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龍圖騰網獲悉貴州航天林泉電機有限公司申請的專利一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統及設計方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114865965B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210563283.5，技術領域涉及：H02P9/30；該發明授權一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統及設計方法是由薛開昶;甘忠文;袁光偉;龍江;顧興陽設計研發完成，并于2022-05-19向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統及設計方法在說明書摘要公布了：一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統及設計方法，系統包括三級式起動發電機和起動發電機控制器，三級式起動發電機包括永磁副勵磁機、主勵磁機、旋轉整流管、主電機、旋變，起動發電機控制器包括MOS管三相全橋、交流勵磁電源、調壓器、輔助電源、控制電路、電流傳感器SF和Sdc。起動時，使起動過程工作在最大轉矩電流比模式，驅動三級式起動發電機由靜止到發動機點火轉速。發電時，通過調壓器輸出勵磁電流來調節主電機輸出三相交流電壓值實現對直流電壓Vdc的穩壓控制；通過MOS管三相全橋來一方面實現主電機輸出三相交流電壓vM到直流電壓Vdc的同步整流，另一方面實現電壓Vdc過低時的升壓控制。

本發明授權一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統及設計方法在權利要求書中公布了：1.一種航空低壓直流用三級式發電機電源系統的設計方法， 所述三級式發電機電源系統，包括三級式起動發電機與起動發電機控制器，所述三級式起動發電機包括永磁副勵磁機、主勵磁機、旋轉整流管、主電機與旋變；所述起動發電機控制器包括MOS管三相全橋、交流勵磁電源、調壓器、輔助電源、控制電路、電流傳感器SF與電流傳感器Sdc；所述永磁副勵磁機的定子電樞繞組WPMG輸出三相交流vPMG的A、B和C端分別與輔助電源和調壓器的A、B和C輸入端連接，所述主勵磁機的轉子電樞繞組WEM輸出三相交流vEM經旋轉整流器與主電機轉子勵磁繞組WME連接，主勵磁機的定子勵磁繞組WEE的F+端和F-端與交流勵磁電源輸出端以及調壓器輸出端連接，所述主電機的定子電樞繞組WMM三相交流vM的A、B和C端分別與MOS管三相全橋的A、B和C端連接，旋變定子輸出轉速位置信號P與控制電路連接，直流母線Vdc的+端和-端分別與MOS管三相全橋的直流母線VAdc的+端和-端、交流勵磁電源輸入VBi的+端和-端、輸出電源輸入的+端和-端以及控制電路連接，調壓器的-端與直流母線Vdc的-端連接，MOS管三相全橋輸出的三相交流電流信號iABC與控制電路連接，控制電路輸出的驅動信號GA與MOS管三相全橋連接，控制電路輸出的驅動信號GB和開關控制信號SB與交流勵磁電源連接，控制電路輸出的驅動信號GC和開關控制信號SC與調壓器連接，輔助電源的兩路電源輸出Vc1、Vc2與控制電路連接，輔助電源輸出的電流信號ID與控制電路連接，控制電路輸出的電源使能信號En與輔助電源連接，電流傳感器Sdc的功率端、輸出信號Idc分別與直流母線Vdc的+端、控制電路連接，電流傳感器SF的功率端、輸出信號iF分別與勵磁繞組WEE的F+端、控制電路連接； 所述MOS管三相全橋包括A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂、濾波電容CAdc、電流傳感器SA1、SA2和SA3，驅動信號GA包括GA1、GA2、GA3、GA4、GA5與GA6，三相交流電流iABC包括iA、iB和iC；所述MOS管三相全橋的A端與A相橋臂上管QA1的源極和下管QA2的漏極連接，A相橋臂上管QA1的漏極與直流母線VAdc的+端連接，A相橋臂下管QA2的源極S與直流母線VAdc的-端連接，MOS管三相全橋的B端與B相橋臂上管QA3的源極S和下管QA4的漏極D連接，B相橋臂上管QA3的漏極與直流母線VAdc的+端連接，B相橋臂下管QA4的源極與直流母線VAdc的-端連接，MOS管三相全橋的C端與C相橋臂上管QA5的源極和下管QA6的漏極連接，C相橋臂上管QA5的漏極與直流母線VAdc的+端連接，C相橋臂下管QA6的源極與直流母線VAdc的-端連接，濾波電容CAdc兩端分別與直流母線VAdc的+端和-端連接構成，電流傳感器SA1、SA2和SA3的功率端分別與A、B和C端連接，電流傳感器SA1、SA2和SA3分別與輸出信號iA、iB和iC對應連接，所述驅動信號GA1、GA2、GA3、GA4、GA5以及GA6分別與QA1、QA2、QA3、QA4、QA5以及QA6對應的柵極連接； 所述交流勵磁電源包括二極管DB1，多個升壓DCDC模塊，濾波電容CB，功率管QB1、QB2、QB3以及QB4，繼電器SCR，驅動信號GB包括GB1、GB2、GB3以及GB4；是由輸入VBi的+端與二極管DB1的陽極連接，二極管DB1的陰極分別與多個升壓DCDC模塊輸入的+端連接，輸入VBi的-端與多個升壓DCDC模塊輸入的-端連接，多個升壓DCDC模塊輸出的+端和-端分別與直流母線Vs的+端和-端連接，輸入VBi的-端與直流母線Vs的-端連接，濾波電容CB兩端分別直流母線Vs的+端和-端連接，QB1的漏極與直流母線Vs的+端連接；繼電器SCR設有兩個開關，其中第一開關的輸入端與QB1的源極和QB2的漏極連接，QB2的源極與直流母線Vs的-端連接，QB3的漏極與直流母線Vs的+端連接，繼電器SCR的第二開關的輸入端與QB3的源極S和QB4的漏極連接，QB4的源極與直流母線Vs的-端連接，繼電器SCR中開關的輸出端與輸出vBo連接，驅動信號GB1、GB2、GB3以及GB4分別與QB1、QB2、QB3以及QB4的柵極連接，開關控制信號SB與繼電器SCR的控制端連接； 所述調壓器包括二極管DC1、DC2、DC3、DC4、DC5、DC6以及DC7，功率管QC1、QC2以及QC3，濾波電容CC，繼電器GCR，驅動信號GC包括GC1～GC3；調壓器的A端與DC1的陽極和DC2的陰極連接，調壓器的B端與DC3的陽極和DC4的陰極連接，調壓器的C端與DC5的陽極和DC6的陰極連接；DC1、DC3和DC5的陰極與直流母線VG的+端連接，DC2、DC4和DC6的陽極與直流母線VG的-端連接，濾波電容CC兩端分別直流母線VG的+端和-端連接，QC1的漏極與直流母線VG的+端連接，繼電器GCR第一開關的輸入端與QC1的源極和QC2的漏極連接，QC2的源極與直流母線VG的-端連接，DC7的陰極與直流母線VG的+端連接，繼電器GCR中第二開關的輸入端與DC7的陽極和QC3的漏極連接，QC3的源極與直流母線VG的-端連接，繼電器GCR中開關的與輸出Vco的+端和-端連接，驅動信號GC1、GC2以及GC3分別與QC1、QC2以及QC3的柵極連接，開關控制信號SC與繼電器SCR的控制端連接； 所述輔助電源包括二極管DD1、DD2、DD3以及DD4，非隔離DCDC模塊，第一隔離DCDC模塊，第二隔離DCDC模塊，電流傳感器SD；輔助電源的+端與DD1陽極連接，DD1陰極與非隔離DCDC模塊輸出的+端連接，DD2、DD3和DD4陽極分別與A、B和C端連接，DD2、DD3和DD4陰極與非隔離DCDC模塊輸入的+端連接，輔助電源的-端與非隔離DCDC模塊輸入的-端、非隔離DCDC模塊輸出的-端、第一隔離DCDC模塊輸出的-端、第二隔離DCDC模塊輸出的-端連接，非隔離DCDC模塊輸出的+端和-端分別與第一隔離DCDC模塊輸入的+端和-端、第二隔離DCDC模塊輸入的+端和-端連接；還包括兩個電源，第一隔離DCDC模塊輸出的+端和-端與第一電源Vc1的+端和-端連接，第二隔離DCDC模塊輸出的+端和-端與第二電源Vc2的+端和-端連接，電流傳感器SD的功率端與第二電源Vc2的+端連接，電流傳感器SD輸出信號ID，電源使能信號En與第二隔離DCDC模塊輸入的使能端E連接； 其特征在于包括以下步驟： 步驟1：設額定電流為IN，保證三級式起動發電機在最低發電轉速、穩壓條件下，可輸出1.5IN； 步驟2：保證三級式起動發電機在最高發電轉速、負載電流由150％至20％切換時，輸出電壓不超過45V； 步驟3：設主電機電樞繞組平均電感L＝Ld+Lq2，最高發電轉速下的感抗Xmax＝ωmaxL，使1.5INXmax35V； 步驟4：設最低發電轉速下主勵磁機電樞繞組的感抗為Xemin，最高工作溫度下主電機勵磁繞組的電阻為Remax，保證XeminRemax0.5； 步驟5：設主電機勵磁繞組的電感為Le，最低工作溫度下的電阻為Remin，保證時間常數LeRemin50ms； 步驟6：在發電轉速范圍內、調壓器負載由空載到最大負載條件下，保證三級式起動發電機中永磁副勵磁輸出整流后電壓VG在12V～45V范圍內； 步驟7：設交流勵磁電源的頻率為f，起動時主勵磁機最大交流勵磁電流有效值為IFmax，主勵磁機的勵磁電感為Lee，使130V2πfLeeIFmax170V； 步驟8：旋變定子輸出轉速位置信號P包括轉速信號n和位置信號θ，位置信號θ＝0°與空載下主電機A相電壓下降段過零點相對應； 步驟9：對于調壓器中直流母線VG上的電容CC，保證在主勵磁勵磁繞組上能量全部回饋到電容CC上時，電容CC上的電壓仍在允許范圍內； 步驟10：通過輔助電源實現對控制電路的供電，電源Vc2用于給控制電路中的功率管驅動電路供電，電源Vc1用于給控制電路中的其他電路供電，若電源Vc2的輸出電流ID異常時，通過電源使能信號En禁止隔離電源中隔離DCDC模塊2工作； 步驟11：起動過程中，起動發電機控制器驅動三級式起動發電機由靜止到發動機點火轉速； 步驟12：在發動機到達發電轉速之后，進入發電過程，在發電轉速、負載變化時，通過調壓器和MOS管三相全橋控制穩定輸出直流電壓Vdc。

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