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·68· 《测控技术}2002年第 21卷第 6期 文章编号 ：1000—8829(2002)06—0068—02 航空无刷发 电机励磁 系统特性研究 Study on the Properties of Brushless Exciter in Aircraft 摘要 ：无刷励磁 系统是 无刷励磁 同步发 电机 的重要组 成部分 ，它是影响供 电质量 的一个重要 方 面。笔者通 过分析无刷励磁 系统的特 点 ，探 讨 了一种 无刷励磁 系 统的设计方案 。 关键词 ：无刷励磁 ；交流激磁机 ；仿真；优化设计 中图分类号 ：TM31 文献标识码 ：B Abstract：Brushless exciter is a very important part of brushless synchronous generator，and it is a ver y impor tant factor to determined the quality of generator．A useful met hod is provided on brushless exciter according to the result of simulation． K ey words：brushless excite；AC exciter；simulation；de· sign of generator 现代的航空电源及船舶电源系统以及大容量发电 机主要采用无刷励磁 。无刷励磁系统 是指交流激磁机 和安装于电枢上的旋转整流器 。交流激磁机的转子上 装有整流器 ，使交流激磁 机电枢产生 的交流 电直接经 整流供主发 电机励磁 ，通过调节激磁机 的励磁 电流 可 改变主发电机的励 磁。由此 可见 ，同步发 电机无刷励 磁彻底改变了同步发电机励磁电流过高及工作环境恶 劣引起的电刷和滑环问题 ，消除 了火花和噪声 ，增强了 电机工作的可靠性 。 无刷发 电机励磁系统 中的交流励磁机实质上是交 流发 电机(一般为转枢式的凸极 同步发电机 )，励磁绕 组 固定在定子机座 上 ，采用直 流励磁 。为 了提高励磁 系统的反应速度 ，交流 激磁机的频率一般 比主发 电机 高 ，故极数一般 比主发 电机 多。旋转整流器是 由全波 或半波整流桥和一定的保护电路组成 ，如快速熔断器、 过压保护器等 ，固定在激磁机 的转子上 ，同转子一起旋 转，由于该部分部件多，且工作于高速旋转状态 ，是最 收稻 日期 ：2002—04—19 (海军航空工程学院基础部，山东烟台 264001)苏学军 (海军航空工程学院 自动控制系，山东烟台 26 4001)李 岩 易发生故障的环节 ，而且直接进行监测 比较 困难 。因 此 ，研究无刷励磁系统的运行特性，提高整个系统工作 的可靠性 ，具有重要意义。 1 无刷发电机励磁系统的仿真研究 对电机系统进行仿真的关键是建立精确描述电机 内部 电磁关系的数学模型 。同步发电机带整流负载运 行时 ，由于二极管的开关变化和单相导电性 ，使定子三 相绕组将交替处于不对称运行状态 ；而转子本身存 在 励磁绕组与阻尼绕组 的不对称性 ；气隙磁场也呈不均 匀分布。在传统的分析方法中，为计算方便 ，一般采用 理想 电机模型 ，但 由于受空气隙谐波、定转子的齿槽效 应 、磁饱和等的影响 ，有时很难满足计算精度要求。本 研究采用 了多回路分析法 ，即从 电机绕组 的单个线 圈 出发 ，计算单个线圈的 自感和互感 ，再根据具体 电机回 路 的连接情况进行分析。 在多回路分析 方法 中最关键 的是 电机互 感矩 阵 的计算。本研究采用电机中实际存在的(0，b，c)坐 标系统 ，则 阵的表达式为 阵中各个元素的确定 ，是以单个线圈为基础 的。如以 0相绕组为例 ，同步电机 电枢 是 由一系列 的 回路组成 ，而 回路 是 由有关 的单个线圈连接而成 。设 回路 Q由凡个线圈组成，Q回路自感系数用下式计算 =∑￡ +∑∑2 Q回路(凡个线 圈 )与 5回路 (m个 线圈 )互感 系数 可 用下式计算 Ms口=∑ ∑M S)M口∞+MQ盟cos2(y+ Q盟)+ 北京瑞赛科技有限公司科技发展部 多通道加载系统 电话：010—65682811，65686291—8417 O O O O O O o o o d d d d ‰ o o o o t ‰‰o 一 一 一 一 一 一 ^ 6 - x ‰‰o 一 一 一 一 一 一 。 ∞ 倒 u 维普资讯 http://www.cqvip.com