一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器涉及開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著多電飛機(jī)和全電飛機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)電氣系統(tǒng)提出了新的、更高的要求。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)用引氣方式為發(fā)電機(jī)提供機(jī)械能，這種方式會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和穩(wěn)定性。在多電飛機(jī)中，綜合發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和起/發(fā)電系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了多電發(fā)動(dòng)機(jī)，多電發(fā)動(dòng)機(jī)除提供飛機(jī)飛行所需的推力外，還為飛機(jī)的用電系統(tǒng)提供電力。因此，大功率起/發(fā)電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多電發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容錯(cuò)性好、適合高轉(zhuǎn)速運(yùn)行、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，并且可以方便地實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和發(fā)電雙功能，這些特點(diǎn)決定了開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)在多電發(fā)動(dòng)機(jī)中的適用性，因此，它在270V航空高壓直流起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中占有重要地位。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是:提出一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為，一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器，所述控制器由高壓供電電源I，低壓電源轉(zhuǎn)換電路2，位置解碼電路3，數(shù)字控制電路4，驅(qū)動(dòng)電路5，起/發(fā)電一體化功率變換器6組成；
[0005]高壓供電電源I接收三相四線制380V工業(yè)供電，向起/發(fā)電一體化功率變換器6提供270V母線電壓；
[0006]低壓電源轉(zhuǎn)換電路2接收24V低壓直流供電，向位置解碼電路3提供+15VH霍爾元件供電電壓信號(hào)，HGND霍爾元件地信號(hào)；向數(shù)字控制電路4提供+5VD、+3.3VD數(shù)字電壓信號(hào)，DGND數(shù)字地信號(hào)，+15VA、-15VA模擬電壓信號(hào)，AGND模擬地信號(hào)；向驅(qū)動(dòng)電路5提供+24V低壓電源信號(hào)、24GND低壓電源地信號(hào)；
[0007]位置解碼電路3將霍爾元件輸出的高、低電平信號(hào)經(jīng)光電隔離后轉(zhuǎn)化為數(shù)字電平信號(hào)，并將數(shù)字電平信號(hào)提供給數(shù)字控制電路4進(jìn)行邏輯運(yùn)算；
[0008]數(shù)字控制電路4接收位置解碼電路3輸出的數(shù)字電平信號(hào)，由此解算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，結(jié)合檢測(cè)的電流信號(hào)完成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)，輸出PWM波占空比信號(hào);數(shù)字控制電路4對(duì)霍爾數(shù)字電平信號(hào)、過壓、過流、PWM波占空比等信號(hào)進(jìn)行邏輯綜合，向驅(qū)動(dòng)電路5輸出PffM控制信號(hào)；
[0009]驅(qū)動(dòng)電路5接收數(shù)字控制電路4輸出的PWM控制信號(hào)，控制各開關(guān)管的開通、關(guān)斷，以達(dá)到需要的控制效果；
[0010]起/發(fā)電一體化功率變換器6與開關(guān)磁阻電機(jī)的繞組相連接，通過各開關(guān)管的開通、關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)各繞組的開通、關(guān)斷;起/發(fā)電一體化功率變換器6同時(shí)提供泄放保護(hù)電路，以保護(hù)功率變換器6的安全工作。
[0011]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本實(shí)用新型是一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。開關(guān)磁阻電機(jī)具有可靠性高、容錯(cuò)性好、功率密度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、允許能量雙向傳輸?shù)娘@著優(yōu)點(diǎn)，在起/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，控制器針對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行的不同階段，執(zhí)行不同的控制算法，驅(qū)動(dòng)功率管按不同方式開通關(guān)斷。所述控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選用IPM作主開關(guān)器件，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì);所述控制器通用性強(qiáng)，為匹配不同極對(duì)數(shù)的開關(guān)磁阻電機(jī)，僅需要改變功率變換電路的外部連接方式;所述控制器功能集成度高，通過兩個(gè)開關(guān)使該控制器可在電動(dòng)和發(fā)電模式間靈活變換。
【附圖說明】
[0012]圖1是一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器原理框圖；
[0013]圖2是基于IPM的四相開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)功率變換器主電路圖；
[0014]其中；IPMl、IPM2、IPM3:三塊智能功率模塊;Ul、Vl、W1: IPMl繞組接線端子;U2、V2、W2: IPM2繞組接線端子;U3、V3、W3:1PM3繞組接線端子;Us:勵(lì)磁電源;Rl:泄放電阻;R2:用電負(fù)載;S1、S2:控制開關(guān);A、B、C、D:四相開關(guān)磁阻電機(jī)繞組;P:智能功率模塊供電正端;N:智能功率模塊供電負(fù)端。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明，設(shè)計(jì)一種高壓高速大功率開關(guān)磁阻起/發(fā)電機(jī)控制器。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0017]高壓供電電源I接收三相四線制380V工業(yè)供電，向起/發(fā)電一體化功率變換器6提供270V母線電壓；
[0018]低壓電源轉(zhuǎn)換電路2接收24V低壓直流供電，向位置解碼電路3提供+15VH霍爾元件供電電壓信號(hào)，HGND霍爾元件地信號(hào)；向數(shù)字控制電路4提供+5VD、+3.3VD數(shù)字電壓信號(hào)，DGND數(shù)字地信號(hào)，+15VA、-15VA模擬電壓信號(hào)，AGND模擬地信號(hào)；向驅(qū)動(dòng)電路5提供+24V低壓電源信號(hào)、24GND低壓電源地信號(hào)；
[0019]位置解碼電路3將霍爾元件輸出的高、低電平信號(hào)經(jīng)光電隔離后轉(zhuǎn)化為數(shù)字電平信號(hào)，并將數(shù)字電平信號(hào)提供給數(shù)字控制電路4進(jìn)行邏輯運(yùn)算；
[0020]數(shù)字控制電路4接收位置解碼電路3輸出的數(shù)字電平信號(hào)，由此解算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，結(jié)合檢測(cè)的電流信號(hào)完成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)，輸出PWM波占空比信號(hào);數(shù)字控制電路4對(duì)霍爾數(shù)字電平信號(hào)、過壓、過流、PWM波占空比等信號(hào)進(jìn)行邏輯綜合，向驅(qū)動(dòng)電路5輸出PffM控制信號(hào)；
[0021]驅(qū)動(dòng)電路5接收數(shù)字控制電路4輸出的PWM控制信號(hào)，控制各開關(guān)管的開通、關(guān)斷，以達(dá)到需要的控制效果；
[0022]起/發(fā)電一體化功率變換器6與開關(guān)磁阻電機(jī)的繞組相連接，通過各開關(guān)管的開通、關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)各繞組的開通、關(guān)斷;起/發(fā)電一體化功率變換器6同時(shí)提供泄放保護(hù)電路，以保護(hù)功率變換器6的安全工作。
[0023]實(shí)施例
[0024]1.如圖1所示，高壓供電電源I接收三相四線制380V工業(yè)供電，向起/發(fā)電一體化功率變換器6提供270V母線電壓；
[0025]2.如圖1所示，低壓電源轉(zhuǎn)換電路2接收24V低壓直流供電，向位置解碼電路3提供+15VH霍爾元件供電電壓