磁通切换型无刷直流发电机的单周期控制研究

doi:1004-7018-46-4-53-57

微特电机 ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (4): 53-57.doi: 1004-7018-46-4-53-57

磁通切换型无刷直流发电机的单周期控制研究

许泽刚¹,谢少军²

^1. 常州工学院,常州 213031
^2. 南京航空航天大学,南京 210016

收稿日期:2016-09-18 出版日期:2018-04-28 发布日期:2018-04-28
作者简介:许泽刚(1969—),男,博士,教授,研究方向为特种电机设计与控制技术。
基金资助:
江苏省高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015B129);江苏省高校自科基金重大项目(17KJA470001);江苏省高校重点实验室建设项目

One-Cycle Controlled Flux-Switching for DC Brushless Generator

XU Ze-gang¹, XIE Shao-jun²

^1. Changzhou Institute of technology,Changzhou 213031,China
^2. Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China

Received:2016-09-18 Online:2018-04-28 Published:2018-04-28

摘要/Abstract

摘要：

混合励磁磁通切换电机(FSHM)是一种新型定子励磁型交流无刷电机。针对PWM整流装置因加装位置传感器而带来的成本增加、系统运行可靠性下降等问题,采用对频率、相位和电机参数变化不敏感的单周期控制技术作为无位置传感器直流发电系统的基本控制策略,并给出了系统实现方案。在建立FSHM外电路等效数学模型的基础上,从控制系统稳定性和快速跟踪性能两方面探讨了将电机等效合成电感用作变换器储能电感的可行性;结合简化小信号模型给出的电压开环传递函数,采用符号化相位裕度分析了电压控制器参数的选取依据。最后通过仿真与实验验证了理论分析的正确性。

关键词: 混合励磁, 磁通切换, 无位置传感器, 单周期控制

Abstract:

Flux switching hybrid excitation machine (FSHM) is an interesting brushless machine with magnets in the stator. To overcome the deficiencies of adding location sensors in the FSHM generation system, such as system cost rising and operational reliability decreasing, one-cycle control(OCC) was employed for the position-sensorless PWM rectifier, which was insensitive to changes in frequency, phase and motor parameters, and the implementation scheme was also applied. For the requirements of OCC stability, and dynamic tracking performance, the feasibility of using equivalent inductance as energy-storage inductance of PWM rectifier was discussed. According to the analytical model established based on the principles of external circuit equivalence, and simplified small-signal alternate model, the voltage controller parameters were found in terms of the phase margin. System simulation and experimental results verified the theoretical analysis.

Key words: hybrid excitation, flux-switching, position-sensorless, one-cycle control

中图分类号:

TM351

许泽刚, 谢少军. 磁通切换型无刷直流发电机的单周期控制研究[J]. 微特电机, 2018, 46(4): 53-57.

XU Ze-gang, XIE Shao-jun. One-Cycle Controlled Flux-Switching for DC Brushless Generator[J]. Small & Special Electrical Machines, 2018, 46(4): 53-57.

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One-Cycle Controlled Flux-Switching for DC Brushless Generator

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