一種新型飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電氣控制技術領域，尤其涉及飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置。
【背景技術】
[0002]隨著當代新型飛機朝著多電、全電飛機方向快速發(fā)展，對飛機電源系統(tǒng)的要求也越來越高，其供電質量及可靠性已經(jīng)成為影響飛機性能的重要因素，對它的研究也日漸成為航空界的熱點。
[0003]飛機電源系統(tǒng)主要包括同步發(fā)電機發(fā)電部分、勵磁控制器調節(jié)控制部分以及電能的變換部分。由于飛機上各種機載用電設備對電能的質量要求很高，這就意味著飛機發(fā)電機輸出的電能必須達到各項規(guī)定的性能指標，如端電壓穩(wěn)定、負載突變時電壓波動小、頻率恒定等。如果發(fā)電機輸出的端電壓處于一個忽高忽低、頻率忽大忽小的不穩(wěn)定狀態(tài)，那么不僅各機載用電設備會遭到不同程度的損壞，還有可能影響飛機的正常飛行及威脅到飛機和工作人員的安全。
[0004]由于飛機電源系統(tǒng)的保密性和特殊性，目前在市面上很難買到基本設備完善、性能成熟、價格適中的實驗平臺。因此設計一個飛機電源系統(tǒng)的實驗平臺，為飛機電源系統(tǒng)實際工作時的各種性能指標的分析提供真實數(shù)據(jù)的支撐。通過檢測飛機電源系統(tǒng)實驗平臺中整個電源系統(tǒng)正常運行和負載變化等過程中運行情況和各項系能指標，并對比理論研究的結果，可以更加詳細和逼真的模擬飛機電源系統(tǒng)在各種飛行工作中可能遇到的問題并及時找到解決方法，能有效的預防因電源系統(tǒng)問題而引起的各類飛行事故的發(fā)生，對現(xiàn)代飛機電源系統(tǒng)的發(fā)展有著十分積極的作用和意義。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種適于實用的新型飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置，為飛機電源系統(tǒng)的理論研究提供驗證的平臺。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種新型飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置，包括電動機調速控制系統(tǒng)、發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)、PC端上位機、逆變器和航空蓄電池；
[0008]電動機調速系統(tǒng)的輸出端連接到發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的輸入端，發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的輸出端連接到直流電壓總線上，電動機調速控制系統(tǒng)和發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)分別與PC端上位機進行雙向通信連接;航空蓄電池的輸入端連接到直流電壓總線上，航空蓄電池的輸出端連接到發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的相應輸入端;逆變器的輸入端連接到直流電壓總線上，逆變器的輸出端連接到交流電壓總線上；
[0009]電動機調速控制系統(tǒng)具有相連接的永磁同步電動機和DSP調速控制器，發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)具有相連接的交流發(fā)電機和三相整流器，通過DSP調速控制器來調節(jié)永磁同步電動機的轉速，由永磁同步電動機為交流發(fā)電機提供發(fā)電時轉子轉動所需要的動力，交流發(fā)電機輸出的三相交流電經(jīng)三相整流器后輸出28V直流電，由逆變器將28V直流電逆變?yōu)楹娇战涣髫撦d所需要的200V/115V、400Hz的交流電。
[0010]所述電動機調速系統(tǒng)還包括整流電路、三相逆變電路、輔助電源電路、光耦隔離電路、電流檢測電路和光電編碼器接口電路；
[0011 ]電動機調速控制系統(tǒng)中，各部分的連接如下:
[0012]整流電路的輸入端連接到市電220V接口處，整流電路的輸出端分別連接到三相逆變電路、輔助電源電路的輸入端；
[0013]三相逆變電路的輸入端分別連接到整流電路、光耦隔離電路的輸出端，三相逆變電路的輸出端分別連接到電流檢測電路、永磁同步電動機的輸入端；
[0014]輔助電源電路的輸入端連接到整流電路的輸出端，輔助電源電路的輸出端分別連接到光耦隔離電路、DSP調速控制器的相應輸入端；
[0015]光耦隔離電路的輸入端分別連接到輔助電源電路、DSP調速控制器中PffM模塊的輸出端，光耦隔離電路的輸出端連接到三相逆變電路的輸入端；
[0016]電流檢測電路的輸入端連接到三相逆變電路的輸出端，電流電測電路的輸出端連接到DSP調速控制器中A/D模塊的輸入端；
[0017]永磁同步電動機的輸入端連接到三相逆變電路的輸出端，永磁同步電動機的輸出端連接到光電編碼器接口電路的輸入端，光電編碼器接口電路的輸出端連接到DSP調速控制器中QEP模塊的輸入端。
[0018]所述發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)還包括勵磁主回路、驅動電路、勵磁電流采樣電路、電壓采樣電路、電流采樣電路和STM32勵磁控制器；
[0019]發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)中，各部分的連接如下:
[0020]交流發(fā)電機輸出三相交流電，經(jīng)過三相整流器整流后，輸出28V直流電到直流電壓總線上；
[0021]勵磁主回路的輸入端分別連接驅動電路、航空蓄電池的輸出端，勵磁主回路的輸出端分別連接交流發(fā)電機的勵磁繞組、勵磁電流采樣電路的輸入端；
[0022]驅動電路的輸入端連接STM32勵磁控制器中定時器的輸出端，驅動電路的輸出端連接勵磁主回路的輸入端；
[0023]勵磁電流采樣電路的輸入端連接勵磁主回路的輸出端，勵磁電流采樣電路的輸出端連接STM32勵磁控制器中第一 ADC模塊的輸入端；
[0024]電壓采樣電路的輸入端連接到直流電壓總線上，電壓采樣電路的輸出端連接到STM32勵磁控制器中第二 ADC模塊的輸入端；
[0025]電流采樣電路的輸入端連接到直流電壓總線上，電流采樣電路的輸出端連接到STM32勵磁控制器中第三ADC模塊的輸入端。
[0026]所述電動機調速系統(tǒng)還包括鍵盤顯示板，DSP調速控制器通過其數(shù)字I/O接口與鍵盤顯示板進行雙向連接。
[0027]采用上述方案后，本實用新型的一種新型飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置，設計電動機調速控制系統(tǒng)代替航空發(fā)動機為交流發(fā)電機提供發(fā)電時轉子轉動所需要的動力，電動機調速控制系統(tǒng)中的DSP調速控制器則用來調節(jié)永磁同步電動機的轉速，比如飛機在上升、巡航、下降等其他情況時轉速需要根據(jù)實際需要進行變化，此時DSP調速控制器就可以根據(jù)需要對永磁同步電動機進行轉速的調整，并對電機的轉速和電機繞組的電流進行采樣，通過反饋控制來精準控制電機的轉速。
[0028]交流發(fā)電機輸出的三相交流電直接通過三相整流器，輸出28V直流電。STM32勵磁控制器通過控制交流發(fā)電機的勵磁繞組的勵磁電流來使發(fā)電機輸出的端電壓恒定。通過實時勵磁電流、輸出電壓采樣，并通過勵磁控制器進行處理來控制交流發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機端電壓始終穩(wěn)定在電源系統(tǒng)所需的28V電壓。
[0029]PC端上位機主要實現(xiàn)的功能分為兩個方面:一方面是通過和DSP調速控制器通信在PC端上位機的界面上實時顯示永磁同步電動機的轉速和勵磁電流，并可以直接在PC端上位機的界面進行通信端口參數(shù)的設置、永磁同步電動機轉速的設定以及DSP調速控制器的開機和關機。另一方面是通過和STM32勵磁控制器通信在PC端上位機的界面上實時顯示交流發(fā)電機的輸出電壓、勵磁繞組的勵磁電流及電源系統(tǒng)的總功率，還可以在PC端上位機直接設置通信端口參數(shù)以及STM32勵磁控制器的開關機。
[0030]進一步地，DSP調速控制器連接有鍵盤顯示板，不通過上位機也可以通過鍵盤顯示板的數(shù)字按鍵和液晶顯示屏方便地設定和觀察電動機的轉速。
[0031]本實用新型和其他飛機電源系統(tǒng)實驗平臺裝置相比，其效果是積極和明顯的，解決了市面上很難買到基本設備完善、性能成熟、價格適中的飛機電源系統(tǒng)實驗平臺的問題，并設計