開關(guān)磁阻起動(dòng)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制研究.pdf

1、在過(guò)去的航空航天電源系統(tǒng)中，起動(dòng)和發(fā)電系統(tǒng)之間彼此分隔獨(dú)立，機(jī)組使用效率低、重量大、不具備良好的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，集起動(dòng)與發(fā)電功能于一體的雙功能系統(tǒng)----起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)逐漸發(fā)展成型。考慮到使用場(chǎng)合的特殊性，對(duì)應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)在可靠性、可維護(hù)性、容錯(cuò)能力、轉(zhuǎn)速范圍等方面均有一定的要求。開關(guān)磁阻電機(jī)相比其他電機(jī)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速范圍寬、可靠性高、成本低。除此之外，開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)不需要其他附件

2、就可以實(shí)現(xiàn)雙功能，頻繁起動(dòng)停止性能好。基于以上條件，以開關(guān)磁阻電機(jī)為核心的起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)能夠適應(yīng)航空航天的特殊應(yīng)用環(huán)境，因此也成為了國(guó)內(nèi)外的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　本文首先對(duì)開關(guān)磁阻起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的工作原理與控制方式進(jìn)行了全面性的分析，詳細(xì)地研究了整個(gè)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程、發(fā)電運(yùn)行過(guò)程、發(fā)電條件以及三種常用的控制方式。應(yīng)用于航空航天起動(dòng)/發(fā)電系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)具有起動(dòng)發(fā)電雙功能，在0~13000r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作在電

3、動(dòng)狀態(tài)，在13000~32076r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作在發(fā)電狀態(tài)。基于整體的運(yùn)行特性，提出以功率7.5kW、工作電壓270V、轉(zhuǎn)速32076r/min作為設(shè)計(jì)點(diǎn)進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)。根據(jù)電機(jī)的起動(dòng)發(fā)電性能、轉(zhuǎn)速特性以及控制特性等來(lái)確定電機(jī)的結(jié)構(gòu)與基本尺寸，然后基于RMxprt對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化并確定樣機(jī)最終尺寸。在確定電機(jī)的尺寸結(jié)構(gòu)之后，在Ansoft中建立電機(jī)的有限元分析模型，驗(yàn)證電機(jī)的靜態(tài)特性、電動(dòng)特性以及發(fā)電特性是否滿足技術(shù)要求。最后