直流发电机励磁控制器的设计.PDF

维普资讯 16 Movable Power Station Vehicle No．3 2006 直流发 电机励磁控制器的设计 崔 勇，袁海文 (北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院，北京 100083) 摘 要：介绍了航空直流发电机输出端电压控制的原理，以及基于此原理设计的直流 作 者 简 介 ：崔 勇 发电机励磁控制器。本系统的研制实现了高精度的直流发电机输出电压控制，同时也提 (1982-)，男 ，北京 高了控制系统的稳定程度。 航空航天大学 自动 化科学与电气工程 关键词 ：功率运算放大器；PID；励磁控制器 学院硕士研究生， 中图分类号：TM741．2 文献标识码 ：A 文章编号：1003-4250．(2006)03-0016--04 主要研究方向为单 片机和测试计量技 本系统针对 以上两种控制 术及仪器。 1 引言 方法存在的不足，设计了一种线性调节励磁电流的 航空电源系统有交流和直流两种，现在多为直 方法，与传统的PWM调节器和炭片调节器相 比具 流发电机供电。在直流发电机供电的时候负载不可 有纹波小，输出电压稳定的特点。 能总是恒定不变，负载可能随时增大或者减小。连 2 励磁控制器 自动调节电压的原理 带的直流发电机的输出电压也会随着减小或者增 大。这对于用电设备有很坏的影响。特别是对那些 由电机学原理可知，发电机的输出电压 如下 要求电压稳定的设备很容易造成冲击 ，或者是瞬间 所示 ： 的失效。无论哪一种故障在航空领域里都有可能带 = c。n咖一 (1) 来重大的损失，因此，要对直流发电机的输出电压进 式中c。，，，，，咖，n分别是发电机的结构常数、 行控制，以保持其稳定在一定的范围内。 发电机输出电流、发电机电枢绕组的阻值、发电机励 目前，航空直流发电机输出电压的控制有很多 磁磁通和发电机转速。R，和c。是定值，所以，发电机 种方法，比如，现在比较成熟的PWM调节器，它主 电压的大小取决与转速n、输出电流，，和励磁磁通咖 要由PWM控制器、功率驱动电路和功率电路组成， 三个因素，而发电机的转速是随着发动机的转速而 通过调整PwM波的占空比来调节励磁 电流进而调 变化，也就是随着飞机飞行的需要而变化，负载电流 节输出电压。但是它有一个比较明显的缺点就是由 的大小由飞机的飞行状态和飞行任务决定，所以，能 于晶体管的导通和关断决定于基级电压，所以它不 够调节的就只有励磁磁通了。由发电机励磁磁通 能实现平滑的调节，使励磁电压有一个上下波动。 和励磁 电流 ，c的关系，可得发电机的励磁 电流： 另外的一种调节手段是炭片调压器，它比较好 ， 口( +，，r) ，、 的解决了电压不连续变化的问题，它通过一个炭电 。一Cn一( + ，)b 阻片柱组成电阻回路，由输出电压控制炭片的接触