[发明专利]一种航空用宽变频交流发电机的数字调压装置

说明书

本申请提供了一种航空用宽变频交流发电机的数字调压装置，永磁机发出的三相交流电通过全桥整流变成直流电，用于为调压控制器提供电源以及提供励磁电流，励磁电流通过快速励磁回路，由双DSP进行冗余调压控制，变换出适配的励磁电流，励磁电流用于为所述励磁机的励磁线圈产生励磁磁场，励磁机的转子绕组旋转产生电流，通过旋转整流器变成直流电产生磁场给所述主发电机，主发电机用于发出三相交流电。本申请采用双DSP冗余备份设计优势互补协同完成调压与保护功能，具有调压精度高、动态特性好稳定可靠等优点，适用于航空宽变频交流电源系统。

技术领域

本发明属于电机设计技术领域，具体涉及一种航空用宽变频交流发电机的数字调压装置。

背景技术

在航空电源领域，发电机控制器是飞机电源系统控制和保护的核心，负责对影响发电机输出电压的各种因素进行调节，使电源系统的输出电能符合供电标准的要求，还要对系统的各种故障予以保护和隔离，需要对系统进行供电转换等。目前使用的发电机主要为大功率宽变频三级式交流发电机。早期的交流发电机控制器采用模拟电路分立元件完成对电源系统的调压、控制和保护。近年来出现了以微处理器为核心的半数字式发电机控制器，这种控制器采用单片机为控制核心，除了对电源系统实现控制保护功能外，还具有自检测、故障检测与隔离和通讯等功能。与传统控制器相比，其性能、响应速度都有了很大的提高。但是在宽变频交流电源系统实现动态特性较高的电压调节功能时，仍旧要采用模拟电路实现的。有的在采样处理上改变了传统的峰值采样，尝试通过有效值芯片进行采样处理，但是动态特性还是不能满足要求。相较于传统的400Hz的恒频交流电源系统和窄变频(340Hz～450Hz)交流，变频交流电源系统发出的交流电为360～800Hz的三相交流电，发电机的转速变化范围也扩展为10800r/min～19200r/min，过速时甚至达到了22000r/min。传统的基于模拟式调压的控制器已经难以满足技术指标的需求，尤其是发电机的动态特性指标(特别是加卸载时)很难满足要求。急需突破基于数字式快速调压的关键技术。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种航空用宽变频交流发电机的数字调压装置，用于对航空用宽变频交流发电机进行调压，所述航空用宽变频交流发电机包括永磁机、励磁机及主发电机，所述永磁机发出的三相交流电通过全桥整流变成直流电，用于为调压控制器提供电源以及提供励磁电流，励磁电流通过快速励磁回路，由双DSP进行冗余调压控制，变换出适配的励磁电流，所述励磁电流用于为所述励磁机的励磁线圈产生励磁磁场，励磁机的转子绕组旋转产生电流，通过旋转整流器变成直流电产生磁场给所述主发电机，所述主发电机用于发出三相交流电。

优选的是，所述双DSP进行冗余调压控制包括两组功率MOSFET管，每组功率MOSFET管包括两个功率MOSFET单管并联，每个调压DSP均连接有各功率MOSFET单管。

优选的是，每个所述调压DSP各通过开关连接各功率MOSFET单管，所述开关由主MCU进行控制，所述主MCU用于实现K1和K2的状态检测以及调压DSP1和调压DSP2的电路的状态检测。

优选的是，所述双DSP的各调压电路均连接有全波整流与调理电路，所述全波整流与调理电路连接主发电机及负载，分别用于获取主电机三路电压及负载三路电流，双DSP的各调压电路与所述全波整流与调理电路共同实现电压环PID调节与电流环PID调节。

优选的是，所述所述全波整流与调理电路还连接有所述励磁机，用于将获取的励磁电流引入闭环控制。

本申请解决了传统的模拟式调压控制器、半数字式控制器以及采用有效值芯片的调压控制器不能满足特定指标的要求，解决了负载变化引起的电压波形畸变造成采样不准等问题，解决了采用有效值芯片响应速度慢等问题。本申请采用双DSP冗余备份设计优势互补协同完成调压与保护功能，具有调压精度高、动态特性好稳定可靠等优点，适用于航空宽变频交流电源系统。

附图说明

图1是本申请航空用宽变频交流发电机的数字调压装置的结构示意图。