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龙图腾网获悉贵州航天林泉电机有限公司申请的专利一种航空低压直流用三级式发电机电源系统及设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114865965B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210563283.5，技术领域涉及：H02P9/30；该发明授权一种航空低压直流用三级式发电机电源系统及设计方法是由薛开昶;甘忠文;袁光伟;龙江;顾兴阳设计研发完成，并于2022-05-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种航空低压直流用三级式发电机电源系统及设计方法在说明书摘要公布了：一种航空低压直流用三级式发电机电源系统及设计方法，系统包括三级式起动发电机和起动发电机控制器，三级式起动发电机包括永磁副励磁机、主励磁机、旋转整流管、主电机、旋变，起动发电机控制器包括MOS管三相全桥、交流励磁电源、调压器、辅助电源、控制电路、电流传感器SF和Sdc。起动时，使起动过程工作在最大转矩电流比模式，驱动三级式起动发电机由静止到发动机点火转速。发电时，通过调压器输出励磁电流来调节主电机输出三相交流电压值实现对直流电压Vdc的稳压控制；通过MOS管三相全桥来一方面实现主电机输出三相交流电压vM到直流电压Vdc的同步整流，另一方面实现电压Vdc过低时的升压控制。

本发明授权一种航空低压直流用三级式发电机电源系统及设计方法在权利要求书中公布了：1.一种航空低压直流用三级式发电机电源系统的设计方法， 所述三级式发电机电源系统，包括三级式起动发电机与起动发电机控制器，所述三级式起动发电机包括永磁副励磁机、主励磁机、旋转整流管、主电机与旋变；所述起动发电机控制器包括MOS管三相全桥、交流励磁电源、调压器、辅助电源、控制电路、电流传感器SF与电流传感器Sdc；所述永磁副励磁机的定子电枢绕组WPMG输出三相交流vPMG的A、B和C端分别与辅助电源和调压器的A、B和C输入端连接，所述主励磁机的转子电枢绕组WEM输出三相交流vEM经旋转整流器与主电机转子励磁绕组WME连接，主励磁机的定子励磁绕组WEE的F+端和F-端与交流励磁电源输出端以及调压器输出端连接，所述主电机的定子电枢绕组WMM三相交流vM的A、B和C端分别与MOS管三相全桥的A、B和C端连接，旋变定子输出转速位置信号P与控制电路连接，直流母线Vdc的+端和-端分别与MOS管三相全桥的直流母线VAdc的+端和-端、交流励磁电源输入VBi的+端和-端、输出电源输入的+端和-端以及控制电路连接，调压器的-端与直流母线Vdc的-端连接，MOS管三相全桥输出的三相交流电流信号iABC与控制电路连接，控制电路输出的驱动信号GA与MOS管三相全桥连接，控制电路输出的驱动信号GB和开关控制信号SB与交流励磁电源连接，控制电路输出的驱动信号GC和开关控制信号SC与调压器连接，辅助电源的两路电源输出Vc1、Vc2与控制电路连接，辅助电源输出的电流信号ID与控制电路连接，控制电路输出的电源使能信号En与辅助电源连接，电流传感器Sdc的功率端、输出信号Idc分别与直流母线Vdc的+端、控制电路连接，电流传感器SF的功率端、输出信号iF分别与励磁绕组WEE的F+端、控制电路连接； 所述MOS管三相全桥包括A相桥臂、B相桥臂、C相桥臂、滤波电容CAdc、电流传感器SA1、SA2和SA3，驱动信号GA包括GA1、GA2、GA3、GA4、GA5与GA6，三相交流电流iABC包括iA、iB和iC；所述MOS管三相全桥的A端与A相桥臂上管QA1的源极和下管QA2的漏极连接，A相桥臂上管QA1的漏极与直流母线VAdc的+端连接，A相桥臂下管QA2的源极S与直流母线VAdc的-端连接，MOS管三相全桥的B端与B相桥臂上管QA3的源极S和下管QA4的漏极D连接，B相桥臂上管QA3的漏极与直流母线VAdc的+端连接，B相桥臂下管QA4的源极与直流母线VAdc的-端连接，MOS管三相全桥的C端与C相桥臂上管QA5的源极和下管QA6的漏极连接，C相桥臂上管QA5的漏极与直流母线VAdc的+端连接，C相桥臂下管QA6的源极与直流母线VAdc的-端连接，滤波电容CAdc两端分别与直流母线VAdc的+端和-端连接构成，电流传感器SA1、SA2和SA3的功率端分别与A、B和C端连接，电流传感器SA1、SA2和SA3分别与输出信号iA、iB和iC对应连接，所述驱动信号GA1、GA2、GA3、GA4、GA5以及GA6分别与QA1、QA2、QA3、QA4、QA5以及QA6对应的栅极连接； 所述交流励磁电源包括二极管DB1，多个升压DCDC模块，滤波电容CB，功率管QB1、QB2、QB3以及QB4，继电器SCR，驱动信号GB包括GB1、GB2、GB3以及GB4；是由输入VBi的+端与二极管DB1的阳极连接，二极管DB1的阴极分别与多个升压DCDC模块输入的+端连接，输入VBi的-端与多个升压DCDC模块输入的-端连接，多个升压DCDC模块输出的+端和-端分别与直流母线Vs的+端和-端连接，输入VBi的-端与直流母线Vs的-端连接，滤波电容CB两端分别直流母线Vs的+端和-端连接，QB1的漏极与直流母线Vs的+端连接；继电器SCR设有两个开关，其中第一开关的输入端与QB1的源极和QB2的漏极连接，QB2的源极与直流母线Vs的-端连接，QB3的漏极与直流母线Vs的+端连接，继电器SCR的第二开关的输入端与QB3的源极S和QB4的漏极连接，QB4的源极与直流母线Vs的-端连接，继电器SCR中开关的输出端与输出vBo连接，驱动信号GB1、GB2、GB3以及GB4分别与QB1、QB2、QB3以及QB4的栅极连接，开关控制信号SB与继电器SCR的控制端连接； 所述调压器包括二极管DC1、DC2、DC3、DC4、DC5、DC6以及DC7，功率管QC1、QC2以及QC3，滤波电容CC，继电器GCR，驱动信号GC包括GC1～GC3；调压器的A端与DC1的阳极和DC2的阴极连接，调压器的B端与DC3的阳极和DC4的阴极连接，调压器的C端与DC5的阳极和DC6的阴极连接；DC1、DC3和DC5的阴极与直流母线VG的+端连接，DC2、DC4和DC6的阳极与直流母线VG的-端连接，滤波电容CC两端分别直流母线VG的+端和-端连接，QC1的漏极与直流母线VG的+端连接，继电器GCR第一开关的输入端与QC1的源极和QC2的漏极连接，QC2的源极与直流母线VG的-端连接，DC7的阴极与直流母线VG的+端连接，继电器GCR中第二开关的输入端与DC7的阳极和QC3的漏极连接，QC3的源极与直流母线VG的-端连接，继电器GCR中开关的与输出Vco的+端和-端连接，驱动信号GC1、GC2以及GC3分别与QC1、QC2以及QC3的栅极连接，开关控制信号SC与继电器SCR的控制端连接； 所述辅助电源包括二极管DD1、DD2、DD3以及DD4，非隔离DCDC模块，第一隔离DCDC模块，第二隔离DCDC模块，电流传感器SD；辅助电源的+端与DD1阳极连接，DD1阴极与非隔离DCDC模块输出的+端连接，DD2、DD3和DD4阳极分别与A、B和C端连接，DD2、DD3和DD4阴极与非隔离DCDC模块输入的+端连接，辅助电源的-端与非隔离DCDC模块输入的-端、非隔离DCDC模块输出的-端、第一隔离DCDC模块输出的-端、第二隔离DCDC模块输出的-端连接，非隔离DCDC模块输出的+端和-端分别与第一隔离DCDC模块输入的+端和-端、第二隔离DCDC模块输入的+端和-端连接；还包括两个电源，第一隔离DCDC模块输出的+端和-端与第一电源Vc1的+端和-端连接，第二隔离DCDC模块输出的+端和-端与第二电源Vc2的+端和-端连接，电流传感器SD的功率端与第二电源Vc2的+端连接，电流传感器SD输出信号ID，电源使能信号En与第二隔离DCDC模块输入的使能端E连接； 其特征在于包括以下步骤： 步骤1：设额定电流为IN，保证三级式起动发电机在最低发电转速、稳压条件下，可输出1.5IN； 步骤2：保证三级式起动发电机在最高发电转速、负载电流由150％至20％切换时，输出电压不超过45V； 步骤3：设主电机电枢绕组平均电感L＝Ld+Lq2，最高发电转速下的感抗Xmax＝ωmaxL，使1.5INXmax35V； 步骤4：设最低发电转速下主励磁机电枢绕组的感抗为Xemin，最高工作温度下主电机励磁绕组的电阻为Remax，保证XeminRemax0.5； 步骤5：设主电机励磁绕组的电感为Le，最低工作温度下的电阻为Remin，保证时间常数LeRemin50ms； 步骤6：在发电转速范围内、调压器负载由空载到最大负载条件下，保证三级式起动发电机中永磁副励磁输出整流后电压VG在12V～45V范围内； 步骤7：设交流励磁电源的频率为f，起动时主励磁机最大交流励磁电流有效值为IFmax，主励磁机的励磁电感为Lee，使130V2πfLeeIFmax170V； 步骤8：旋变定子输出转速位置信号P包括转速信号n和位置信号θ，位置信号θ＝0°与空载下主电机A相电压下降段过零点相对应； 步骤9：对于调压器中直流母线VG上的电容CC，保证在主励磁励磁绕组上能量全部回馈到电容CC上时，电容CC上的电压仍在允许范围内； 步骤10：通过辅助电源实现对控制电路的供电，电源Vc2用于给控制电路中的功率管驱动电路供电，电源Vc1用于给控制电路中的其他电路供电，若电源Vc2的输出电流ID异常时，通过电源使能信号En禁止隔离电源中隔离DCDC模块2工作； 步骤11：起动过程中，起动发电机控制器驱动三级式起动发电机由静止到发动机点火转速； 步骤12：在发动机到达发电转速之后，进入发电过程，在发电转速、负载变化时，通过调压器和MOS管三相全桥控制稳定输出直流电压Vdc。

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