航空交流三级式发电机用数字调压器及设计方法，调压器包括整流桥，调压电路，控制电路，电压检测电路，发电控制断路器GCB，地线断路器GNB，发电控制继电器GCR，电流传感器S<subgt;A</subgt;、S<subgt;B</subgt;、S<subgt;C</subgt;和S<subgt;F</subgt;，本发明专利技术提出的设计方法，通过数字化手段，实现双环励磁调压控制、基于各相电压有效值检测的高相电压控制和基于各相电流有效值检测的短路电流限制，显著提高了调压器的控制精度、响应速度和瞬态特性，降低了硬件复杂度和参数整定难度，增强了系统的可靠性和一致性，为航空恒频和变频交流电源系统提供了高效、稳定的解决方案。
2、相对于直流输出的三级式发电机，交流输出的三级式发电机控制主要区别在于两方面：一方面为交流输出短路模式更为多样化，另一方面为需要具有高相电压控制功能。短路模式包括对称短路和不对称短路，对称短路以包括三相短路、三相与中性点四线短路，不对称短路包括单相与中性点短路，两相短路，两相与中性点三线短路。高相电压控制指三相电压不平衡时，让电压最高一相的电压值与期望输出电压值相等，而不是让三相平均值与期望输出电压值相等，避免某相电压过高造成用电设备损坏。
6、3)对于短路限流控制，通过电流互感器分别检测各相电流，然后对互感器输出的各相电流信号进行整流获得高相电流的准峰值，再取最高相电流的准峰值来进行短路电流限制。这种方式采用的准峰值来控制，并不是希望控制的有效值，故短路限流控制精度较差。
>7、4)对于参数调节，控制参数由硬件元器件决定，调试时参数调整困难，同时，参数整定所有元器件存在分散性和温度温移，一致性和精度也较差。8、5)对于功能扩展，需要新增硬件来实现新增功能，向后兼容性差，同时，扩展bit和phm功能困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供航空交流三级式发电机用数字调压器；
2、本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法。
3、本专利技术通过以下技术方案得以实现。
4、本专利技术提供的航空交流三级式发电机用数字调压器，包括整流桥，调压电路，控制电路，电压检测电路，发电控制断路器gcb，地线断路器gnb，发电控制继电器gcr，电流传感器sa、sb、sc和sf；所述整流桥的a、b和c输入端分别与永磁副励磁机定子电枢绕组wpmg的a、b和c输出端连接，整流桥的正极和负极输出端与调压电路的正极和负极输入端连接，调压电路的负极输出端与主励磁机定子励磁绕组wee的f-端连接，调压电路的正极输出端经发电控制继电器gcr与主励磁机定子励磁绕组wee的f+端连接，发电控制继电器gcr与控制电路输出的驱动信号gr连接，电流传感器sf检测调压电路输出正极端至主励磁机f+端电流，输出励磁电流if与控制电路连接，主电机定子电枢绕组wmm的n端与地线断路器gnb的1a端连接，主电机定子电枢绕组wmm的a、b和c输出端分别与发电控制断路器gcb的1a、2a和3a输入端连接，电流传感器sa、sb、sc分别检测主电机的a、b和c端至发电控制断路器gcb的1a、2a和3a端的电流，输出a、b和c相电流ia、ib和ic与控制电路连接，发电控制断路器gcb的1y、2y和3y输出端及地线断路器gnb的1y输出端与交流输出连接，发电控制断路器gcb的控制端与控制电路输出的驱动信号go连接，地线断路器gnb的控制端与控制电路输出的驱动信号gn连接，电压检测电路的a、b和c输入端与发电控制断路器gcb的1a、2a和3a端连接，电压检测电路输出a、b和c相原始电压ua0、ub0和uc0与控制电路连接，控制电路输出驱动信号g1和g2与调压电路的g1和g2输入端连接构成；所述调压电路包括功率管q1和q2、二极管d1和d2，是由输入正极端分别与功率管q1的漏极d和二极管d2的阴极连接，输入负极端分别与二极管d1的阳极和功率管q2的源极s连接，输出端正极分别与二极管d1的阴极和功率管q1的源极s连接，输出端负极分别与二极管d2的阳极和功率管q2的漏极d连接，输入g1和g2端分别与功率管q1和q2的栅极g连接构成。
5、进一步的，所述电压检测电路包括电压传感器a、b和c，二极管da、db和dc；所述二极管da、db和dc的阳极与参考地连接，二极管da、db和dc的阴极分别与a、b和c输入端连接，a、b和c输入端分别与电压传感器a、b和c的输入正极连接，电压传感器a、b和c的输入负极与参考地连接，电压传感器a、b和c分别输出a、b和c相原始电压ua0、ub0和uc0。
6、航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，包括以下步骤：
7、步骤1，在转速符合发电要求且收到发电指令后，控制电路输出有效驱动信号gr，使发电控制继电器gcr闭合；
8、步骤2，进入建压阶段，进行调压运算，使主电机输出三相交流电压稳定在参考电压值vref，所述调压运算根据a、b和c相电流ia、ib和ic，a、b和c相原始电压ua0、ub0和uc0，励磁电流if、额定电流in和参考电压值vref，输出驱动信号g1和g2；
9、步骤3，在主电机输出三相交流电压稳定在参考电压值vref后，控制电路输出有效驱动信号gn和go，使发电控制断路器gcb和地线断路器gnb闭合，开始向外部提供交流输出；
10、步骤4，进入运行阶段，继续进行调压运算，向外部提供稳压交流输出；
11、步骤5，在出现故障或收到停机指令后，控制电路输出无效驱动信号gr、gn和go，断开发电控制继电器gcr、发电控制断路器gcb和地线断路器gnb。
12、进一步的，所述步骤2中的调压运算，包括以下步骤：
13、步骤201，根据参考电压值vref、反馈电压vf、补偿电压vrefc，进行电压环计算，得到励磁电流参考值iref，先将vref依次减去vf和vrefc得到误差信号，再对误差信号进行比例积分调节pi运算得到励磁电流参考值iref；
14、步骤202，根据励磁电流参考值iref和励磁电流if，进行励磁电流环计算，得到占空比d，先将iref减去if得到误差信号，再对误差信号进行比例积分调节pi运算得到占空比d；
15、步骤203，根据占空比d，运行pwm波发生器进行信号转换，输出驱动原始信号g1p；
16、步骤204，根据驱动原始信号g1p和反馈电压vf，进行快速灭磁控制计算，输出驱动信号g1和g2，当vf超过允许电压上限值vrefm时，令驱动信号g1和g2无效，进而使调压电路中功率管q1和q2断开，实现快速灭磁，当vf低于允许电压上限值vrefm时，令驱动信号g1＝g1p，对使调压电路中功率管q1进行斩波控制，令驱动信号g2有效，使调压电路中功率管q2恒导通；
17、步骤205，根据a、b和c相原始电压ua0、ub0和uc0，进行快本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.航空交流三级式发电机用数字调压器，其特征在于：包括整流桥，调压电路，控制电路，电压检测电路，发电控制断路器GCB，地线断路器GNB，发电控制继电器GCR，电流传感器SA、SB、SC和SF；
2.如权利要求1所述的航空交流三级式发电机用数字调压器，其特征在于：所述电压检测电路包括电压传感器A、B和C，二极管DA、DB和DC；
3.如权利要求1-2任一项所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于，所述步骤2中的调压运算，包括以下步骤：
5.如权利要求3所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤4中的调压运算，包括以下步骤：
6.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤205中所述快速电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
7.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤405中所述快速电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
8.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤206中所述高相电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
9.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤406中所述高相电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
10.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤208中，所述快速电流检测模块信号转换包括以下步骤：
11.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤408中，所述快速电流检测模块信号转换包括以下步骤：
12.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤209中，所述高相电流检测模块信号转换包括以下步骤：
13.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤409中，所述高相电流检测模块信号转换包括以下步骤：
14.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤211中，所述限流控制模块信号转换，包括以下步骤：
15.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤411中，所述限流控制模块信号转换，包括以下步骤：
16.如权利要求3或权利要求4任一所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述运行PWM波发生器进行信号转换，是使用嵌入式处理器内置的PWM模拟功能，将占空比D与三角波vtri进行比较，从而把占空比D转化为PWM波形输出。
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【技术特征摘要】
1.航空交流三级式发电机用数字调压器，其特征在于：包括整流桥，调压电路，控制电路，电压检测电路，发电控制断路器gcb，地线断路器gnb，发电控制继电器gcr，电流传感器sa、sb、sc和sf；
2.如权利要求1所述的航空交流三级式发电机用数字调压器，其特征在于：所述电压检测电路包括电压传感器a、b和c，二极管da、db和dc；
3.如权利要求1-2任一项所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于，所述步骤2中的调压运算，包括以下步骤：
5.如权利要求3所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤4中的调压运算，包括以下步骤：
6.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤205中所述快速电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
7.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤405中所述快速电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
8.如权利要求4所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，其特征在于：所述步骤206中所述高相电压检测模块信号转换，包括以下步骤：
9.如权利要求5所述的航空交流三级式发电机用数字调压器的设计方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛开昶，刘兴中，陈强，罗宗鑫，石荣迪，龙江，
申请(专利权)人：贵州航天林泉电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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