飞机三级式发电系统建模与仿真

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1、第30卷第2期计算机仿真2013年2月文章编号：1006—9348(2013)02—0071—05飞机三级式发电系统建模与仿真梁波，李玉忍，薛梦娇(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：在飞机电源系统的优化设计中，飞机发电系统为机载用电设备正常工作提供条件，而在负载发生突变情况下能否快速做出反应以保证供电质量和可靠性能，直接影响到飞机的性能。为保证可靠性，分析了飞机三级发电系统组成结构和工作原理，建立飞机发电系统仿真模型的基础上，设计了用于调节电能质量的控制器——调压器，在MATLAB／Simulink环境下建立整个系统的模型，并对飞机发电系统部分进行动态仿

2、真。仿真结果表明，能较真实的反应飞机电源系统的动、静态性能，证明所建立的模型是正确的，采用的方法是可行的，为飞机电源系统的设计提供有效的研究手段与参考依据。关键词：飞机电源系统；三级发电机；建模与仿真中图分类号：V226文献标识码：BModelingandSimulationofThree——StageAircraftSynchronousGeneratorSystemLIANGBo，LIYu—ren，XUEMeng—jiao(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，ShaanxiXi’all71007

3、2，China)ABSTRACT：Studytheaircraftpowergenerationsystemtoprovideconditionsfornormalworkoftheairborneelectri·calequipment．Toensurethepowersupplyqualityandreliabilitywithchangingloadsthatimpacttheperformanceoftheaircraft，thepaperanalyzedthestructuresandprinciplesoftheaircraftthree—stagegener

4、ationsystem，andes-tabhshedthesimulationmodeloftheaircraftpowersystem．Thenacontroller(voltageregulator)wasdesignedtoad-justthepowerquality．ThewholemodelofthepowergenerationsystemwassimulatedintheenvironmentalofMAT-ALB／SIMULINK．Thedynamicresaltsofthesimulatedpowergenerationsystemareconsiste

5、ntwiththetheoryanaly·sisresults，whichprovedthemodeliseorrectandfeasible．ThemodelCanalsoprovideeffectiverecallsofreferencetothedesignofaircraftpowersystems．KEYWORDS：Aircraftpowersystems；Three—stage'synchronousgenerator；Modelingandsimulation1引言随着多电／全电飞机概念的提出以及机上用电设备的增加，对飞机上供电系统电能容量与质量提出了更高的

6、要求。同时，由于机械能向电能的转化过程中的动态性能非常复杂，而且动态性能对飞机电力系统的动态响应有很大的影响，因此在对飞机供电系统进行深入分析的基础上，建立起可用于研究分析飞机电力系统各种物理问题的仿真模型时十分必要的。飞机发电系统是一部由三级同步发电机组成的，通过变速箱连接在发动机上的液压机械式CSD(Constant—SpeedDrive)来驱动发电机，保证发电机的输出频率不变。文献基金项目：西北工业大学种子基金(72012108)收稿日期：2012—05—08修回日期：2012—05一18[9]中提出将驱动部分和发电机结合在一个独立单元中从而减轻整个系统重量，即所谓

7、的集成驱动发电机IDG(Integrat-edDriveGenerator)。作为飞机上电源系统中的核心部件——飞机发电机，为机载用电设备提供所需能量。飞机发电机由主发电机、旋转整流器、交流励磁机和永磁副励磁机等组成。其中，主发电机为旋转电极式同步发电机；交流励磁机为旋转电枢式同步发电机；副励磁机为永磁同步发电机。永磁同步发电机主要向系统中的调压器提供电源；交流励磁机在点击运行时，产生的三相交流电经安装在主发电机转子上的转整流器整流后作为主发电机的励磁电流，进而主发电机电枢中就会产生三相交流电。这样，通过控制励磁机的励磁电流，