷同步电机 SVPWM 两相励磁机

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基于励磁机定子直轴电流定点采样的航空多级式起动/发电机低速段转子位置估算方法

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中国电机工程学报 2024年第15期44卷 6169-6180,I0028页

作者：张小科焦宁飞毛帅刘卫国高昕樊昱琨西北工业大学自动化学院陕西省西安市710072

航空多级式起动/发电机起动时,需要准确的主电机转子位置,而位置传感器受体积、重量等制约,需要开展转子位置估算研究。该文基于多级式电机结构特征,通过分析转子位置在主励磁机定子电流中的表征,提出一种基于两相励磁机定子直轴电流定... 详细信息

航空多级式起动/发电机起动时,需要准确的主电机转子位置,而位置传感器受体积、重量等制约,需要开展转子位置估算研究。该文基于多级式电机结构特征,通过分析转子位置在主励磁机定子电流中的表征,提出一种基于两相励磁机定子直轴电流定点采样的低速段转子位置估算方法。该方法在起动时分三步实施:首先,实时采集主励磁机定子两相电流,并变换到定子磁场同步旋转dq坐标系;其次,对直轴电流定点采样,提取包含转子位置信息的正余弦信号,通过锁相环获得主励磁机转子位置增量;然后,结合主电机与主励磁机同轴安装特征及主电机初始位置,获取主电机实时转子位置,并实现低速段无位置传感器起动。该方法无需高频信号注入和滤波器,不依赖主电机凸极性且锁相环鲁棒性强。最后,实验验证了所提方法的有效性和较高的估算精度。

关键词：航空多级式起动/发电机两相励磁机定点采样转子位置估算

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三级式同步电机转子位置实时估算技术研究

三级式同步电机转子位置实时估算技术研究

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作者：祝宇杰西北工业大学

学位级别：硕士

目前三级式同步电机作为发电机在航空交流电源系统中已经得到了广泛应用。若能利用三级式同步电机的电动状态来起动航空发动机,就可省去专用的起动机。但是在起动过程中,三级式同步电机还需要安装旋转变压器用以获取主电机的转子位置。... 详细信息

目前三级式同步电机作为发电机在航空交流电源系统中已经得到了广泛应用。若能利用三级式同步电机的电动状态来起动航空发动机,就可省去专用的起动机。但是在起动过程中,三级式同步电机还需要安装旋转变压器用以获取主电机的转子位置。若能实时地估算出主电机的转子位置,就能省去旋转变压器,这可以降低系统的复杂性、体积、重量与成本,对于多/全电飞机的发展具有重要意义。本文主要针对三级式同步电机转子位置实时估算的关键技术展开研究。首先,本文详细介绍了三种基于凸极追踪原理的主电机转子位置估算方法的工作原理。针对在主电机d轴电感变化情况下的旋转高频电压注入法转子位置估算方法进行了分析和仿真。对这三种估算方法的工作原理进行了分析总结,分析结果表明这类基于主电机凸极追踪原理的转子位置估算方法并不适用于三级式同步电机。其次,为了解决基于凸极追踪原理的主电机转子位置估算方法的不足之处,基于导师所在项目组《凸极性变化的三级式起动发电机转子位置估算研究》的国家自然科学基金以及项目组前期的研究思路,本文提出了一种基于“主电机注入-主励磁机检测”的旋转电压注入法转子位置实时估算方法。分析了高频信号在主电机中的传递机理,并推导出主电机转子绕组中的高频感应电压表达式。针对旋转整流器三种不同的换相状态,分析高频信号在旋转整流器中的反向传递机理,并推导出主励磁机转子绕组中的高频感应电流表达式。针对前两种换相状态下高频信号在旋转整流器中的反向传递机理进行了建模仿真。接着,本文进行了高频信号在主励磁机中传递机理的分析,推导出主励磁机两相定子绕组中高频感应电流的表达式,并介绍了主励磁机两相定子电流的信号处理流程。针对本文提出的旋转电压注入法主电机转子位置估算方法进行了仿真与实验研究。仿真与实验结果表明,该方法可以实现200rpm以内的低速段主电机转子位置实时估算,且估算精度较高,能够满足三级式同步电机平稳起动对转子位置的精度要求。最后,本文开展了基于主电机反电势的转子位置实时估算技术研究。从dq坐标系下主电机的数学模型出发,详细介绍了反电势积分法主电机转子位置实时估算方法的工作原理,并对相关公式进行了推导。介绍了该方法的电压与电流信号的处理流程。针对该方法进行了仿真与实验研究,仿真与实验结果表明,该方法可以实现中高速段主电机转子位置的实时估算,且估算精度较高,能够满足三级式同步电机平稳起动对转子位置的精度要求。

关键词：三级式同步电机两相励磁机转子位置估算高频电压注入反电势

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