開關(guān)磁阻起動-發(fā)電機系統(tǒng)的設(shè)計與控制研究.pdf

1、在過去的航空航天電源系統(tǒng)中，起動和發(fā)電系統(tǒng)之間彼此分隔獨立，機組使用效率低、重量大、不具備良好的經(jīng)濟效益。經(jīng)過長期研究，集起動與發(fā)電功能于一體的雙功能系統(tǒng)----起動/發(fā)電系統(tǒng)逐漸發(fā)展成型?？紤]到使用場合的特殊性，對應用于航空航天領(lǐng)域的起動/發(fā)電系統(tǒng)在可靠性、可維護性、容錯能力、轉(zhuǎn)速范圍等方面均有一定的要求。開關(guān)磁阻電機相比其他電機有其獨特的優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速范圍寬、可靠性高、成本低。除此之外，開關(guān)磁阻起動/發(fā)電機系統(tǒng)不需要其他附件

2、就可以實現(xiàn)雙功能，頻繁起動停止性能好。基于以上條件，以開關(guān)磁阻電機為核心的起動/發(fā)電系統(tǒng)能夠適應航空航天的特殊應用環(huán)境，因此也成為了國內(nèi)外的一個研究熱點。
　　本文首先對開關(guān)磁阻起動/發(fā)電機系統(tǒng)的工作原理與控制方式進行了全面性的分析，詳細地研究了整個系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、起動運行過程、發(fā)電運行過程、發(fā)電條件以及三種常用的控制方式。應用于航空航天起動/發(fā)電系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機具有起動發(fā)電雙功能，在0~13000r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作在電

3、動狀態(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)計點進行電機設(shè)計。根據(jù)電機的起動發(fā)電性能、轉(zhuǎn)速特性以及控制特性等來確定電機的結(jié)構(gòu)與基本尺寸，然后基于RMxprt對電機進行參數(shù)優(yōu)化并確定樣機最終尺寸。在確定電機的尺寸結(jié)構(gòu)之后，在Ansoft中建立電機的有限元分析模型，驗證電機的靜態(tài)特性、電動特性以及發(fā)電特性是否滿足技術(shù)要求。最后