應(yīng)用于APU起動(dòng)-發(fā)電系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)發(fā)電技術(shù)研究.pdf

1、多電飛機(jī)是用電力系統(tǒng)取代部分二次能源系統(tǒng)的飛機(jī)，大多數(shù)機(jī)載設(shè)備和操縱系統(tǒng)均由電能驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的電氣化管理。輔助動(dòng)力裝置用于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)以及應(yīng)急情況下為飛機(jī)提供獨(dú)立電源，是多電飛機(jī)上非常重要的一個(gè)組成部分。永磁同步電機(jī)具有高功率密度、高效率、高轉(zhuǎn)速運(yùn)行能力以及快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于輔助動(dòng)力裝置短時(shí)工作的特點(diǎn)，因此可以采用永磁同步電機(jī)作為其起動(dòng)/發(fā)電機(jī)。但是由于永磁同步發(fā)電機(jī)氣隙磁密較大，在轉(zhuǎn)速變化時(shí)難以調(diào)節(jié)電機(jī)磁場(chǎng)，所以

2、后級(jí)需要接整流與穩(wěn)壓裝置來輸出恒定的直流電壓。本文以永磁同步發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)其弱磁穩(wěn)壓控制、不控整流運(yùn)行性能等方面展開研究。
　　論文首先介紹了多電飛機(jī)的發(fā)展歷程以及用于集成起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)電機(jī)的特征。對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)壓方式進(jìn)行了概述，并介紹了用于高速永磁同步電機(jī)的弱磁控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　　論文標(biāo)幺化了表貼式永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)對(duì)表貼式永磁同步電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行分析，并且給出了用于弱磁控制的表

3、貼式永磁同步電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)的參考。
　　永磁同步發(fā)電機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)反電勢(shì)過大，會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓過高的問題。論文在參考永磁同步電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行弱磁控制的基礎(chǔ)上提出了用弱磁穩(wěn)壓控制方法。論文首先對(duì)電壓反饋法弱磁穩(wěn)壓控制進(jìn)行了小信號(hào)建模，在此基礎(chǔ)上分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，指出隨著轉(zhuǎn)速的上升，系統(tǒng)穩(wěn)定性會(huì)隨之下降。針對(duì)該缺點(diǎn)，論文提出使用單電流調(diào)節(jié)器弱磁穩(wěn)壓控制方法，分析了單電流調(diào)節(jié)器弱磁穩(wěn)壓控制的運(yùn)行原理，并給出了單電流調(diào)節(jié)器弱磁穩(wěn)壓控制的穩(wěn)定運(yùn)行

4、范圍。
　　不控整流是永磁同步發(fā)電機(jī)最常用的整流方式，論文通過建立數(shù)學(xué)模型來分析永磁同步發(fā)電機(jī)參數(shù)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)包括外特性、功率特性以及短路電流在內(nèi)的特性的影響，為用于不控整流發(fā)電的永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)提供了參數(shù)選取與調(diào)整依據(jù)。同時(shí)論文還比較了可控整流與不控整流兩種發(fā)電方式下永磁同步發(fā)電機(jī)定子鐵心損耗，得出可控整流發(fā)電系統(tǒng)的永磁同步發(fā)電機(jī)損耗更低的結(jié)論。
　　論文最后搭建了兩種弱磁穩(wěn)壓控制發(fā)電系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證了永磁同步發(fā)電機(jī)高